專利名稱：多徑生成裝置、多徑衰落模擬器以及多徑生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于在移動(dòng)通信系統(tǒng)等的無線通信系統(tǒng)中模擬多徑變動(dòng)的時(shí)變多徑生成裝置、使用該裝置的多徑衰落模擬器以及多徑生成方法，具體涉及使用通過把時(shí)變路徑變動(dòng)附加給與輸入?yún)?shù)對(duì)應(yīng)的各傳播路徑的參數(shù)(到來方向特性，相位特性，延遲特性，功率電平特性)來生成時(shí)變多徑的技術(shù)的時(shí)變多徑生成裝置、使用該裝置的多徑衰落模擬器以及多徑生成方法。
背景技術(shù)：
圖1示出了從基站天線發(fā)送電波，移動(dòng)站接收經(jīng)過由建筑物等反射和衍射而形成的多個(gè)傳播路徑到達(dá)的電波的情況的概念圖。圖1的右側(cè)示出了延遲分布的示例。在圖1所示的延遲分布中有5個(gè)傳播路徑，橫軸是到達(dá)移動(dòng)站的電波的傳播延遲時(shí)間(以下稱為時(shí)間延遲)，縱軸是接收功率。時(shí)間延遲和接收功率可以是絕對(duì)值，也可以是相對(duì)值。
延遲分布中的①、②、③、④、⑤的電波可看作平面波(路徑)。時(shí)間延遲最小的路徑是通過距基站最短距離而到達(dá)的路徑①，時(shí)間延遲比①大的路徑是在經(jīng)過由遠(yuǎn)方的建筑物和山岳等反射、衍射后而到達(dá)的路徑。對(duì)于時(shí)間延遲大的路徑，由于傳播距離增大，因而傳播損失增加，并且由于反射、衍射次數(shù)也增加，因而接收功率具有減小的傾向。
圖2是示出每次移動(dòng)站沿著道路移動(dòng)而測(cè)定的延遲分布的測(cè)定例的圖(非專利文獻(xiàn)1)。隨著移動(dòng)站的移動(dòng)，可以知道路徑的時(shí)間延遲和接收功率時(shí)刻變化的狀態(tài)。
當(dāng)設(shè)計(jì)移動(dòng)通信系統(tǒng)時(shí)，為了判斷該系統(tǒng)是否能耐受傳播路徑變動(dòng)，并且確定最佳系統(tǒng)參數(shù)值，用于對(duì)基站和移動(dòng)站之間的空間中的傳送質(zhì)量進(jìn)行模擬的模擬器是必要的。當(dāng)使用模擬裝置對(duì)移動(dòng)通信中的傳送質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)等時(shí)，使用衰落模擬器，向從發(fā)射機(jī)輸入的調(diào)制信號(hào)施加衰落并將其輸出到接收機(jī)。此時(shí)，衰落模擬器把調(diào)制信號(hào)與具有由用戶按照由例如ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟International Telecommunication Union)等推薦的分布模型(Vehicular-B模型(非專利文獻(xiàn)2))輸入的時(shí)間延遲的傳播波重疊，之后，施加Nakagami-Rice衰落或瑞利衰落，或者通過射線跟蹤來計(jì)算延遲分布，然后把調(diào)制信號(hào)與各時(shí)間延遲的傳播波疊加，之后，施加同樣的衰落。
在傳送速度低的常規(guī)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，考慮接收功率電平特性(例如瑞利衰落模型；非專利文獻(xiàn)3)和延遲特性(例如等效傳送線路模型；非專利文獻(xiàn)4)就足夠了，因而沒有必要產(chǎn)生對(duì)實(shí)際環(huán)境作了準(zhǔn)確模擬的路徑的傳播特性。因此，設(shè)計(jì)了衰落模擬器，用于提供按照把路徑變動(dòng)定義為多個(gè)路徑的矢量和的Nakagami-Rise分布或瑞利分布的功率電平變動(dòng)，而對(duì)路徑間的相關(guān)不作考慮。
進(jìn)士昌明著“無線通信の電波伝搬”1992年第210頁(yè)[非專利文獻(xiàn)2]ITU-R M.1225，“Guidelines for evaluations of radiotransmission technologies for IMT-2000，”1997[非專利文獻(xiàn)3]Jakes W.C.Jr.，ed.“Microwave mobile communications”，JohnWiley&Sons，Inc.，New York，1974[非專利文獻(xiàn)4]Y.Karasawa，T.Kuroda，and H.Iwai“The equivalenttransmission-path model，-A tool for analyzing error floorcharacteristics due to inter-symbol interference in Nakagami-Ricefading environments，”IEEE Trans.Veh.Technol.46[1]pp.194-202，1997[非專利文獻(xiàn)5]山田，富里，松本「実伝搬デ一タを用いた時(shí)空等化器のシステム評(píng)価」，信學(xué)技報(bào)A·P2000-96(2000-10)[非專利文獻(xiàn)6]S.Ichitsubo，K.Tsunekawa，and Y.Ebine“MultipathPropagation Model of Spatio-Temporal Dispersion Observed at BaseStation in Urban Areas”，IEEE Journal on selected areas incommunications，Vol.20，No.6，August 2002例如在第4代移動(dòng)通信方式(寬帶傳送方式)中，一般認(rèn)為，用于在延遲時(shí)間軸上除去不必要的路徑的自適應(yīng)均衡技術(shù)和用于在空間軸(電波到來方向)上分離不必要的路徑的自適應(yīng)陣列天線(AAA)技術(shù)是必不可少的，朝向?qū)崿F(xiàn)這些技術(shù)的研究開發(fā)正在積極進(jìn)行中(非專利文獻(xiàn)5)。并且，如果使傳送速度高速化(增大位速率)，則可把到來波分離成多個(gè)傳播延遲波(單一路徑，或者復(fù)合的多個(gè)路徑)，因而可減輕在傳送速度低的常規(guī)傳送方式中存在問題的衰落的影響，并可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量通信。因此，為了進(jìn)行高精度的傳送特性評(píng)價(jià)，重要的是針對(duì)從發(fā)射站發(fā)送的無線波在實(shí)際傳播線路內(nèi)傳播并到達(dá)接收站以前的多個(gè)傳播路徑中的每一個(gè)可再現(xiàn)傳播特性。
在路徑的傳播特性中具有例如傳播延遲特性和到來方向特性，對(duì)其形狀的分布和建模的探討正在熱烈進(jìn)行中(非專利文獻(xiàn)6)。例如，公知的是，使用針對(duì)時(shí)間延遲按指數(shù)函數(shù)衰減的指數(shù)函數(shù)模型可大致近似獲得傳播延遲特性(非專利文獻(xiàn)3)。然而，以這種模型為基礎(chǔ)的對(duì)于傳播路徑的時(shí)間變動(dòng)特性的提供方法只是僅使Nakagami-Rise衰落或瑞利衰落變動(dòng)疊加的方法，這些方法只不過提供作為多個(gè)路徑的相加結(jié)果而表現(xiàn)的變動(dòng)特性。
而且，為了對(duì)使用把自適應(yīng)均衡器和AAA組合起來的技術(shù)的通信方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)路徑的到來方向特性、延遲時(shí)間特性以及接收功率電平特性全部作了考慮的路徑模型是不可缺少的。
作為本來的各路徑單位的功率電平變動(dòng)的主要原因，可列舉由周圍存在的汽車、人體的地面物的移動(dòng)引起的路徑遮蔽。而且，當(dāng)移動(dòng)站移動(dòng)時(shí)，加之可考慮由建筑物等引起的路徑遮蔽。應(yīng)把由這些遮蔽引起的功率電平變動(dòng)作為各路徑的變動(dòng)加以考慮，然而常規(guī)衰落模擬器卻不具有這種評(píng)價(jià)裝置。
