专利名称：一种宽带无线通信系统的衰落信道测量模型及实现方法
技术领域：
本发明属于电波传播和无线通信技术领域，涉及一种宽带无线通信系统的衰落信 道测量模型及其实现方法。
背景技术：
近年来，随着无线通信业务需求的飞速增长，无线通信系统的性能也大幅增加。为 了获取更高的系统性能，新一代的无线通信系统采取了各种新技术。与此同时，无线信道也 和以往的通信系统有着很大的区别。目前的无线信道模型主要是实现多径的抽头延迟线模型。从国内外宽带无线信道 外场实测的结果可以发现，宽带信道在时延域中除了存在传统的多径衰落，还存在一种连 续的能量分布，即散射现象。按照传统的方法，可以将散射分量视为时延分布密集的多径， 采用抽头延迟线模型来实现。但是，由于多径的密集性，若采取抽头延迟线模型来实现散射 分量，抽头的数目会很大，使得实现结构复杂。目前，常用的简化方法是采用分簇模型对宽 带信道进行建模实现。分簇模型中，把时延比较接近的径视为一个簇，然后采取特定的方式 对簇内的径进行相应的简化处理。分簇的规则不同会使得信道实现的结果不同，这使得基 于分簇方法的宽带散射信道模型具有一定的主观性。综上所述，现有的信道模型实现方法 并不能准确地表征密集城市地区的电波传播环境特征。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种宽带无线通信系统的衰落信道测量模 型，该模型可以准确地表征密集城市地区的电波传播环境；此外，本发明还提供一种宽带无线通信系统的衰落信道测量模型的实现方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。—种宽带无线通信系统的衰落信道测量模型，该测量模型采取“多径_散射”模 型合成方法，包括信道测量冲激响应模块，散射分量参数估计模块，散射分量生成模块，多 径分量参数估计模块，多径分量生成模块，合成模块；所述信道测量冲激响应模块对信道测 量获得的高速采集功率电平数据进行统计处理，获得宽带无线通信系统的信道冲激响应函 数；所述散射分量参数估计模块与所述信道测量冲激响应模块的输出端相连，用以根据所 述冲激响应函数估计出衰落信道中的散射分量参数；所述散射分量生成模块与所述散射分 量参数估计模块的输出端相连，用以根据所述散射分量参数生成散射分量；所述多径分量 参数估计模块与所述信道测量冲激响应模块的输出端相连，用以根据所述冲激响应函数估 计出衰落信道中的多径分量参数；所述多径分量生成模块与所述多径分量参数估计模块的 输出端相连，用以根据所述多径分量参数生成多径分量；所述合成模块分别与所述散射分 量生成模块和多径分量生成模块的输出端相连，用以将所述散射分量和多径分量线性叠加 获得所述宽带无线通信系统的衰落信道的模型函数。作为本发明的一种优选方案，所述衰落信道的多径包括N个单径，所述多径分量生成模块由N个并行的单径支路合并而成；所述多径分量参数包括N个单径分量参数，每个 单径分量参数均包括角度、复幅度和时延；每个所述单径支路均包括天线赋型数据查找表 模块，乘法器，第一延时器；所述天线赋型数据查找表模块用以根据所述角度选择相应的天 线赋型数据；所述乘法器与所述天线赋型数据查找表模块的输出端相连，用以将所述复幅 度和天线赋型数据相乘；所述第一延时器与所述乘法器的输出端相连，用以根据所述时延 对所述乘法器的输出结果作延时处理。 作为本发明的另一种优选方案，所述散射分量参数包括起始能量、能量衰减系数 和起始时延；散射分量时域表示的一般形式为
0 τ <τα
权利要求
一种宽带无线通信系统的衰落信道测量模型，其特征在于，所述衰落信道测量模型包括信道测量冲激响应模块，对信道测量获得的高速采集功率电平数据进行统计处理，获得宽带无线通信系统的信道冲激响应函数；散射分量参数估计模块，与所述信道测量冲激响应模块的输出端相连，用以根据所述冲激响应函数估计出衰落信道中的散射分量参数；散射分量生成模块，与所述散射分量参数估计模块的输出端相连，用以根据所述散射分量参数生成散射分量；多径分量参数估计模块，与所述信道测量冲激响应模块的输出端相连，用以根据所述冲激响应函数估计出衰落信道中的多径分量参数；多径分量生成模块，与所述多径分量参数估计模块的输出端相连，用以根据所述多径分量参数生成多径分量；合成模块，分别与所述散射分量生成模块和多径分量生成模块的输出端相连，用以将所述散射分量和多径分量线性叠加获得所述宽带无线通信系统的衰落信道的模型函数。
2.根据权利要求1所述的宽带无线通信系统的衰落信道测量模型，其特征在于所述 多径分量生成模块由N个并行的单径支路合并而成；所述多径分量参数包括N个单径分量 参数，每个单径分量参数均包括角度、复幅度和时延；每个所述单径支路均包括天线赋型数据查找表模块，用以根据所述角度选择相应的天线赋型数据； 乘法器，与所述天线赋型数据查找表模块的输出端相连，用以将所述复幅度和天线赋 型数据相乘；第一延时器，与所述乘法器的输出端相连，用以根据所述时延对所述乘法器的输出结 果作延时处理。
