[发明专利]一种面向车联网的动态MIMO信道建模及参数计算方法

摘要

本发明公开了一种面向车联网的动态MIMO信道建模及参数计算方法，本发明提出的V2V动态MIMO信道建模方法，综合考虑了收发车辆移动、散射体移动、运动速度及轨迹变化等多种影响电波传播的因素；本发明提出的V2V动态MIMO信道建模方法和参数计算方法，支持时变的信道模型参数，适用于任意三维天线阵列及任意车辆运动轨迹的传播场景，并能够保证输出信道衰落相位的连续性。

主权项

1.一种面向车联网的动态MIMO信道建模及参数计算方法，其特征在于：步骤如下：第一步：针对复杂交通状况下的V2V动态MIMO通信场景，将收发车辆之间的MIMO信道建模为其中，S表示发送端天线数目，U表示接收端天线数目，发送端第s根天线与接收端第u根天线之间的信道hu,s(t,τ)表示为不同功率和时延的多条传播路径信号的叠加，将第n条路径的归一化信道衰落系数建模为其中，M表示第n条路径的散射支路数，表示由于收发端和散射体位置变化引起的多普勒相移，表示由天线位置和散射环境变化引起的相移，表示随机初始相移；第二步：实时计算第n条路径第m条散射支路的多普勒相移采用方法如下：1)实时计算移动发射端即MT和移动接收端即MR的位置矢量，方法如下：步骤一：假设初始时刻MT和MR的位置矢量分别为LMT(t0)，LMR(t0)；步骤二：迭代计算t+Δt时刻MT和MR的位置矢量，方法如下其中，vMT(t),vMR(t)分别表示MT和MR的移动速度矢量；步骤三：令t＝t+Δt，返回步骤二，计算下一时刻MT和MR的位置矢量，直到仿真结束；2)假设收发端之间第n条散射路径的第一个和最后一个散射体分别记为An,Zn，实时计算An,Zn的位置矢量，采用方法如下：步骤一：假设初始时刻散射体A_n,Z_n的位置矢量分别为步骤二：迭代计算t+Δt时刻散射体An,Zn的位置矢量，方法如下其中，表示散射体A_n以及Z_n的移动速度矢量；步骤三：令t＝t+Δt，返回步骤二，计算下一时刻散射体An,Zn的位置矢量，直到仿真结束；3)计算MT与散射体An之间的信号角度均值以及散射体Zn与MR之间的信号角度均值，方法如下：其中，(·)^x，(·)^y，(·)^z分别表示(·)矢量的横、纵和竖坐标值，表示发送端与散射体A_n之间的距离，表示接收端与散射体Z_n之间的距离；4)根据用户预先指定或实测的角度统计分布，动态计算并产生M组时变角度值θMT,n,m(t)，θMR,n,m(t)，φMT,n,m(t)，φMR,n,m(t)，并实时构建第n条路径第m条散射支路收发端方向矢量，方法如下：5)实时计算第n条路径第m条散射支路的多普勒相移，方法如下：其中，k＝2πf0/c表示波数，f0和c分别为载波频率和光速；第三步：实时计算第n条路径第m条散射支路的相移采用方法如下：1)计算收发端天线位置旋转矩阵，方法如下：其中，分别表示发送端移动速度的方位角和俯仰角，分别表示接收端移动速度的方位角和俯仰角；2)计算第n条路径第m条散射支路的相移方法如下：其中，dMT,s(t0)，dMR,u(t0)分别表示发送端第s根天线和接收端第u根天线初始时刻的位置；第四步：实时产生第n条路径第m条散射支路的随机初始相移产生方法如下，在[0,2π)范围内产生M个服从均匀分布的随机变量