專利名稱：一種針對(duì)放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的快速信道模擬方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及信道建模及協(xié)作通信信道建模。
背景技術(shù)：
無線通信中MMO技術(shù)已經(jīng)被視為是實(shí)現(xiàn)信息高速傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一，MIMO技術(shù)對(duì)提高無線通信系統(tǒng)容量做出了關(guān)鍵性的貢獻(xiàn)。MMO (多入多出技術(shù))，通過增加收發(fā)端收發(fā)天線的數(shù)量實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多路傳輸，最終達(dá)到提高信息傳輸速率，提高通信系統(tǒng)容量的效果。由于傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)的容量受限，而未來通信系統(tǒng)要求高速率大容量的信息傳輸，中繼技術(shù)作為改善原有蜂窩網(wǎng)、提高蜂窩網(wǎng)的容量的一種關(guān)鍵技術(shù)被人們關(guān)注，并被學(xué)者們熱衷研究著。放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼(AF)在中繼端對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大然后向后傳輸，其與譯碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼(DF)構(gòu)成了中繼的兩種主要形式。放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼由于其處理復(fù)雜度小，處理時(shí)延小的優(yōu)點(diǎn)被視為是用在小區(qū)死角、廣闊農(nóng)村、郊區(qū)場(chǎng)景下的主要中繼手段。放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼在進(jìn)行信道估計(jì)是，通常是采用將發(fā)送端、中繼端、接收端一同組成的串聯(lián)鏈路作為等效信道的方法進(jìn)行信道估計(jì)，這樣建立一種符合實(shí)際傳輸情況的串聯(lián)鏈路信道模型尤為重要。由于天線的互耦特性和信號(hào)的相關(guān)衰落特性，MIMO (多入多出技術(shù))在進(jìn)行通信時(shí)，收發(fā)信息會(huì)受到信道相關(guān)性的影響，因此構(gòu)建一個(gè)具有相關(guān)性的信道模型來仿真實(shí)際通信是非常必要的。近年來關(guān)于信道仿真器及仿真方法被國內(nèi)外組織關(guān)注，日本松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社，清華大學(xué)，中興通訊股份有限公司都在信道仿真器領(lǐng)域做了很多的研究。但是一種針對(duì)放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的信道建模方法及其裝置并沒有被提出?；谏鲜鰡栴}，本發(fā)明提出一種針對(duì)放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的快速信道模擬方法及裝置。本發(fā)明是根據(jù)收發(fā)端信道的相關(guān)性可分離的特點(diǎn)來構(gòu)建信道模型的，首先根據(jù)發(fā)送天線、中繼天線、接收天線信道的相關(guān)系數(shù)建立從發(fā)送端到中繼和從中繼端到接收端的分段相關(guān)信道，再根據(jù)分段信道的相關(guān)矩陣構(gòu)建總模擬信道的相關(guān)矩陣，然后對(duì)總模擬信道的相關(guān)矩陣進(jìn)行Cholesky分解，最后將分解得到的矩陣和獨(dú)立瑞麗信道進(jìn)行乘積就得到了基于AF中繼模式下的具有相關(guān)性的信道模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明能夠?qū)哂蟹糯筠D(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)進(jìn)行信道模擬，根據(jù)3GPP TS36.101所提出的Kronecker模型，在獲得發(fā)送端、中繼端、接收端天線數(shù)目及其相關(guān)系數(shù)和獨(dú)立瑞麗信道均值、方差后就可以快速生成由發(fā)送端到接收端的總模擬信道:vec (H) =RC1/2 (vec (Hd))具體步驟為:步驟一:建立MtXMk個(gè)獨(dú)立的瑞利衰落信道，Mt為發(fā)送機(jī)發(fā)送天線數(shù)目，Mk為接收機(jī)接收天線數(shù)目。該獨(dú)立多徑信道沖擊響應(yīng)為