并且，針對(duì)去往接收站的到來方向大致相同的傳播波，接受由同一遮蔽物引起的路徑遮蔽變動(dòng)的可能性高，因此該變動(dòng)特性應(yīng)具有強(qiáng)的相關(guān)，然而卻尚未提供可對(duì)這種空間路徑相關(guān)特性加以考慮的衰落模擬器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的是提供按照各路徑單位生成與所輸入的模擬條件對(duì)應(yīng)的傳播路徑參數(shù)(功率電平特性，相位特性，時(shí)間延遲特性，到來方向特性)的時(shí)間變動(dòng)特性(時(shí)變多徑變動(dòng))，并且生成空間路徑相關(guān)特性作為所考慮的時(shí)變路徑特性的時(shí)變多徑生成裝置、使用該裝置的多徑衰落模擬器以及多徑生成方法。
按照用于達(dá)到上述目的的本發(fā)明的一特征的用于模擬無線通信中的多徑變動(dòng)的時(shí)變多徑生成裝置，包括參數(shù)控制部，用于控制多個(gè)傳播路徑生成用的多個(gè)條件，這些條件是參數(shù)和數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)傳播路徑生成用的參數(shù)和數(shù)據(jù)文件；隨機(jī)數(shù)生成部，用于根據(jù)由參數(shù)控制部提供的隨機(jī)數(shù)參數(shù)來生成和輸出多個(gè)隨機(jī)數(shù)；以及傳播路徑生成部，用于生成多個(gè)時(shí)變傳播路徑，其中，根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的傳播路徑生成用的參數(shù)和數(shù)據(jù)文件以及由隨機(jī)數(shù)生成部生成的隨機(jī)數(shù)來生成多個(gè)時(shí)變振幅函數(shù)和多個(gè)時(shí)變相位函數(shù)；把時(shí)變振幅函數(shù)在時(shí)域內(nèi)順次排列，這樣獲得時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)，該獲得重復(fù)N次，其中N表示傳播路徑數(shù)，從而產(chǎn)生N個(gè)時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)；把時(shí)變相位函數(shù)在時(shí)域內(nèi)順次排列，這樣獲得時(shí)變遮蔽相位函數(shù)，該獲得重復(fù)N次，其中N表示傳播路徑數(shù)，從而產(chǎn)生N個(gè)時(shí)變遮蔽相位函數(shù)；根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的初始值生成參數(shù)，使用由隨機(jī)數(shù)生成部提供的隨機(jī)數(shù)來生成初始振幅、初始相位、初始時(shí)間延遲以及初始到來方向作為傳播路徑的傳播路徑參數(shù)；以及把時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)和時(shí)變遮蔽相位函數(shù)分別與初始振幅和初始相位疊加，用于生成多個(gè)時(shí)變傳播路徑。
按照本發(fā)明的另一特征的用于模擬無線通信中的多徑變動(dòng)的時(shí)變多徑生成裝置，包括參數(shù)控制部，用于控制多個(gè)傳播路徑生成用的多個(gè)條件，這些條件是參數(shù)和數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)傳播路徑生成用的參數(shù)和數(shù)據(jù)文件；隨機(jī)數(shù)生成部，用于根據(jù)由參數(shù)控制部提供的隨機(jī)數(shù)參數(shù)來生成和輸出多個(gè)隨機(jī)數(shù)；時(shí)變函數(shù)生成部，用于根據(jù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)存儲(chǔ)的遮蔽參數(shù)和由隨機(jī)數(shù)生成部提供的隨機(jī)數(shù)，生成和輸出用作傳播路徑的遮蔽特性的多個(gè)時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù)；以及傳播路徑生成部，用于生成多個(gè)時(shí)變傳播路徑，其中，把由時(shí)變函數(shù)生成部生成和提供的時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù)在時(shí)域內(nèi)順次排列，這樣分別獲得時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)和時(shí)變遮蔽相位函數(shù)，該獲得重復(fù)N次，其中N表示傳播路徑數(shù)，從而分別產(chǎn)生N個(gè)時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)和N個(gè)時(shí)變遮蔽相位函數(shù)；根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的初始值生成參數(shù)，使用由隨機(jī)數(shù)生成部提供的隨機(jī)數(shù)來生成初始振幅、初始相位、初始時(shí)間延遲以及初始到來方向作為傳播路徑的傳播路徑參數(shù)；以及把時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)和時(shí)變遮蔽相位函數(shù)分別與初始振幅和初始相位疊加，用于生成多個(gè)時(shí)變傳播路徑。
按照本發(fā)明的另一特征的多徑衰落模擬器，包括時(shí)變多徑生成裝置，用于針對(duì)M個(gè)天線中的每一個(gè)生成N個(gè)傳播路徑；傳播路徑輸出部，用于把由時(shí)變多徑生成裝置提供的時(shí)變傳播路徑的M×N個(gè)復(fù)數(shù)振幅劃分成實(shí)部和虛部，并采用模擬形式輸出這些實(shí)部和虛部；以及信號(hào)合成部，包括至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入端子；至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出端子；正交信號(hào)生成部，用于根據(jù)通過數(shù)字信號(hào)輸入端子輸入的多個(gè)數(shù)字信號(hào)(I分量)來生成多個(gè)正交輸入信號(hào)(Q分量)；2×M個(gè)橫向電路，各自包括級(jí)聯(lián)連接的(N-1)個(gè)延遲元件，以及N個(gè)乘法器，其中把I分量和Q分量中的每一個(gè)分配給特定橫向電路；N個(gè)乘法器中的每一個(gè)具有由傳播路徑輸出部輸出的可適用的相應(yīng)實(shí)部或相應(yīng)虛部，該可適用的實(shí)部或虛部具有初始時(shí)間延遲，并且把各乘法器的時(shí)間延遲設(shè)定成與可適用的實(shí)部或虛部的時(shí)間延遲相等；以及把由可適用的0、1或更多個(gè)延遲元件延遲的各數(shù)字信號(hào)與由可適用的實(shí)部或虛部表示的傳播路徑變動(dòng)相乘；以及M個(gè)信號(hào)合成部，用于把各延遲時(shí)間的相乘結(jié)果相加，這樣獲得I分量和Q分量，用于把I分量和Q分量進(jìn)行組合，這樣針對(duì)M個(gè)天線中的每一個(gè)生成數(shù)字信號(hào)，并用于把該數(shù)字信號(hào)輸出到數(shù)字信號(hào)輸出端子。
