[发明专利]一种高空平台MIMO通信系统三维信道建模方法

说明书

一种高空平台MIMO通信系统三维信道建模方法，本发明涉及高空平台MIMO通信系统三维信道建模方法。本发明的目的是为了解决二维MIMO信道模型不能准确的描述高空平台MIMO通信系统信道以及无线信道之间的空间相关性高，导致信道容量低的问题。通过以下技术方案实现的：步骤一、制备链路p‑l和链路q‑m的输入时延扩展函数；步骤二、对步骤一中制备的输入时延扩展函数进行傅里叶变换，得到链路p‑l的时变传输函数和链路q‑m的时变传输函数；步骤三、在步骤二中得到的链路p‑l的时变传输函数和链路q‑m的时变传输函数的基础上，求出链路p‑l的时变传输函数和链路q‑m的时变传输数之间的空时频相关函数；步骤四、计算信道容量。本发明应用于通信领域。

技术领域

本发明涉及高空平台MIMO通信系统三维信道建模方法。

背景技术

正在发展中的高空平台，其高度介于地面和各种通信卫星之间。它利用良好的电波传输特性，通过平台实现地面用户之间、平台之间或平台与卫星之间的通信连接，具有布局灵活、应用广泛、成本低廉、安全可靠等优点。由高空平台构成的信息系统将是新一代的无线通信系统，它融合了陆地和卫星通信系统的优势，又不同程度地避免了两者的缺点，在通信领域的应用得到广泛认同，是现有通信方式的有效补充。高空平台MIMO通信兼具卫星通信和地面通信的优点，又融合了MIMO系统高容量的特点，因此是学术研究的热点问题。

在非各向同性散射环境中的二维MIMO信道模型已经被提出，但这种模型假定无线电波传播仅在水平方向。因为高空平台被放置在平流层并且移动用户的位置常比周围的散射体低，所以电磁波可能会在水平和垂直平面上行进，而二维MIMO信道模型不能准确的描述高空平台MIMO通信系统信道。

为了满足现在或未来通信系统具有更高数据速率的不断需求，人们积极研究了多天线系统并成功应用于新兴的宽带无线接入网络。在研究过程中，信道容量是评估信道性能的重要指标之一。MIMO技术最主要的优点之一为它可以在不消耗额外的功率和带宽的前提下，使系统容量成倍增加。同时，研究也表明，无线信道之间的空间相关性高，导致信道容量低。

发明内容

本发明的目的是为了解决二维MIMO信道模型不能准确的描述高空平台MIMO通信系统信道以及无线信道之间的空间相关性高，导致信道容量低的问题，而提出了高空平台MIMO通信系统三维信道建模方法。

上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：

步骤一、制备链路p-l和链路q-m的输入时延扩展函数；

步骤二、对步骤一中制备的链路p-l的输入时延扩展函数和链路q-m的输入时延扩展函数进行傅里叶变换，得到链路p-l的时变传输函数T_pl(t,f)和链路q-m的时变传输函数T_qm(t,f)；

步骤三、在步骤二中得到的链路p-l的时变传输函数T_pl(t,f)和链路q-m的时变传输函数T_qm(t,f)的基础上，求出链路p-l的时变传输函数T_pl(t,f)和链路q-m的时变传输数T_qm(t,f)之间的空时频相关函数；

步骤四、在步骤三中得到的空时频相关函数的基础上，计算信道容量。

发明效果