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的快速信道建模方法，其特征在于: 在獲得發(fā)送端、中繼端、接收端天線數(shù)目及其相關(guān)系數(shù)和獨(dú)立瑞利信道均值、方差后就可以快速生成由發(fā)送端到接收端的總模擬信道。首先根據(jù)發(fā)送端、中繼端、接收端天線相關(guān)系數(shù)構(gòu)建分段相關(guān)信道。假設(shè)系統(tǒng)有Mt根發(fā)射天線Mk根中繼天線和Mm根接收天線，發(fā)送端到中繼和中繼到接收端的分段信道增益分別為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段信道的相關(guān)系數(shù)，其特征在于，針對(duì)于每一段的分信道，其發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的天線信道相關(guān)性是可分離的，即兩條信道的相關(guān)系數(shù)可以分離為發(fā)送端信道相關(guān)系數(shù)和接收端信道相關(guān)系數(shù)的乘積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段信道其特征在于，分段信道是由分段收發(fā)天線信道自相關(guān)矩陣的kronecker乘積得到相關(guān)矩陣，再將該相關(guān)矩陣進(jìn)行Cholesky分解并和獨(dú)立的瑞利信道乘積來生成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的每條總信道的子鏈路，其特征在于，每條子鏈路是由中繼兩側(cè)的兩條分子鏈路組成，每條分子鏈路是由該分子鏈路所在相關(guān)信道的相關(guān)矩陣的Cholesky分解與獨(dú)立的瑞利信道相乘生成，因此該分子鏈路的方差和均值是由該分子鏈路所在相關(guān)信道的相關(guān)矩陣和瑞利信道的均值、方差決定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速信道模擬裝置，其特征在于，主要由信道相關(guān)矩陣生成器1，信道相關(guān)矩陣生成器2，獨(dú)立瑞利信道生成器，矩陣乘法器，Cholesky分解器五個(gè)裝置組成。獨(dú)立瑞利信道生成器用來生成所需要個(gè)數(shù)的獨(dú)立的瑞利信道。信道相關(guān)矩陣生成器I用來生成由發(fā)送端到中繼端和中繼端到接收端的分段信道相關(guān)矩陣。信道相關(guān)矩陣生成器2用來生成總模擬信道的信道相關(guān)矩陣。Cholesky分解器用來實(shí)現(xiàn)對(duì)總模擬信道相關(guān)矩陣的Cholesky分解。矩陣乘法器實(shí)現(xiàn)總模擬信道相關(guān)矩陣的Cholesky分解后的矩陣和生成的多路瑞利信道 的乘積，生成總模擬信道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種針對(duì)放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的快速信道模擬方法及裝置。本發(fā)明能夠?qū)Ψ糯筠D(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)進(jìn)行信道模擬，在獲得發(fā)送端、中繼端、接收端天線數(shù)目及其相關(guān)系數(shù)和獨(dú)立瑞利信道均值、方差后就可以快速生成由發(fā)送端到接收端的總模擬信道。首先根據(jù)發(fā)送機(jī)到中繼和中繼到接收機(jī)分別建立相關(guān)性信道，然后根據(jù)發(fā)送端、中繼端、接收端天線相關(guān)系數(shù)計(jì)算總模擬信道的相關(guān)矩陣，最后根據(jù)總信道的相關(guān)矩陣建立信道模型。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為所建立的模型充分考慮了基站端、中繼端、接收端的相關(guān)性，對(duì)收發(fā)鏈路相關(guān)性做了充分的考慮，使該模型能夠真實(shí)準(zhǔn)確的模擬出整個(gè)鏈路；對(duì)于相關(guān)系數(shù)的計(jì)算嚴(yán)格遵循定義，使之準(zhǔn)確合理；能夠?qū)Πl(fā)送機(jī)到接收機(jī)的整條鏈路進(jìn)行模擬，達(dá)到方便簡(jiǎn)潔的效果。
文檔編號(hào)H04W16/22GK103179585SQ20131007482
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者劉元安, 劉昌興, 謝剛, 胡銓, 高錦春, 劉凱明, 劉芳 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)