按照本發(fā)明的另一特征的用于模擬無線通信中的多徑變動(dòng)的時(shí)變多徑生成方法，包括把要生成的傳播路徑的多個(gè)傳播路徑生成參數(shù)和數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的步驟，該數(shù)據(jù)文件包含傳播路徑生成參數(shù)文件，天線定向增益圖形文件(antenna directional gain patternfiles)，以及時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)生成條件文件；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出傳播路徑生成參數(shù)文件的步驟；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出諸如天線定向增益圖形文件那樣的與M個(gè)天線有關(guān)的數(shù)據(jù)文件的步驟；隨機(jī)數(shù)生成部生成滿足要生成的傳播路徑的傳播路徑參數(shù)初始值生成條件的隨機(jī)數(shù)的步驟；傳播路徑生成部根據(jù)隨機(jī)數(shù)來設(shè)定諸如N個(gè)傳播路徑參數(shù)的初始振幅值那樣的初始條件的步驟；把N個(gè)初始振幅值和與從天線定向增益圖形文件獲得的到來傳播路徑的方向?qū)?yīng)的天線定向增益相乘，以獲得N×M個(gè)傳播路徑參數(shù)的步驟，這些參數(shù)被設(shè)定；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)生成條件文件的步驟；傳播路徑生成部根據(jù)由隨機(jī)數(shù)生成部生成的隨機(jī)數(shù)來生成時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)的步驟；傳播路徑生成部根據(jù)時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)來生成N個(gè)傳播路徑的時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性，并生成N個(gè)傳播路徑中的每一個(gè)的振幅和相位的遮蔽變動(dòng)特性的步驟；以及根據(jù)所生成的遮蔽變動(dòng)特性來生成時(shí)變多徑的步驟。
按照本發(fā)明的另一特征的用于模擬無線通信中的多徑變動(dòng)的時(shí)變多徑生成方法，包括把要生成的傳播路徑的多個(gè)傳播路徑生成參數(shù)和數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的步驟，該數(shù)據(jù)文件包含傳播路徑生成參數(shù)文件，天線定向增益圖形文件，以及時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)生成條件文件；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出傳播路徑生成參數(shù)文件的步驟；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出諸如天線定向增益圖形文件那樣的與M個(gè)天線有關(guān)的數(shù)據(jù)文件的步驟；隨機(jī)數(shù)生成部生成滿足要生成的傳播路徑的傳播路徑參數(shù)初始值生成條件的隨機(jī)數(shù)的步驟；傳播路徑生成部根據(jù)隨機(jī)數(shù)來設(shè)定諸如N個(gè)傳播路徑參數(shù)的初始振幅值那樣的初始條件的步驟；把N個(gè)初始振幅值和與從天線定向增益圖形文件獲得的到來傳播路徑的方向?qū)?yīng)的天線定向增益相乘，以獲得N×M個(gè)傳播路徑參數(shù)的步驟，這些參數(shù)被設(shè)定；參數(shù)控制部根據(jù)傳播路徑生成參數(shù)文件來指定計(jì)算模型的步驟；隨機(jī)數(shù)生成部生成與遮蔽參數(shù)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)的步驟；時(shí)變函數(shù)生成部根據(jù)隨機(jī)數(shù)生成所指定的計(jì)算模型的N個(gè)時(shí)變函數(shù)的步驟；根據(jù)由傳播路徑生成部生成的時(shí)變函數(shù)，為N個(gè)傳播路徑生成時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性，把這些振幅特性和相位特性分別與各傳播路徑的振幅和相位相乘，從而生成遮蔽變動(dòng)特性的步驟；以及根據(jù)所生成的遮蔽變動(dòng)特性來生成時(shí)變多徑的步驟。
本發(fā)明不是把作為各路徑的合成結(jié)果的變動(dòng)特性的Nakagami-Rise衰落或瑞利衰落等的變動(dòng)作為各路徑的變動(dòng)進(jìn)行模擬，而是把在現(xiàn)實(shí)傳播線路內(nèi)被認(rèn)為是路徑變動(dòng)主要原因的實(shí)際由車輛和人體等的移動(dòng)物以及建筑物和結(jié)構(gòu)物等的地面物引起的遮蔽而產(chǎn)生的路徑變動(dòng)看作是各路徑的變動(dòng)，因而可生成在考慮這種路徑變動(dòng)之后也能對(duì)空間路徑的變動(dòng)相關(guān)加以考慮的路徑變動(dòng)來模擬多徑衰落。


圖1是從基站發(fā)送的電波經(jīng)過反射和衍射而到達(dá)移動(dòng)站的情況的概念圖，并且是示出各波(傳播路徑)的延遲分布的圖。
圖2是示出移動(dòng)站移動(dòng)時(shí)的延遲分布的測(cè)定例的圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的時(shí)變多徑生成裝置的構(gòu)成例的方框圖。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多徑衰落模擬器的構(gòu)成例的方框圖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的由接收站的移動(dòng)引起的相位變化的圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的時(shí)變多徑生成裝置的動(dòng)作的流程圖。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的路徑參數(shù)初始值的生成結(jié)果的示例的圖。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的時(shí)變函數(shù)的示例的圖。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的其他時(shí)變函數(shù)的示例的圖。
圖10是對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的遮蔽時(shí)間重疊發(fā)生的情況的路徑變動(dòng)輸出進(jìn)行說明的圖。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的時(shí)變函數(shù)生成部的動(dòng)作的流程圖。
圖12是示出由遮蔽引起的功率電平變動(dòng)計(jì)算的示例的示意圖。
圖13是用于把由遮蔽引起的功率電平變動(dòng)計(jì)算結(jié)果和測(cè)定值進(jìn)行比較的圖。
圖14是示出向各路徑提供完由遮蔽引起的功率電平變動(dòng)時(shí)接收功率電平的示例的圖。
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的路徑輸出部的構(gòu)成示例的方框圖。
圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信號(hào)合成部的構(gòu)成示例的方框圖。
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的衰落模擬器輸出的結(jié)果的示例連同瑞利分布的圖。
圖18是示出合成的接收電平的測(cè)定結(jié)果的一示例連同瑞利分布的圖。
1輸入裝置；2參數(shù)輸入控制部；3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部；4隨機(jī)數(shù)生成部；5路徑生成部；6 時(shí)變函數(shù)生成部；7輸出數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)部；8輸出接口部；9時(shí)變多徑生成裝置；10路徑輸出部；11信號(hào)合成部；12數(shù)字信號(hào)輸入端子；13數(shù)字信號(hào)輸出端子；14多徑模擬器；15實(shí)部/虛部分離變換部；16D/A變換器；17正交信號(hào)生成器；18橫向陣列電路；19延遲元件；20乘法器；21加法器