3.根据权利要求1所述的宽带无线通信系统的衰落信道测量模型，其特征在于所述 散射分量参数包括起始能量、能量衰减系数和起始时延；散射分量的时域表示为0 τ < Td Kcif) = * α τ = τ α·ββ(τ-τ^τ>τ 其中Td为散射分量的起始时延值，α为散射分量的起始能量，β为散射分量的能量 衰减系数，τ为延时时间；所述散射分量生成模块包括级联的散射分量成型滤波器和第二延时器；所述散射分量 成型滤波器是根据所述起始能量和能量衰减系数确定的；所述第二延时器用以根据所述起 始时延对散射分量成型滤波器的输出作延时处理。
4.根据权利要求3所述的宽带无线通信系统的衰落信道测量模型，其特征在于，所述 散射分量成型滤波器是基于冲激响应不变法实现的，模型为、‘I-Z-1G2其中，G1为散射衰落幅度因子，G2为散射衰落速度因子，τ为延时时间。
5.根据权利要求3所述的宽带无线通信系统的衰落信道测量模型，其特征在于，所述 散射分量成型滤波器是基于双线性变换法实现的，模型为v ‘ I-Z-1G2其中，G1为散射衰落幅度因子，G2为散射衰落速度因子，τ为延时时间。
6.权利要求1所述的宽带无线通信系统的衰落信道测量模型的实现方法，其特征在 于，所述实现方法包括以下步骤步骤一，信道测量冲激响应模块通过测量获得宽带无线通信系统的信道冲激响应函数；步骤二，散射分量参数估计模块根据所述冲激响应函数估计出衰落信道中的散射分量 参数；多径分量参数估计模块根据所述冲激响应函数估计出衰落信道中的多径分量参数；步骤三，散射分量生成模块根据所述散射分量参数生成散射分量；多径分量生成模块 根据所述多径分量参数生成多径分量；步骤四，合成模块将所述散射分量和多径分量线性叠加获得所述宽带无线通信系统的 衰落信道的模型函数。
7.根据权利要求6所述的宽带无线通信系统的衰落信道测量模型的实现方法，其特征 在于所述多径分量生成模块由N个并行的单径支路合并而成；所述多径分量参数包括N 个单径分量参数，每个单径分量参数均包括角度、复幅度和时延；每个所述单径支路的实现方法均包括以下步骤步骤Al，天线赋型数据查找表模块根据所述单径分量角度选择相应的天线赋型数据；步骤Α2，乘法器将所述单径分量复幅度和天线赋型数据相乘；步骤A3，第一延时器根据所述单径分量时延对所述乘法器的输出结果作延时处理。
8.根据权利要求6所述的宽带无线通信系统的衰落信道测量模型的实现方法，其特征 在于，所述散射分量参数包括起始能量、能量衰减系数和起始时延；所述散射分量生成模块 通过散射分量成型滤波器和第二延时器级联实现，具体实现方法为步骤Bi，根据散射分量的起始能量和能量衰减系数确定所述散射分量成型滤波器；步骤Β2，所述第二延时器根据散射分量的起始时延对散射分量成型滤波器的输出作延 时处理。
9.根据权利要求8所述的宽带无线通信系统的衰落信道测量模型的实现方法，其特征 在于，基于冲激响应不变法实现所述散射分量成型滤波器，所述散射分量成型滤波器的模 型为v J I-Z-1G2其中，G1为散射衰落幅度因子，G2为散射衰落速度因子，τ为延时时间。
10.根据权利要求8所述的宽带无线通信系统的衰落信道测量模型的实现方法，其特征在 于，基于双线性变换法实现所述散射分量成型滤波器，所述散射分量成型滤波器的模型为咋)W1)v ‘ I-Z1G2其中，G1为散射衰落幅度因子，G2为散射衰落速度因子，τ为延时时间。
全文摘要
本发明公开了一种宽带无线通信系统衰落信道的高精度测量模型及实现方法，该实现方法包括步骤一，信道测量冲激响应模块通过统计处理测量数据获得宽带无线通信系统的信道冲激响应函数；步骤二，散射分量参数估计模块根据冲激响应函数估计出衰落信道中的散射分量参数；多径分量参数估计模块根据冲激响应函数估计出衰落信道中的多径分量参数；步骤三，散射分量生成模块根据所述散射分量参数生成散射分量；多径分量生成模块根据所述多径分量参数生成多径分量；步骤四，合成模块将所述散射分量和多径分量线性叠加获得所述宽带无线通信系统的衰落信道的模型函数。本发明可以准确地表征密集城市地区的电波传播环境，实现复杂度低。
文档编号H04B17/00GK101951297SQ20101027122
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者勾天杭, 王萍 申请人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所