有限狀態(tài)Markov鏈對(duì)雙極化MIMO信道狀態(tài) 進(jìn)行建模，本發(fā)明實(shí)施例中，有限狀態(tài)Markov鏈為一階有限狀態(tài)Markov鏈；假設(shè)接收信號(hào) 幅度、隨機(jī)相位W及極化偏轉(zhuǎn)角度是相互獨(dú)立的，則可W根據(jù)圖3所示的有限狀態(tài)馬爾科 夫鏈原理圖，分別對(duì)接收信號(hào)幅度或隨機(jī)相位或極化偏轉(zhuǎn)角度的Markov鏈進(jìn)行建模；
[0114] 其中，如圖3所示，為建立信道模型所需馬爾科夫鏈的圖解，其中考慮了K個(gè)馬爾 科夫狀態(tài)，除首尾兩狀態(tài)，其余每個(gè)狀態(tài)均為單跳狀態(tài)且是兩入兩出轉(zhuǎn)移和保持過(guò)程。
[0115] 示例性的，假設(shè)雙極化MIM0系統(tǒng)的雙極化發(fā)射天線數(shù)目和接收天線數(shù)目分別為 Nt和Nf，f是歸一化接收信號(hào)信噪比的均值，且信道是慢衰落的瑞利信道，根據(jù)所述接收信 號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密度函數(shù)，基于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的接收信 號(hào)幅度；根據(jù)所述接收信號(hào)隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)，基于馬爾科夫（Markov)鏈原理 計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的隨機(jī)相位；根據(jù)所述接收信號(hào)極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度函數(shù)，基 于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的接收信號(hào)極化偏轉(zhuǎn)角度，可W包括W下過(guò) 程：
[0116] 1)初始化接收信號(hào)信噪比、隨機(jī)相位、極化偏轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)個(gè)數(shù)；例如，接收信號(hào) 信噪比的狀態(tài)個(gè)數(shù)為Ky，隨機(jī)相位的狀態(tài)個(gè)數(shù)為Ke，極化偏轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)個(gè)數(shù)為Kp;
[0117] 進(jìn)一步的，假設(shè)各個(gè)參數(shù)的平穩(wěn)狀態(tài)分布均為等概率分布，則接收信號(hào)信噪比量 化狀態(tài)為：坤'I= 1/片,，A= 0,I，2,...，A'., -1 ;
[0118] 在散射體豐富的環(huán)境下，接收信號(hào)的隨機(jī)相位是服從均勻分布的，因此隨機(jī)相位 量化狀態(tài)為馬，A= 0，l，2，...，而-1;
[0119] 由于接收信號(hào)的極化強(qiáng)度大小與極化波在空間中極化角度的隨機(jī)偏轉(zhuǎn)有關(guān)，且在 散射體豐富的環(huán)境下，極化天線所接收的極化波的偏轉(zhuǎn)角度是服從均勻分布的，因此，極化 偏轉(zhuǎn)角度量化狀態(tài)為：坤。' =I/片0，A= 0，1，2，...乂0-1;
[0120] 2)計(jì)算接收信號(hào)信噪比、隨機(jī)相位、極化偏轉(zhuǎn)角度的量化口限值；
[0121] 例如，接收信號(hào)信噪比量化口限值為：
[012引皆)=-尸In(1 -/(//C,)，A' = 0,1，2,...，片,-1 ;
[012引隨機(jī)相位量化口限值為：1..戶=2巧點(diǎn)//^。，義'=0，1，2，...乂0-1;
[0124] 極化偏轉(zhuǎn)角度量化口限值為：vf 乂'二0，1，2，...乂<,,-1 ;
[0125] 3)根據(jù)所述接收信號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密度函數(shù)W及所述接收信號(hào)信噪比的量 化口限值、根據(jù)所述隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)W及所述隨機(jī)相位的量化口限值、根據(jù) 所述極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度函數(shù)W及所述極化偏轉(zhuǎn)角度的量化口限值，計(jì)算接收信 號(hào)信噪比、隨機(jī)相位、極化偏轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣tW、tW、tW;
[0126]例如，對(duì)于接收信號(hào)信噪比狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣tW，在本發(fā)明實(shí)施例提供的無(wú)線信道 建模方法中，利用經(jīng)過(guò)步驟101得到的接收信號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密度函數(shù)fV(Y1_1，Y1)， 根據(jù)圖3所示的有限狀態(tài)馬爾科夫鏈中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，計(jì)算tW內(nèi)的各元素：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無(wú)線信道建模方法，其特征在于，包括： 在相鄰時(shí)間間隔上獲取經(jīng)過(guò)雙極化MMO信道的接收信號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密度函 數(shù)、隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)以及極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度函數(shù)； 根據(jù)接收信號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密度函數(shù)，基于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè) 時(shí)刻上的接收信號(hào)幅度；根據(jù)隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)，基于馬爾科夫（Markov)鏈原 理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的隨機(jī)相位；根據(jù)極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度函數(shù)，基于馬爾科夫 (Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的極化偏轉(zhuǎn)角度； 根據(jù)每一個(gè)相同時(shí)刻上的所述接收信號(hào)幅度、隨機(jī)相位以及極化偏轉(zhuǎn)角度生成同極化 鏈路的衰落系數(shù)和交叉極化鏈路的衰落系數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)接收信號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密 度函數(shù)，基于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的接收信號(hào)幅度；包括： 初始化接收信號(hào)信噪比的狀態(tài)個(gè)數(shù)； 計(jì)算接收信號(hào)信噪比的量化門限值； 根據(jù)所述接收信號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密度函數(shù)以及所述接收信號(hào)信噪比的量化門限 值，計(jì)算所述接收信號(hào)信噪比的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣； 選擇所述接收信號(hào)信噪比的初始狀態(tài)； 根據(jù)所述初始狀態(tài)以及所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，建立所述接收信號(hào)信噪比的馬爾科夫 鏈； 基于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的接收信號(hào)幅度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)， 基于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的隨機(jī)相位；包括： 