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的時(shí)變多徑生成裝置的構(gòu)成示例的圖。在本說明書中，“時(shí)變”是時(shí)間變動(dòng)的意思，意指向例如作為某個(gè)路徑的初始值提供的方向、相位、延遲等提供時(shí)間變動(dòng)。根據(jù)本實(shí)施方式的時(shí)變多徑生成裝置9由以下處理部構(gòu)成。即，由輸入裝置1、參數(shù)輸入控制部2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3、隨機(jī)數(shù)生成部4、路徑生成部5、時(shí)變函數(shù)生成部6、輸出數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)部7、以及時(shí)變傳播路徑的輸出接口部8構(gòu)成。并且，圖4示出了本發(fā)明的多徑模擬器的實(shí)施方式。多徑模擬器14由以下部分構(gòu)成時(shí)變傳播路徑的輸出接口部8，時(shí)變多徑生成裝置9，路徑輸出部10，信號(hào)合成部11，數(shù)字信號(hào)輸入端子12，以及數(shù)字信號(hào)輸出端子13。以下對(duì)各部進(jìn)行說明。
輸入裝置1由鍵盤、鼠標(biāo)、軟(注冊(cè)商標(biāo))磁盤、存儲(chǔ)卡、CD-ROM、DVD、MO等構(gòu)成，是對(duì)在參數(shù)輸入控制部2內(nèi)顯示的路徑生成所必要的各種參數(shù)進(jìn)行輸入、并對(duì)要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行輸入輸出的裝置。
參數(shù)輸入控制部2顯示與路徑生成參數(shù)、各種數(shù)據(jù)文件有關(guān)的信息，同時(shí)使用輸入裝置1進(jìn)行必要的參數(shù)輸入。并且，路徑生成所必要的時(shí)變函數(shù)(以時(shí)間為變量的函數(shù))和天線定向增益圖形等的數(shù)據(jù)文件根據(jù)必要預(yù)先通過參數(shù)輸入控制部2被輸入，并被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)。當(dāng)必要數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)時(shí)，沒有必要通過參數(shù)輸入控制部3輸入數(shù)據(jù)。在該情況下，參數(shù)輸入控制部2可以僅用作參數(shù)控制部。并且，進(jìn)行路徑生成用的參數(shù)指定，一面向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3、路徑生成部5和時(shí)變函數(shù)生成部6指示必要信息的交換，一面對(duì)從路徑生成開始到結(jié)束進(jìn)行控制。
在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)保存有路徑生成參數(shù)文件，時(shí)變函數(shù)文件，天線定向增益圖形文件，到來波方向密度函數(shù)文件，分布函數(shù)文件等。
路徑生成參數(shù)文件由以下信息構(gòu)成從參數(shù)輸入控制部2輸入的傳播路徑的頻率F[GHz]，生成波數(shù)N，輸出天線分支數(shù)M，路徑參數(shù)初始值生成條件，延遲分布函數(shù)指定，平均延遲擴(kuò)展SD，時(shí)變函數(shù)類型指定值，常數(shù)參數(shù)生成用條件文件，遮蔽時(shí)間間隔TA[sec]的平均值<TA>和標(biāo)準(zhǔn)偏差σA，遮蔽振幅LB[dB]的平均值<LB>和標(biāo)準(zhǔn)偏差σB，遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔TC[sec]的平均值<TC>和標(biāo)準(zhǔn)偏差σC，下降系數(shù)Cd的平均值<Cd>和標(biāo)準(zhǔn)偏差σCd，上升系數(shù)Cr的平均值<Cr>和標(biāo)準(zhǔn)偏差σCr，遮蔽時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)偏差σS(LB)，對(duì)于到來波角度差的參數(shù)間相關(guān)特性文件ρA(Ω)、ρB(Ω)、ρC(Ω)，遮蔽變動(dòng)計(jì)算模型文件，遮蔽物尺寸(Wh[m]，Dh[m]，Hh[m])的概率密度函數(shù)文件，傳播路徑的遮蔽物體的進(jìn)入角度θs[degree]的概率密度函數(shù)文件，收發(fā)點(diǎn)間距離(最短路徑的傳播距離)L0，遮蔽物的進(jìn)入位置Ld[m]的概率密度函數(shù)文件，遮蔽物的移動(dòng)速度Vs[m/s]的概率密度函數(shù)文件，移動(dòng)站的速度V[m/s]，數(shù)據(jù)抽樣間隔Dt[sec]等。
在時(shí)變函數(shù)文件內(nèi)存儲(chǔ)有表示從參數(shù)輸入控制部2輸入的路徑的振幅和相位的多個(gè)遮蔽變動(dòng)函數(shù)Aj(t)和φj(t)。
在天線定向增益圖形文件內(nèi)存儲(chǔ)有多個(gè)在模擬中使用的各種天線的定向增益圖形(V偏振波圖形和H偏振波圖形)，這些圖形可以通過計(jì)算來生成，也可以通過測(cè)定來獲得，如果這些圖形不是按照相同格式來描述，則這些圖形通過上述參數(shù)輸入控制部2變換成相同格式而被存儲(chǔ)。
到來波方向密度函數(shù)文件存儲(chǔ)有多個(gè)規(guī)定了對(duì)于到來波方向的路徑發(fā)生概率的概率密度函數(shù)，對(duì)于在路徑生成時(shí)指定的環(huán)境條件而使用其中一個(gè)概率密度函數(shù)。
在分布函數(shù)文件內(nèi)存儲(chǔ)有對(duì)于各種環(huán)境條件的隨機(jī)數(shù)生成用概率密度函數(shù)(指數(shù)分布函數(shù)，取冪分布函數(shù)，均勻分布函數(shù)等)。
隨機(jī)數(shù)生成部4根據(jù)從上述參數(shù)輸入控制部2指定的隨機(jī)數(shù)生成參數(shù)，僅按照所請(qǐng)求的個(gè)數(shù)來生成各種隨機(jī)數(shù)，并把必要的隨機(jī)數(shù)生成結(jié)果傳送到路徑生成部5和時(shí)變函數(shù)生成部6。當(dāng)來自上述參數(shù)輸入控制部2的生成請(qǐng)求繼續(xù)時(shí)，反復(fù)進(jìn)行上述隨機(jī)數(shù)的生成，直到從上述參數(shù)輸入控制部2發(fā)出停止請(qǐng)求，并且把所生成的必要隨機(jī)數(shù)反復(fù)傳送到路徑生成部5和時(shí)變函數(shù)生成部6。
路徑生成部5根據(jù)來自上述參數(shù)輸入控制部2的生成請(qǐng)求，開始和停止路徑生成。路徑生成部5首先根據(jù)從上述參數(shù)輸入控制部2指定的路徑生成參數(shù)文件的描述內(nèi)容，并根據(jù)來自上述隨機(jī)數(shù)生成部4的隨機(jī)數(shù)生成結(jié)果來設(shè)定多個(gè)傳播路徑(假定N個(gè))的路徑參數(shù)(振幅，相位，時(shí)間延遲，到來方向)的初始值。采用存儲(chǔ)在上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)的時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù)，或者采用在上述時(shí)變函數(shù)生成部6重新計(jì)算生成的時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù)來生成在路徑生成部5生成的時(shí)變遮蔽變動(dòng)，是根據(jù)上述路徑生成參數(shù)文件的描述內(nèi)容來選擇的。
當(dāng)采用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)的時(shí)變函數(shù)時(shí)，讀入時(shí)變函數(shù)文件來決定時(shí)變函數(shù)。該時(shí)變函數(shù)具有的多個(gè)常數(shù)參數(shù)是根據(jù)上述路徑生成參數(shù)文件的描述內(nèi)容，使用向上述隨機(jī)數(shù)生成部4請(qǐng)求的隨機(jī)數(shù)輸出結(jié)果來生成，并且生成N個(gè)傳播路徑的N個(gè)不同時(shí)變函數(shù)。
當(dāng)采用在時(shí)變函數(shù)生成部6重新計(jì)算生成的時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù)時(shí)，采用由時(shí)變函數(shù)生成部6按照以路徑生成參數(shù)文件的描述內(nèi)容為基礎(chǔ)的遮蔽計(jì)算模型計(jì)算輸出的遮蔽變動(dòng)特性(振幅，相位)的計(jì)算結(jié)果作為時(shí)變函數(shù)，同時(shí)根據(jù)上述路徑生成參數(shù)文件的描述內(nèi)容，使用向上述隨機(jī)數(shù)生成部4請(qǐng)求的其他隨機(jī)數(shù)輸出結(jié)果來改變遮蔽條件并生成N個(gè)傳播路徑的N個(gè)不同時(shí)變函數(shù)。
