[发明专利]一种信道模拟器及其建模方法

摘要

本发明提供了一种信道模拟器及其建模方法，采用SCM方法处理大尺度衰落和中尺度衰落，根据所选择具体场景配置大尺度衰落和中尺度衰落相关参数，并转化为相应权值常量；将小尺度衰落数学模型在根据欧拉公式进行展开，对展开后的小尺度衰落数学模型中的每径频移通过结合给定的最大频移及基于Box‑Muller算法的随机数生成方案确定，展开后的小尺度衰落数学模型中的正余弦函数通过PAR‑CORDIC算法计算出；基于Box‑Muller算法生成高斯白噪声；最后将大尺度衰落和中尺度衰落的权值常量对小尺度衰落数学模型进行加权后，再与所述高斯白噪声相加，得到信道模拟器模型。在本发明建模更快捷、高效，在资源消耗、处理时间等性能上更有优势。

主权项

一种信道模拟器的建模方法，其特征在于包括以下步骤：采用SCM方法处理大尺度衰落和中尺度衰落，根据所选择具体场景配置大尺度衰落和中尺度衰落相关参数，并转化为相应权值常量；将小尺度衰落数学模型根据欧拉公式进行展开，对展开后的小尺度衰落数学模型中的每径频移通过结合给定的最大频移及基于Box‑Muller算法的随机数生成方案确定，展开后的小尺度衰落数学模型中的正余弦函数通过PAR‑CORDIC算法计算出；基于Box‑Muller算法生成高斯白噪声；将所述大尺度衰落和中尺度衰落的权值常量对小尺度衰落数学模型进行加权后，再与所述高斯白噪声相加，得到信道模拟器模型；所述将小尺度衰落数学模型根据欧拉公式进行展开，对展开后的小尺度衰落数学模型中的每径频移通过结合给定的最大频移及基于Box‑Muller算法的随机数生成方案确定，展开后的小尺度衰落数学模型中的正余弦函数通过PAR‑CORDIC算法计算出的步骤具体包括以下步骤：假设发射信号为s(t)＝ejωt，经过多径多普勒效应得到的信号为：式(1)中，N为路径数量，an、ωn和τn分别为各路径衰减系数、频谱扩展以及延时时间；进行硬件处理时，将式(1)通过欧拉公式展开为：结合给定的最大频移fm及基于Box‑Muller算法的随机数生成方案确定式(2)中每径频移ωn＝2πfn；通过PAR‑CORDIC算法计算出式(2)中的正余弦函数；所述通过PAR‑CORDIC算法计算出式(2)中的正余弦函数包括以下步骤：基于三角函数周期性，将目标角度θ0转换为[0,2π)区间内角度θ1，并进一步转化为[0,π/4]区间内θ2，设置标志(flag_s,flag_c)，如(3)式所示：将[0,π/4]划分为2lu个区间，并存储相应边界角度θlook_up_i及其函数值sinθlook_up_i和cosθlook_up_i，i＝1,2,3…lu，判断θ2所在区间，并保存区间下界角度θlook_up的正余弦函数值sinθlook_up和cosθlook_up，设置剩余角度为Δθ＝θ2‑θlook_up；根据所述参数lu求满足式arctan2‑m≤45°/2lu的m最小值， 得到基础角度集合如下：{α0,α1...αn}，其中αk＝arctan2‑(m+k)，k＝0,1,2…n；根据集合{α0,α1...αn}和Zi、σi得到过渡矩阵集合{Zi+1,0,Zi+1,1...Zi+1,n},Zi+1,k＝Zi‑σiαk，其中Zi由CORDIC迭代模块确定，Z0＝Δθ,σ0＝1；上述二进制集合{Zi+1,0,Zi+1,1...Zi+1,n}经过二进制比较树得到最小值Zi+1，即Zi+1＝min{Zi+1,0,Zi+1,1...Zi+1,n}；同时存储旋转方向判断符号σi+1与相应缩放补偿因子ki+1；根据所述基础角度，采用经典迭代框架模式进行迭代；根据Zi+1判断其是否满足精度需求，如果未满足要求则依据参数Xi+1、Yi+1、Zi+1、σi+1以及ki+1进行下一步迭代；如果满足要求，则乘以所存储的收缩因子ki，i＝1,2,3…l，经过计算得出总剩余角度Z0＝Δθ的正余弦函数值sinΔθ和cosΔθ；将所述正余弦函数值sinΔθ和cosΔθ通过如下公式(4)：sinθ0＝sin(θlook_up+Δθ)＝sinθlook_upcosΔθ+cosθlook_upsinΔθcosθ0＝cos(θlook_up+Δθ)＝cosθlook_upcosΔθ‑sinθlook_upsinΔθ  (4)结合所述标志(flag_s,flag_c)，得出目标角度θ0最终的三角函数值。