[发明专利]基于双马尔科夫模型的LEO卫星信道建模方法及装置

说明书

本发明实施例提供的基于双马尔科夫模型的LEO卫星信道建模方法及装置，通过一阶马尔科夫Markov多状态信道模型，可以对大尺度衰落下的LOS径反映阴影衰落的影响；并且在一阶Markov多状态信道模型处于各大尺度衰落状态下，提取与大尺度衰落下的视距LOS径对应的小尺度衰落实测数据，可以反映小尺度衰落下的多径动态生灭过程，从而满足LEO卫星信道模型在时间轴上动态时变的要求，符合LEO卫星信道特征的动态性；并且，通过确定信道参数，建立完整的莱斯信道模型所需要的信道参数，得到LEO卫星的莱斯信道模型，这样使得LEO卫星的莱斯信道模型更符合低轨卫星信道实际场景。

技术领域

本发明涉及低轨卫星通信技术领域，特别是涉及的基于双马尔科夫模型的LEO卫星信道建模方法及装置。

背景技术

在通信中，信道建模是可以抽象地将信道用模型来描述，并按其输入/输出信号的数学特点以及输入/输出信号之间关系的数学特点进行分类。而，对信道建立的模型，比如陆地移动卫星(Land Mobile Satellite，简称LMS)信道模型，其仅针对窄带高轨卫星信道。其中，窄带高轨卫星信道比如对地同步轨道(Geosynchronous Orbit，简称GEO)卫星。

对于近地轨道(Low Earth Orbit，简称LEO)卫星(可以称为低轨卫星)信道而言，在LEO卫星信道中，由于低轨卫星运行速度快，LEO卫星与UE之间相对运动变化剧烈等特性，导致传输信号收到LEO信道特性的影响，这使得LEO卫星信道呈现出与上述GEO卫星信道不同的特点。因此，使得LMS信道模型不适用于低轨卫星信道，进而使得如何建立更符合低轨卫星信道实际场景的模型成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供的基于双马尔科夫模型的LEO卫星信道建模方法及装置，用以解决现有技术中如何建立更符合低轨卫星信道实际场景的模型的技术问题。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了基于双Markov模型的LEO卫星信道建模方法，包括：

获取近地轨道LEO卫星在过境期间接收信号的实测数据；其中，所述实测数据包括：大尺度衰落下的视距LOS径、瞬时多径数目、多径信号的包络分布及多径时延；

使用所述LOS径，建立大尺度衰落的一阶马尔科夫Markov多状态信道模型，其中，所述一阶Markov多状态信道模型包括：多个大尺度衰落状态以及每个大尺度衰落状态下的保持时间及所述多个大尺度衰落状态下的第一转移概率，所述多个大尺度衰落状态分别为信号平均功率的不同区间，所述不同区间是对LOS径计算平均功率，并对所述平均功率从零到正无穷划分，得到N个区间，其中，N为区间总数；

在一阶Markov多状态信道模型处于各大尺度衰落状态下，提取与所述大尺度衰落下的视距LOS径对应的小尺度衰落实测数据；其中，所述小尺度衰落实测数据包括：多径生成速率、多径消亡速率及当前时刻多径的总数目；

将当前时刻多径的总数目，作为多个小尺度衰落状态；获取所述多个小尺度衰落状态下的第二转移概率；

利用所述多个小尺度衰落状态及所述第二转移概率，建立小尺度衰落的二阶Markov多状态信道模型；

根据一阶Markov多状态信道模型划分的多个大尺度衰落状态，对未知信道参数进行分段拟合，统计每段中与多个大尺度衰落状态对应的时间段的特征，确定信道参数；

通过将所述信道参数加入未知信道参数的莱斯信道模型中，得到LEO卫星的莱斯信道模型。

进一步的，所述使用所述LOS径，建立大尺度衰落的一阶马尔科夫Markov多状态信道模型，包括：