并且，路徑生成部5重復(fù)上述過程并每次生成N個(gè)時(shí)變函數(shù)，直到接受來自參數(shù)輸入控制部2的停止請(qǐng)求，并且按時(shí)間序列繼續(xù)連接與各自傳播路徑對(duì)應(yīng)的時(shí)變函數(shù)并生成連續(xù)的時(shí)變函數(shù)。通過把這樣生成的N個(gè)連續(xù)時(shí)變振幅函數(shù)和N個(gè)連續(xù)時(shí)變相位函數(shù)分別從N個(gè)傳播路徑的初始振幅中減去并與初始相位相加，可實(shí)現(xiàn)N個(gè)傳播路徑的時(shí)變振幅特性和時(shí)變相位特性的生成。
如圖5所示，路徑生成部5通過根據(jù)移動(dòng)站的速度和初始到來波方向(以移動(dòng)站的行進(jìn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)而規(guī)定)的信息，使用下式計(jì)算各波的時(shí)間相位旋轉(zhuǎn)ΔΩi(t)，并將其與對(duì)于各自路徑的初始相位相加，從而可使N個(gè)傳播路徑的時(shí)變相位特性具有多普勒相位旋轉(zhuǎn)效應(yīng)。
ΔΩi(t)＝(V·t/λ)·(cosφi·sinθi)(1)
式中，V[m/sec]是移動(dòng)站的速度，t[sec]是時(shí)間，Ωi＝(θi，φi)是第i到來波的初始到來方向，λ是波長(zhǎng)。
并且，路徑生成部5也能夠根據(jù)路徑生成參數(shù)文件的描述內(nèi)容，通過參數(shù)輸入控制部2從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3讀入所指定的天線定向增益圖形文件的數(shù)據(jù)，把與各路徑的初始到來方向?qū)?yīng)的定向增益與初始振幅相乘來進(jìn)行上述路徑生成處理，以及按照M個(gè)(M≥1)的多個(gè)天線圖形中的每一個(gè)執(zhí)行路徑生成處理并輸出劃分成M個(gè)組的N個(gè)時(shí)變傳播路徑。
時(shí)變函數(shù)生成部6根據(jù)上述參數(shù)輸入控制部2指定的路徑生成參數(shù)文件的描述內(nèi)容，一面使用上述隨機(jī)數(shù)生成部4的輸出結(jié)果來變更所指定的計(jì)算模型和供模型計(jì)算所用的各種計(jì)算條件，一面計(jì)算N個(gè)傳播路徑的時(shí)變遮蔽特性(振幅，相位)，并把其結(jié)果傳送到路徑生成部5。按照路徑生成部5或者參數(shù)輸入控制部2的各請(qǐng)求，繼續(xù)計(jì)算輸出必要個(gè)數(shù)的時(shí)變遮蔽函數(shù)，并繼續(xù)執(zhí)行直到計(jì)算停止請(qǐng)求到來。
輸出數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)部7臨時(shí)存儲(chǔ)路徑生成部生成的時(shí)變傳播路徑的輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)來自參數(shù)輸入控制部2的停止請(qǐng)求未到來時(shí)，在該存儲(chǔ)數(shù)據(jù)超過預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)容量閾值的時(shí)刻，把數(shù)據(jù)傳送到輸出接口部8，在來自參數(shù)輸入控制部2的停止請(qǐng)求到來的時(shí)刻，把所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和從路徑輸出部5傳送來的數(shù)據(jù)順次全部傳送到輸出接口部8。
參照?qǐng)D4，時(shí)變傳播路徑的輸出接口部8是用于把在路徑生成部5生成的N個(gè)時(shí)變傳播路徑特性(時(shí)變振幅，時(shí)變相位，初始時(shí)間延遲，初始到來方向)的結(jié)果輸出到圖4所示的路徑輸出部10那樣的外部裝置的接口部，生成數(shù)據(jù)被臨時(shí)存儲(chǔ)在輸出數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)部7內(nèi)，之后，被傳送到本輸出接口部8。該時(shí)變特性作為N×M個(gè)時(shí)間序列變動(dòng)值通過本接口部8被輸出到外部裝置。
路徑輸出部10把在上述路徑生成部5計(jì)算生成的、并通過上述輸出接口部8獲得的N個(gè)時(shí)變傳播路徑從時(shí)變振幅和時(shí)變相位變換到復(fù)數(shù)振幅的實(shí)部和虛部的變動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行數(shù)字/模擬變換并輸出2N×M個(gè)模擬信號(hào)。
信號(hào)合成部11接收輸入把來自上述路徑輸出部10的N個(gè)復(fù)數(shù)振幅的實(shí)部時(shí)變信號(hào)wR(11)～wR(MN)和N個(gè)復(fù)數(shù)振幅的虛部時(shí)變信號(hào)wI(11)～wI(MN)作為一組的M個(gè)組的時(shí)變傳播路徑信號(hào)，把在數(shù)字輸入信號(hào)端子12輸入的IF或RF信號(hào)u(t)分配給M個(gè)天線分支，按照所分配的各個(gè)數(shù)字信號(hào)生成使相位僅變化π/2的正交信號(hào)(Q分量)，把上述數(shù)字輸入信號(hào)(I分量ur(t)和Q分量uQ(t))分別輸入到使N-1個(gè)延遲元件級(jí)聯(lián)連接的橫向型電路(參照?qǐng)D16)，把來自路徑輸出部10的與各自傳播路徑的時(shí)間延遲對(duì)應(yīng)的I分量的N個(gè)延遲信號(hào)與N個(gè)復(fù)數(shù)振幅的實(shí)部時(shí)變信號(hào)分別相乘，同樣把Q分量的N個(gè)延遲信號(hào)與N個(gè)復(fù)數(shù)振幅的虛部時(shí)變信號(hào)分別相乘，為N個(gè)傳播路徑中的每一個(gè)把相乘結(jié)果相加合成。該處理重復(fù)M次，從而生成M個(gè)合成信號(hào)y(m)(t)，并將其從數(shù)字信號(hào)輸出端子13輸出。輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的關(guān)系如下式所示。
y(M)(t)=yI(M)(t)+yQ(M)(t)]]>=Σn=1NWR(Mn)*uI(t+(n-1)T)+Σn=1NWI(Mn)*uQ(t+(n-1)T)]]>此處在上式中，省略了載波分量表述。
圖6是示出根據(jù)本實(shí)施方式的時(shí)變多徑生成裝置9的動(dòng)作的流程圖。以下按照該流程圖的各步驟S1-S15對(duì)本發(fā)明的動(dòng)作進(jìn)行說明。而且，在執(zhí)行本發(fā)明的時(shí)變多徑的生成之前，假定路徑生成參數(shù)文件、時(shí)變函數(shù)文件、天線定向增益圖形文件、到來波方向密度函數(shù)文件等的數(shù)據(jù)文件由操作員事先保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)。
S1參數(shù)輸入控制部2從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3中讀出路徑生成參數(shù)文件，并在輸出數(shù)據(jù)用緩沖存儲(chǔ)部7內(nèi)確保與生成波數(shù)N和輸出天線分支數(shù)M對(duì)應(yīng)的生成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用存儲(chǔ)區(qū)域。參數(shù)輸入控制部2與路徑生成部5共享路徑生成參數(shù)文件或者將其提供給路徑生成部5，進(jìn)入步驟2(S2表示步驟2)。
S2參數(shù)輸入控制部2從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3中讀出與輸出天線分支數(shù)M對(duì)應(yīng)的M個(gè)天線定向增益圖形文件和到來波方向密度函數(shù)文件，進(jìn)入步驟3。
