[发明专利]一种针对放大转发中继系统的快速信道模拟方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及信道建模及协作通信信道建模。

背景技术

无线通信中MIMO技术已经被视为是实现信息高速传输的关键技术之一，MIMO技术对提高无线通信系统容量做出了关键性的贡献。MIMO（多入多出技术），通过增加收发端收发天线的数量实现数据多路传输，最终达到提高信息传输速率，提高通信系统容量的效果。

由于传统的蜂窝网的容量受限，而未来通信系统要求高速率大容量的信息传输，中继技术作为改善原有蜂窝网、提高蜂窝网的容量的一种关键技术被人们关注，并被学者们热衷研究着。放大转发中继(AF)在中继端对接收到的信号进行放大然后向后传输，其与译码转发中继(DF)构成了中继的两种主要形式。放大转发中继由于其处理复杂度小，处理时延小的优点被视为是用在小区死角、广阔农村、郊区场景下的主要中继手段。

放大转发中继在进行信道估计是，通常是采用将发送端、中继端、接收端一同组成的串联链路作为等效信道的方法进行信道估计，这样建立一种符合实际传输情况的串联链路信道模型尤为重要。由于天线的互耦特性和信号的相关衰落特性，MIMO（多入多出技术）在进行通信时，收发信息会受到信道相关性的影响，因此构建一个具有相关性的信道模型来仿真实际通信是非常必要的。

近年来关于信道仿真器及仿真方法被国内外组织关注，日本松下电器产业株式会社，清华大学，中兴通讯股份有限公司都在信道仿真器领域做了很多的研究。但是一种针对放大转发中继系统的信道建模方法及其装置并没有被提出。

基于上述问题，本发明提出一种针对放大转发中继系统的快速信道模拟方法及装置。本发明是根据收发端信道的相关性可分离的特点来构建信道模型的，首先根据发送天线、中继天线、接收天线信道的相关系数建立从发送端到中继和从中继端到接收端的分段相关信道，再根据分段信道的相关矩阵构建总模拟信道的相关矩阵，然后对总模拟信道的相关矩阵进行Cholesky分解，最后将分解得到的矩阵和独立瑞丽信道进行乘积就得到了基于AF中继模式下的具有相关性的信道模型。

发明内容

本发明能够对具有放大转发中继系统进行信道模拟，根据3GPP TS36.101所提出的Kronecker模型，在获得发送端、中继端、接收端天线数目及其相关系数和独立瑞丽信道均值、方差后就可以快速生成由发送端到接收端的总模拟信道：

vec(H)=R_C^1/2(vec(H_D))

具体步骤为：

步骤一：建立M_T×M_R个独立的瑞利衰落信道，M_T为发送机发送天线数目，M_R为接收机接收天线数目。该独立多径信道冲击响应为

步骤二：求解总信道的相关矩阵，其分步骤为：

一、建立具有相关性的分段信道模型，H_W为独立的瑞利衰落信道传输矩阵，其均值为μ、方差为σ²，发送端到中继和中继到接收端的信道增益分别为：

其中R为中继天线的数目，vec(H_BR)=R_BR^1/2(vec(H_w)),vec(H_RM)=R_RM^1/2(vec(H_w)),R_T、、R_RR_M分别为发送端中继端接收端的天线自相关矩阵。

二、求解总模拟信道的相关矩阵，

其中R_Cji为第c₁+1根发射天线到第k₁根接收天线信道与第c₂+1跟发送天线到第k₂根天线信道的相关系数，i=c₁*M_R+k₁;j=c₂M_T+k₂。且信道N₁-M₁与N₂-M₂相关系数为