初始化隨機(jī)相位的狀態(tài)個(gè)數(shù)； 計(jì)算隨機(jī)相位的量化門限值； 根據(jù)所述隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)以及所述隨機(jī)相位的量化門限值，計(jì)算所述隨 機(jī)相位的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣； 選擇所述隨機(jī)相位的初始狀態(tài)； 根據(jù)所述初始狀態(tài)以及所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，建立所述隨機(jī)相位的馬爾科夫鏈； 基于馬爾科夫（MarkoV )鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的隨機(jī)相位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度 函數(shù)，基于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的極化偏轉(zhuǎn)角度；包括： 初始化極化偏轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)個(gè)數(shù)； 計(jì)算極化偏轉(zhuǎn)角度的量化門限值； 根據(jù)所述極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度函數(shù)以及所述極化偏轉(zhuǎn)角度的量化門限值，計(jì) 算所述極化偏轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣； 選擇所述極化偏轉(zhuǎn)角度的初始狀態(tài)； 根據(jù)所述初始狀態(tài)以及所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，建立所述極化偏轉(zhuǎn)角度的馬爾科夫 鏈； 基于馬爾科夫（Markov)原理鏈計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的極化偏轉(zhuǎn)角度。
5. -種無(wú)線信道建模設(shè)備，其特征在于，包括： 獲取模塊：用于在相鄰時(shí)間間隔上獲取經(jīng)過(guò)雙極化MMO信道的接收信號(hào)信噪比的聯(lián) 合概率密度函數(shù)、隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)以及極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度函數(shù)； 計(jì)算模塊：用于根據(jù)接收信號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密度函數(shù)，基于馬爾科夫（Markov)鏈 原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的接收信號(hào)幅度；根據(jù)隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)，基于馬爾科 夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的隨機(jī)相位；根據(jù)極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度函 數(shù)，基于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的極化偏轉(zhuǎn)角度； 生成模塊：用于根據(jù)每一個(gè)相同時(shí)刻上的所述接收信號(hào)幅度，隨機(jī)相位以及極化偏轉(zhuǎn) 角度生成同極化鏈路的衰落系數(shù)和交叉極化鏈路的衰落系數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于， 所述計(jì)算模塊具體用于：初始化接收信號(hào)信噪比的狀態(tài)個(gè)數(shù)； 計(jì)算接收信號(hào)信噪比的量化門限值； 根據(jù)所述接收信號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密度函數(shù)以及所述接收信號(hào)信噪比的量化門限 值，計(jì)算所述接收信號(hào)信噪比的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣； 選擇所述接收信號(hào)信噪比的初始狀態(tài)； 根據(jù)所述初始狀態(tài)以及所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，建立所述接收信號(hào)信噪比的馬爾科夫 鏈； 基于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的接收信號(hào)幅度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于， 所述計(jì)算模塊具體用于：初始化隨機(jī)相位的狀態(tài)個(gè)數(shù)； 計(jì)算隨機(jī)相位的量化門限值； 根據(jù)所述隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)以及所述隨機(jī)相位的量化門限值，計(jì)算所述隨 機(jī)相位的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣； 選擇所述隨機(jī)相位的初始狀態(tài)； 根據(jù)所述初始狀態(tài)以及所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，建立所述隨機(jī)相位的馬爾科夫鏈； 基于馬爾科夫（MarkoV )鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的隨機(jī)相位。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于， 所述計(jì)算模塊具體用于：初始化極化偏轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)個(gè)數(shù)； 計(jì)算極化偏轉(zhuǎn)角度的量化門限值； 根據(jù)所述極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度函數(shù)以及所述極化偏轉(zhuǎn)角度的量化門限值，計(jì) 算所述極化偏轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣； 選擇所述極化偏轉(zhuǎn)角度的初始狀態(tài)； 根據(jù)所述初始狀態(tài)以及所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，建立所述極化偏轉(zhuǎn)角度的馬爾科夫 鏈； 基于馬爾科夫（Markov)鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的極化偏轉(zhuǎn)角度。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無(wú)線通信領(lǐng)域中的信道建模方法及設(shè)備。本發(fā)明提高了雙極化MIMO信道建模的準(zhǔn)確度，同時(shí)提升了多天線系統(tǒng)的通信性能。本發(fā)明實(shí)施例提供并示范的方法包括：在相鄰時(shí)間間隔上獲取經(jīng)過(guò)雙極化MIMO信道的接收信號(hào)信噪比的聯(lián)合概率密度函數(shù)、隨機(jī)相位的聯(lián)合概率密度函數(shù)以及極化偏轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合概率密度函數(shù)；根據(jù)上述每個(gè)聯(lián)合概率密度函數(shù)分別基于對(duì)應(yīng)的馬爾科夫鏈原理計(jì)算每一個(gè)時(shí)刻上的接收信號(hào)的幅度、隨機(jī)相位以及極化偏轉(zhuǎn)角度；根據(jù)每一個(gè)相同時(shí)刻上的所述接收信號(hào)幅度、隨機(jī)相位以及極化偏轉(zhuǎn)角度生成同極化鏈路的衰落系數(shù)和交叉極化鏈路的衰落系數(shù)。
【IPC分類】H04B17-391
【公開號(hào)】CN104753618
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310753647
【發(fā)明人】劉云, 楊光, 周亮
【申請(qǐng)人】華為技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月31日