S3路徑生成部5向隨機(jī)數(shù)生成部4請(qǐng)求生成輸出滿足生成波的路徑參數(shù)初始值生成條件的隨機(jī)數(shù)，并獲得由隨機(jī)數(shù)生成部4生成的隨機(jī)數(shù)。使用該隨機(jī)數(shù)來設(shè)定N個(gè)路徑參數(shù)的初始條件(初始振幅，初始相位，初始時(shí)間延遲，初始到來方向)。
對(duì)于初始振幅和初始時(shí)間延遲，例如如果在路徑生成參數(shù)文件內(nèi)指定的延遲分布函數(shù)指定是指數(shù)分布函數(shù)(系數(shù)是指定值)，則使用生成波的延遲時(shí)間間隔ΔT、生成波數(shù)N以及平均延遲擴(kuò)展值SD來分別決定N個(gè)波的初始振幅和初始時(shí)間延遲。并且，如果初始相位在例如
的范圍內(nèi)均勻分布，通過產(chǎn)生N個(gè)均勻的隨機(jī)數(shù)來決定初始相位；并且通過根據(jù)到來波方向密度函數(shù)文件指定的方向密度函數(shù)產(chǎn)生N個(gè)隨機(jī)數(shù)來決定初始到來方向。如何生成用于生成這些初始值的隨機(jī)數(shù)，是由在路徑生成參數(shù)文件中指定的路徑參數(shù)初始值生成條件來規(guī)定。
在決定了N個(gè)路徑參數(shù)的初始值之后，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)的天線定向增益圖形文件中讀出對(duì)于各自到來波方向的天線定向增益并將其與初始振幅值相乘，設(shè)定對(duì)于天線分支數(shù)M個(gè)的N×M個(gè)傳播路徑參數(shù)，進(jìn)入判斷步驟4。
圖7是示出根據(jù)路徑參數(shù)初始值生成條件生成的路徑參數(shù)初始值的3種圖，該生成條件為路徑數(shù)10，延遲分布形狀矩形，延遲步長(zhǎng)1[μsec]，到來方向特性
的均勻分布，相位特性
的均勻分布；以及移動(dòng)站的速度0[m/s]。圖7(a)示出了表示初始時(shí)間延遲和初始振幅的延遲分布，圖7(b)示出了初始相位，圖7(c)示出了初始到來方向。例如，根據(jù)上述條件，規(guī)定生成波的路徑參數(shù)初始值生成條件。
S4參數(shù)輸入控制部2按照從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3獲得的路徑生成參數(shù)文件的時(shí)變函數(shù)類型指定值，選擇是使用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)的函數(shù)來生成時(shí)變函數(shù)，還是通過時(shí)變空間生成部6內(nèi)的模型計(jì)算來重新生成時(shí)變函數(shù)。通常，該選擇是按照路徑生成參數(shù)文件的時(shí)變函數(shù)類型指定值來進(jìn)行，因而在本判斷步驟4，選擇進(jìn)入其以后的步驟5或步驟11的任何一方(進(jìn)入步驟5或步驟11)。
S5參數(shù)輸入控制部2從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3讀入時(shí)變函數(shù)文件，與路徑生成部5共享該時(shí)變函數(shù)文件或者將其提供給路徑生成部5。根據(jù)該時(shí)變函數(shù)文件，決定時(shí)變函數(shù)類型，同時(shí)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)的路徑生成參數(shù)文件讀入該函數(shù)的常數(shù)參數(shù)生成用條件文件。并且，也讀入數(shù)據(jù)抽樣間隔和對(duì)于到來波角度差的參數(shù)間相關(guān)特性文件，進(jìn)入步驟6。
S6路徑生成部5向隨機(jī)數(shù)生成部4請(qǐng)求生成并輸出按照對(duì)于路徑生成參數(shù)文件內(nèi)的遮蔽時(shí)間間隔TA、遮蔽振幅LB以及遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔TC的概率密度函數(shù)的隨機(jī)數(shù)并獲得該隨機(jī)數(shù)。此時(shí)，當(dāng)有必要向這些隨機(jī)數(shù)賦予相關(guān)時(shí)，賦予在對(duì)于到來波角度差的參數(shù)間相關(guān)特性文件中規(guī)定的與初始到來方向的差對(duì)應(yīng)的相關(guān)，請(qǐng)求產(chǎn)生具有該相關(guān)的隨機(jī)數(shù)，并獲得該隨機(jī)數(shù)。使用這樣獲得的隨機(jī)數(shù)來決定所選擇的時(shí)變函數(shù)的常數(shù)參數(shù)，進(jìn)入步驟7。
此處，參照表示人等的遮蔽的圖8的圖，對(duì)作為時(shí)變函數(shù)文件提供的時(shí)變振幅函數(shù)的示例進(jìn)行說明。在圖8(a)所示的函數(shù)f(t)中，TA[sec]是遮蔽時(shí)間間隔，LB[dB]是遮蔽振幅，TC[sec]是遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔，由于TA和TC決定圖8(b)所示的函數(shù)形狀，因而用作決定函數(shù)形狀的常數(shù)參數(shù)。因此，作為用于決定這些常數(shù)參數(shù)的條件，例如，如果規(guī)定為遮蔽時(shí)間間隔TA[sec]按照平均值<TA>[sec]和標(biāo)準(zhǔn)偏差σA[sec]的正態(tài)分布，遮蔽振幅LB[dB]按照平均值<LB>[dB]和標(biāo)準(zhǔn)偏差σB[dB]的正態(tài)分布，以及遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔TC[sec]按照平均值<TC>[sec]和標(biāo)準(zhǔn)偏差σC[sec]的正態(tài)分布，則可向隨機(jī)數(shù)生成部4請(qǐng)求來分別獲得按照各自分布的N個(gè)正態(tài)隨機(jī)數(shù)。
圖9是示出表示卡車或公共汽車等的大型物的遮蔽的、作為時(shí)變函數(shù)文件提供的時(shí)變振幅函數(shù)的另一示例的圖。在圖9(a)所示的函數(shù)g(t)中，TA[sec]是遮蔽時(shí)間間隔，LB[dB]是遮蔽振幅，TC[sec]是遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔，Cd[dB/sec]是下降系數(shù)，Cr[dB/sec]是上升系數(shù)，σS[dB]是遮蔽時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)偏差。由于依賴于這些值可變形成圖9(b)所示的函數(shù)形狀，因而用作決定函數(shù)形狀的常數(shù)參數(shù)。因此，作為用于決定這些常數(shù)參數(shù)的條件，例如，如果規(guī)定為遮蔽時(shí)間間隔TA[sec]按照平均值<TA>[sec]和標(biāo)準(zhǔn)偏差σA[sec]的正態(tài)分布，遮蔽振幅LB[dB]按照平均值<LB>[dB]和標(biāo)準(zhǔn)偏差σB[dB]的正態(tài)分布，遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔TC[sec]按照平均值<TC>[sec]和標(biāo)準(zhǔn)偏差σC[sec]的正態(tài)分布，下降系數(shù)Cd[dB/sec]按照平均值<Cd>[dB/sec]和標(biāo)準(zhǔn)偏差σCd[dB/sec]的正態(tài)分布，上升系數(shù)Cr[dB/sec]按照平均值<Cr>[dB/sec]和標(biāo)準(zhǔn)偏差σCr[dB/sec]的正態(tài)分布，以及遮蔽時(shí)間變動(dòng)按照平均值0和標(biāo)準(zhǔn)偏差σS[dB]的正態(tài)分布，則可向隨機(jī)數(shù)生成部4請(qǐng)求來分別獲得按照各自分布的N個(gè)正態(tài)隨機(jī)數(shù)。作為圖8(人的遮蔽)和圖9(卡車、公共汽車等的大型物的遮蔽)所示的時(shí)變函數(shù)，預(yù)先準(zhǔn)備與設(shè)想的環(huán)境條件對(duì)應(yīng)的時(shí)變函數(shù)。因此，在本發(fā)明中，通過僅根據(jù)必要把這些時(shí)變函數(shù)作為時(shí)變函數(shù)文件存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3內(nèi)，從而可任意實(shí)現(xiàn)傳播路徑模擬。
