[发明专利]一种基于隧道环境的三维非平稳宽带双簇信道建模方法

权利要求书

1.一种基于隧道环境的三维非平稳宽带双簇信道建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：构建三维非平稳宽带双簇信道模型,给出多径传输的角度参数和模型参数，根据半圆形隧道的实际尺寸对隧道系统进行几何建模；

步骤二：通过隧道散射场景中的几何关系以及三角恒等式，利用发射机、接收机以及散射体的位置推导三维非平稳宽带双簇信道模型的矩阵表达式；

步骤三：结合三维非平稳宽带双簇信道模型传递函数的表达式以及仰角和方位角分别推导LoS和NLoS传输路径下复冲激响应的函数表达式；

步骤四：由隧道系统的几何建模结果得到在NLoS多簇散射情况下，发射端发出的信号到达接收端的路径长度；

步骤五：引入生死算法，利用簇群在阵列和时间轴上的演变，推导在一定时间间隔后的簇群数量，以表示簇群在半椭圆隧道场景下的状态；

步骤六：利用传递函数和生死算法推导不同传输路径间的空间互相关性函数，以分析不同传输链路的空间互相关特性；

步骤七：由三维非平稳宽带双簇信道模型的参数以及统计特性仿真验证构建的三维非平稳宽带双簇信道模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于隧道环境的三维非平稳宽带双簇信道建模方法，其特征在于，所述步骤一构建的三维非平稳宽带双簇信道模型，采用半椭圆形隧道描述V2V信道中不同传输路径下的散射体分布，在LoS路径下，发射端发出的信号不经过任何散射体直接到达接收端，在NLoS路径下，发射端发出的信号通过多簇散射到达接收端。

3.根据权利要求2所述的一种基于隧道环境的三维非平稳宽带双簇信道建模方法，其特征在于，所述步骤一中，首先定义Cluster_T作为发射端第一次反弹的簇群，Cluster_R作为接收端最后一次反弹的簇群，Cluster_T和Cluster_R之间的传输环境抽象为一个虚拟连接；

假定隧道横截面半径为R，隧道长为D，发射端和接收端分别配置M_T和M_R根均匀线性天线，天线之间间距分别为δ_T和δ_R；发射端和接收端天线相对于x正半轴的倾斜角分别为ψ_T和ψ_R，发射机和接收机的位置分别为(x_T,y_T,z_T)和(x_R,y_R,z_R)；

假设发射端存在N₁个有效散射体，第n₁(n₁＝1,2,...,N₁)个散射体定义为接收端存在N₂个有效散射体，第n₂(n₂＝1,2,...,N₂)个散射体定义为发射端和接收端的散射体位置分别为和其中，和都是自由变量。

4.根据权利要求3所述的一种基于隧道环境的三维非平稳宽带双簇信道建模方法，其特征在于，步骤二所述三维非平稳宽带双簇信道模型传递函数的矩阵表达式为：

其中h_pq(t,τ)表示发射端第p根天线与接收端第q根天线之间传输链路的复冲激响应，h_pq(t,τ)为视距分量和非视距分量之和，t表示时间，τ表示时延。