[发明专利]实现毫米波信道空间一致性的仿真方法

说明书

本发明提供了一种实现毫米波信道空间一致性的仿真方法。在该方法中，为了实现终端移动时毫米波信道参数的连续变化，将移动轨迹进行分段处理。通过刻画具有相关性的阴影衰落和LOS/NLOS条件网格图以及基于M步3‑状态马尔可夫链确定剩余段的多径簇数目，从而保证段间信道参数的连续性。对于段内小尺度参数，基于几何的方法实现多径分量的角度、时延、功率和相位的连续更新。本发明可以针对毫米波信道进行大尺度信道参数的相关性建模以及小尺度参数的平滑演进，进而实现毫米波信道空间一致性的仿真，为描述毫米波信道奠定了基础，同时为5G毫米波信道模型的仿真提供了重要的依据。

技术领域

本发明涉及毫米波技术领域，尤其涉及一种实现毫米波信道空间一致性的仿真方法。

背景技术

如今，随着5G的快速发展以及载频的不断提高，传统的信道模型已经不能仿真毫米波信道，需要根据毫米波信道特性实现毫米波信道的仿真，毫米波信道模型的研究对于5G无线通信的发展至关重要。在毫米波频段，当终端移动时多普勒频移较之低频段将变得更为严重，从而导致信道相干时间减少，信道中多径分量的路径损耗、时延、角度和功率等参数随移动距离变化很快，大尺度参数与小尺度参数都需要进行不断地更新。然而，现有的大多数信道模型只能在特定的位置生成信道参数，距离相近的两个终端产生的信道参数不存在空间相关性。因此，不能根据终端的移动来生成具有空间相关的信道参数。

针对毫米波信道，开展毫米波空间一致性信道建模方法的研究尤为重要。空间一致性描述的是当发射端或接收端移动时，信道的大尺度与小尺度参数随距离进行连续更新的特性。空间一致性可以保证距离相近的两个终端产生的大尺度参数与小尺度参数具有相关性。因此，如何建立大尺度参数之间的相关性与小尺度参数的平滑演进是空间一致性研究的一大热点。同时，空间一致性研究还有助于多用户或移动用户波束赋形及波束跟踪技术的设计，且能够提高波束跟踪的准确率。

目前，现有技术中的一种毫米波信道空间一致性的仿真方法为：通过建立时延扩展、角度扩展、K因子等大尺度参数之间相关系数来刻画相邻位置信道参数之间相关性。该方法的缺点为：不能保证小尺度参数的平滑演进。虽然针对小尺度参数相关性也有部分研究成果，但是这些研究成果在终端移动距离较长时，不能很好地保证整个运动轨迹内信道大尺度参数与小尺度参数相关性的建模。

发明内容

本发明的实施例提供了一种实现毫米波信道空间一致性的仿真方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种实现毫米波信道空间一致性的仿真方法，包括：

设置接收机和信道的基本参数，将接收机的移动轨迹进行分段，确定段间信道参数的相关性，该相关性包括阴影衰落和LOS/NLOS条件；

基于接收机和信道的基本参数生成第一个段的初始信道参数，并且利用3-状态马尔可夫链实现多径簇数增加-减少概率矩阵，利用所述多径簇数增加-减少概率矩阵实现不同段之间的多径簇数目的更新；

根据所述段间信道参数的相关性和各个段的多径簇数目，确定第一个段之后的各个段的初始信道参数；

利用几何的方式对各个段内部的信道小尺度参数进行空间一致性更新。

优选地，所述的接收机和信道的基本参数包括：发射机位置、发射机与接收机之间的初始距离、接收机移动距离、接收机移动速度、接收机移动方向、发射天线高度、接收天线高度、中心频率、发射机发射功率、环境和初始场景。

优选地，所述的将接收机的移动轨迹进行分段，确定段间信道参数的相关性，包括：

将接收机的移动轨迹进行分割，分成长度相等的段，在每个段初始位置更新一次段间信道参数，包括阴影衰落和LOS/NLOS条件，从而保证段间信道参数的相关性；