S7路徑生成部5通過根據(jù)在步驟6決定的時(shí)變函數(shù)的常數(shù)參數(shù)，生成各N個(gè)路徑的時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性，并將各波的振幅和相位分別按時(shí)間序列與該時(shí)變遮蔽振幅特性相減并與該時(shí)變遮蔽相位特性相加，從而生成對(duì)于各路徑的振幅和相位的遮蔽變動(dòng)特性。與此同時(shí)，路徑生成部5根據(jù)移動(dòng)站的速度和初始到來波方向(以移動(dòng)站的行進(jìn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)而規(guī)定)的信息，使用式(1)計(jì)算各波的時(shí)間相位旋轉(zhuǎn)Δφi(t)，并將其與對(duì)于各自路徑的初始相位相加，從而可使N個(gè)傳播路徑的時(shí)變相位特性具有多普勒相位旋轉(zhuǎn)效應(yīng)。然后進(jìn)入步驟8。
S8路徑生成部5確認(rèn)為由下次隨機(jī)數(shù)發(fā)生而繼續(xù)相加的時(shí)變數(shù)據(jù)是不給當(dāng)前結(jié)果帶來影響的數(shù)據(jù)，然后作為輸出數(shù)據(jù)開始向緩沖存儲(chǔ)部7傳送(進(jìn)入步驟9)。
S9路徑生成部5重復(fù)地產(chǎn)生各傳播路徑的振幅和相位的遮蔽變動(dòng)特性數(shù)據(jù)，并重復(fù)地在時(shí)域中按時(shí)間序列繼續(xù)連接相加，從而生成輸出數(shù)據(jù)。即，路徑生成部5檢查是否有來自參數(shù)輸入控制部2的路徑生成停止請(qǐng)求，當(dāng)沒有停止請(qǐng)求時(shí)，返回到步驟6并反復(fù)生成對(duì)于各路徑的振幅和相位的遮蔽變動(dòng)特性。此時(shí)，與各路徑的振幅和相位進(jìn)行加減運(yùn)算的時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性按照各遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔繼續(xù)連接生成。
因此，當(dāng)遮蔽時(shí)間間隔TA[sec]是比遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔TC[sec]大的值時(shí)，如圖10所示，遮蔽時(shí)間重疊(參照?qǐng)D10(b)的上圖)。在該情況下，把這2個(gè)遮蔽特性簡(jiǎn)單相加的結(jié)果看作是時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性(參照?qǐng)D10(b)的下圖)。
另一方面，當(dāng)有來自參數(shù)輸入控制部2的路徑生成停止請(qǐng)求時(shí)，把在發(fā)生停止請(qǐng)求以前的生成數(shù)據(jù)傳送到輸出數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)部7，然后結(jié)束，進(jìn)入步驟10。
S10輸出數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)部7存儲(chǔ)從路徑生成部5傳送來的生成數(shù)據(jù)，同時(shí)從超過預(yù)先設(shè)定的規(guī)定數(shù)據(jù)量的時(shí)刻起把該存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸出到輸出接口部8。此時(shí)，如果有來自參數(shù)輸入控制部2的執(zhí)行停止請(qǐng)求，則即使緩沖存儲(chǔ)部7的存儲(chǔ)使用容量低于上述規(guī)定數(shù)據(jù)量，也把該存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸出到輸出接口部8直到輸出全部數(shù)據(jù)，然后結(jié)束(路徑生成結(jié)束)。
S11參數(shù)輸入控制部2首先根據(jù)路徑生成參數(shù)文件的遮蔽變動(dòng)計(jì)算模型文件、傳播路徑的頻率F[GHz]以及收發(fā)點(diǎn)間距離(最短路徑的傳播距離)Lo[m]，向時(shí)變函數(shù)生成部4指定計(jì)算模型，進(jìn)入步驟12。
S12路徑生成部5向隨機(jī)數(shù)生成部4請(qǐng)求來生成分別按照遮蔽物尺寸(Wh[m]，Dh[m]，Hh[m])的概率密度函數(shù)、傳播路徑的遮蔽物體的進(jìn)入角度θs[degree]的概率密度函數(shù)、遮蔽物的進(jìn)入位置Ld[m]的概率密度函數(shù)、以及遮蔽物的移動(dòng)速度Vs[m/s]的概率密度函數(shù)的對(duì)于遮蔽物尺寸(Wh[m]，Dh[m]，Hh[m])、傳播路徑的遮蔽物的進(jìn)入角度θs[degree]、遮蔽物的進(jìn)入位置Ld[m]、以及遮蔽物的移動(dòng)速度Vs[m/s]的各隨機(jī)數(shù)，并獲得各隨機(jī)數(shù)。把這樣獲得的隨機(jī)數(shù)參數(shù)傳送到時(shí)變函數(shù)生成部6，決定計(jì)算模型的各種參數(shù)，并向時(shí)變函數(shù)生成部6請(qǐng)求使用該模型生成N個(gè)時(shí)變函數(shù)。此時(shí)，當(dāng)有必要向這些隨機(jī)數(shù)生成賦予相關(guān)時(shí)，賦予在對(duì)于到來波角度差的參數(shù)間相關(guān)特性文件中規(guī)定的與初始到來方向的差對(duì)應(yīng)的相關(guān)，請(qǐng)求隨機(jī)數(shù)發(fā)生并獲得隨機(jī)數(shù)。之后進(jìn)入步驟13。
圖11示出了使用計(jì)算模型生成時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù)時(shí)的計(jì)算過程模型的流程圖。
圖12對(duì)計(jì)算模型的概要作了圖示。在圖12所示的實(shí)施例所示的計(jì)算模型中，提供收發(fā)點(diǎn)間距離(最短路徑的傳播距離)Lo[m]、傳播路徑的頻率F[GHz]、從移動(dòng)站測(cè)得的遮蔽物的進(jìn)入位置Ld[m]、以及遮蔽物的進(jìn)入角度θ[degree]，并且把遮蔽物的大小作為具有短半徑a[m]、長(zhǎng)半徑b[m]的橢圓柱來給出。當(dāng)遮蔽物完全存在于視線內(nèi)的路徑上時(shí)，接收電場(chǎng)強(qiáng)度E被表示如下。
E＝E1+E2(2)式中，E1、E2是分別由刀刃(knife-edge)1、2衍射而到來的電波的電場(chǎng)強(qiáng)度。
而且，E1、E2由式(3)的形式給出。
式中，Ef是沒有遮蔽物時(shí)的接收點(diǎn)的自由空間電場(chǎng)強(qiáng)度，并被表示如下。
Ef=30P10[V/m]]]>式中，P是發(fā)射天線的發(fā)射功率。C、S是菲涅耳積分，并被表示如下。
式中，ω被稱為間隙函數(shù)，并被表示如下。
ω1=-y12(10)x1(10-x1)λ;ω2=y22(10)x2(10-x2)λ···(5)]]>Lo表示收發(fā)點(diǎn)間距離[m]，λ表示波長(zhǎng)[m]，(x1，y1)、(x2，y2)表示圖12所示的刀刃1、2的坐標(biāo)。
參照?qǐng)D11，對(duì)基于本計(jì)算模型的時(shí)變函數(shù)的計(jì)算過程進(jìn)行說明。首先在步驟S401，使用收發(fā)點(diǎn)間距離(最短路徑的傳播距離)Lo[m]和從移動(dòng)站測(cè)得的遮蔽物的進(jìn)入位置Ld[m]、遮蔽物的進(jìn)入角度θ[degree]、以及遮蔽物尺寸(在本模型中，假定短半徑a[m]、長(zhǎng)半徑b[m]的橢圓柱)的參數(shù)來決定在遮蔽物的中心位于視線上時(shí)的刀刃1、2的位置，計(jì)算由刀刃1和刀刃2衍射的路徑的電場(chǎng)強(qiáng)度E1、E2，使用式(2)求出矢量合成的電場(chǎng)E。
