[发明专利]一种具有空间一致性的信道建模方法、装置及介质

说明书

本发明公开了一种具有空间一致性的信道建模方法、装置及介质，方法包括：S1，设置初始时刻散射簇的参数，并计算生存概率；S2，根据所述生存概率从当前生存的簇中随机选择消亡簇，并根据所述生存概率随机生成新的簇；S3，遍历每个簇，并根据簇所在集合种类，计算时间维度功率衰减因子；S4，根据当前时刻散射簇的参数、天线维度功率衰减因子和时间维度功率衰减因子，计算得到信道传递函数；S5，进入下一个采样时刻，重复S2至S4，直至满足结束条件。如此，采用本发明可模拟大规模MIMO、双边移动、宽带通信场景以及他们的混合场景，在空‑时‑频域具有非平稳性的同时，保证空间一致性，即相邻位置具有相似的信道特性，与真实信道更加贴合。

技术领域

本发明属于5G大规模多输入多输出(MIMO)系统信道建模领域，更具体地，涉及一种具有空间一致性的信道建模方法、装置及介质。

背景技术

从1G到现在的5G，信道建模一直是物理层通信领域研究的热点，因为准确高效的信道模型是任何通信系统研发和性能评估的基础。然而，信道建模研究越来越具有挑战性。原因在于，第五代移动通信(5G)引入了众多新的物理层技术，例如大规模MIMO、宽带通信等。并且，5G还面临诸多复杂通信场景。这些技术使得常用的信道广义平稳假设在空时频域都不再成立。此外，为了和真实信道保持一致，信道还应该具有空间一致性，即位于相邻空间位置的发送端(接收端)的信道特性也相近，这意味着信道在变化的过程中将保持平滑、连续。因此，为了能够支持大规模MIMO、双边移动、宽带通信这几种极具挑战性的5G场景，一种合理兼容空时频非平稳性和空间一致性的通用信道模型至关重要。

公开文献中有大量针对非平稳信道建模的研究，可以分为非几何随机模型(NGSM)和基于几何的随机信道模型(GBSM)。NGSM是一种使用抽头延迟滤波器生成信道冲击响应的信道建模方法。在提供时延、功率、多普勒的统计信息的前提下，根据概率分布函数(PDF)生成参数。已经有基于NGSM的空间、频率非平稳信道模型，但是由于NGSM的抽头在相邻时刻的参数缺乏相关性，故都无法保证空间一致性，缺乏时间演进，无法仿真连续长时间信道。GBSM得益于预先定义了收发端和散射簇的具体位置，十分适合于时变场景，有能力在建模非平稳特性的同时，保持空间一致性。但是现有的模型集中在建模空时频中的一个或者多个域上的非平稳建模，忽略了簇生灭过程的能量平缓变化，这也是保证信道空间一致性的重要因素。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种具有空间一致性的信道建模方法、装置及介质，旨在解决现有信道建模方法忽略了簇生灭过程的能量平缓变化，从而无法保证空间一致性的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种具有空间一致性的信道建模方法，包括：

S1，设置初始时刻散射簇的参数，并计算生存概率；

S2，根据所述生存概率从当前生存的簇中随机选择消亡簇，并根据所述生存概率随机生成新的簇；

S3，遍历每个簇，若其为新生簇，则其时间维度功率衰减因子若其为消亡簇，则其时间维度功率衰减因子否则，其时间维度功率衰减因子ρ_n(t)＝1；其中，n表示第n个簇，t表示当前时刻，t_B表示簇开始生成的时间，ξ_B为控制新生簇能量增加斜率的常数，t_D表示簇开始消亡的时间，ξ_D为控制消亡簇能量降低斜率的常数，Δv_R、Δv_T分别表示收、发端平均相对速度；

S4，根据当前时刻散射簇的参数、天线维度功率衰减因子和时间维度功率衰减因子，计算得到信道传递函数；

S5，进入下一个采样时刻，重复S2至S4，直至满足结束条件。