在步驟S402，使遮蔽物的位置從視線僅退回由數(shù)據(jù)抽樣間隔×遮蔽物的速度[m]決定的間隔距離(圖12中的下方向)，與步驟S401同樣，決定刀刃1、2的位置，計(jì)算衍射路徑1、2的電場(chǎng)強(qiáng)度，求出矢量合成的電場(chǎng)E。在接收電場(chǎng)E超過沒有遮蔽物的狀態(tài)下的電場(chǎng)(直接波的電場(chǎng))Ef之前，反復(fù)使遮蔽物的位置僅退回間隔距離，并繼續(xù)該過程。
在步驟S403，使遮蔽物的位置處于從視線僅前進(jìn)由數(shù)據(jù)抽樣間隔×遮蔽物的速度[m]決定的間隔距離(圖12中的上方向)的位置，與步驟S401同樣，決定刀刃1、2的位置，計(jì)算衍射路徑1、2的電場(chǎng)強(qiáng)度，求出矢量合成的電場(chǎng)E。在電場(chǎng)E超過沒有遮蔽物的狀態(tài)下的電平之前，反復(fù)使遮蔽物的位置僅前進(jìn)間隔距離，并繼續(xù)該過程。
在步驟S404，使在步驟S401、步驟S402和S403求出的電場(chǎng)E的振幅和相位與遮蔽物的移動(dòng)時(shí)間對(duì)應(yīng)，作為時(shí)變函數(shù)保存在存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)。
圖13對(duì)假定Lo＝13.5[m]、F＝7[GHz]、Ld＝3[m]、θ＝45[deg]和a＝0.49[m]、b＝0.20[m]的計(jì)算模型參數(shù)的情況的接收功率變動(dòng)的計(jì)算例作了圖示(實(shí)線)，接收功率P和電場(chǎng)E的關(guān)系由下式給出。
P＝10log10|E/Ef|2(6)圖13也一并示出了在同條件下進(jìn)行的測(cè)定結(jié)果(虛線)。而且，在測(cè)定方面假定遮蔽物為人體，橫軸表示人體以視線為基準(zhǔn)的的位置。從圖13可知，接收功率變動(dòng)特性，即時(shí)變振幅函數(shù)可使用本計(jì)算模型充分近似求得。
S13由于在時(shí)變函數(shù)生成部6生成的N個(gè)時(shí)變函數(shù)(時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù))是各N波的路徑的時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性，因而路徑生成部5通過使各波的振幅和相位分別按時(shí)間序列與該時(shí)變遮蔽振幅特性相減并與該時(shí)變遮蔽相位特性相加，生成對(duì)于各路徑的振幅和相位的遮蔽變動(dòng)特性。與此同時(shí)，路徑生成部5通過根據(jù)移動(dòng)站的速度和初始到來波方向(以移動(dòng)站的行進(jìn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)而規(guī)定)的信息，使用式1(1)計(jì)算各波的時(shí)間相位旋轉(zhuǎn)Δφi(t)，并將其與對(duì)于各自路徑的初始相位相加，從而可使N個(gè)傳播路徑的時(shí)變相位特性具有多普勒相位旋轉(zhuǎn)效應(yīng)。之后進(jìn)入步驟14。
S14根據(jù)在步驟12決定的各隨機(jī)數(shù)，把在步驟13生成的對(duì)于各路徑的振幅和相位的遮蔽變動(dòng)特性的生成數(shù)據(jù)在下一步驟15順次重復(fù)，如圖10所示按時(shí)間序列繼續(xù)連接相加，繼續(xù)生成輸出數(shù)據(jù)，而在本步驟14，路徑生成部5確認(rèn)為由下次隨機(jī)數(shù)發(fā)生而繼續(xù)相加的時(shí)變數(shù)據(jù)是不給當(dāng)前結(jié)果帶來影響的數(shù)據(jù)時(shí)，將其作為輸出數(shù)據(jù)開始向緩沖存儲(chǔ)部7傳送(進(jìn)入步驟15)。
S15路徑生成部5檢查是否有來自參數(shù)輸入控制部2的路徑生成停止請(qǐng)求，當(dāng)沒有停止請(qǐng)求時(shí)，返回到步驟12，反復(fù)生成對(duì)于各路徑的振幅和相位的遮蔽變動(dòng)特性。此時(shí)，與各路徑的振幅和相位進(jìn)行加減運(yùn)算的時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性按照各遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔繼續(xù)生成。因此，如步驟9所述，有時(shí)生成圖10所示的遮蔽時(shí)間重疊的時(shí)變特性。在該情況下，把這2個(gè)遮蔽特性簡(jiǎn)單相加的結(jié)果看作是時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性。
另一方面，當(dāng)有來自參數(shù)輸入控制部2的路徑生成停止請(qǐng)求時(shí)，把在發(fā)生停止請(qǐng)求之前的生成數(shù)據(jù)傳送到輸出數(shù)據(jù)的緩沖存儲(chǔ)部7，然后結(jié)束，進(jìn)入步驟10。
圖14是示出向各路徑提供完電平變動(dòng)的狀態(tài)的示例的圖。這是把遮蔽發(fā)生間隔設(shè)定為平均值0.5[sec]的指數(shù)分布、把移動(dòng)站的速度設(shè)定為0[m/s]、并向各遮蔽提供完全相同的進(jìn)入位置、進(jìn)入角度、遮蔽物的大小以及遮蔽物的移動(dòng)速度時(shí)的各路徑的時(shí)變振幅變動(dòng)的一示例。在本示例中，各遮蔽的遮蔽振幅為L(zhǎng)B[dB]，遮蔽時(shí)間間隔TA為1[sec]，并且，這是在假設(shè)不發(fā)生圖10所示的遮蔽重疊時(shí)的示例。提供這些遮蔽變動(dòng)的條件不限于此處表述的條件，可由與要模擬的環(huán)境條件對(duì)應(yīng)的計(jì)算條件來替代。
圖15示出了根據(jù)本實(shí)施方式的多徑模擬器14(圖4)的路徑輸出部10的構(gòu)成示例。路徑輸出部10由實(shí)部/虛部分離變換部15和D/A變換器16構(gòu)成。實(shí)部/虛部分離變換部15把從時(shí)變多徑生成裝置輸入的傳播路徑變動(dòng)的M×N個(gè)時(shí)變復(fù)數(shù)振幅分離成實(shí)部和虛部的信號(hào)，并輸出到D/A變換器16。M×2N個(gè)D/A變換器16進(jìn)行數(shù)字/模擬變換，并把時(shí)變路徑信號(hào)作為模擬信號(hào)來輸出。
圖16示出了根據(jù)本實(shí)施方式的多徑模擬器14的信號(hào)合成部11的構(gòu)成示例。信號(hào)合成部11由正交信號(hào)生成器17、橫向型電路18、延遲元件19、乘法器20以及加法器21構(gòu)成。向各乘法器20提供路徑輸出部10的模擬輸出作為乘法加權(quán)。正交信號(hào)生成器17根據(jù)從數(shù)字信號(hào)輸入端子12輸入的信號(hào)(I分量)生成正交信號(hào)(Q分量)。I分量和Q分量分別被分割為第1信號(hào)到第M信號(hào)。此處，N是路徑數(shù)，M是天線數(shù)。I分量的第1信號(hào)、第2信號(hào)、…第M信號(hào)分別被輸入到第I-1、第I-2、…第I-M橫向型電路18。同樣，Q分量的第1信號(hào)、第2信號(hào)、…第M信號(hào)分別被輸入到第Q-1、第Q-2、…第Q-M橫向型電路18。
由于形成這種構(gòu)成，路徑輸出部10的輸出是與天線個(gè)數(shù)M對(duì)應(yīng)的M個(gè)分組的N個(gè)路徑信號(hào)，分別具有實(shí)部信號(hào)和虛部信號(hào)。即，WR(11)、wR(12)、…wR(1N)、wR(21)、wR(22)、…wR(2N)、…、wR(M1)、wR(M2)、…Wt(MN)、以及wI(11)、wI(12)、…wI(IN)、WI(21)、wI(22)、wI(2N)、…、wI(M1)、wI(M2)、…wI(MN)的信號(hào)被輸出。
并且，提供給各乘法器20的加權(quán)在第I-1橫向型電路18的情況下，從前段向后段分別提供wR(11)、wR(12)、…wR(DN)的路徑變動(dòng)信號(hào)，在第I-M橫向型電路18的情況下，從前段向后段分別提供wR(M1)、wR(M2)、…wR(MN)的路徑變動(dòng)信號(hào)。同樣，在第Q-1橫向型電路18的情況下，從前段向后段分別提供wI(11)、wI(12)、…wI(IN)的路徑變動(dòng)信號(hào)，在第Q-M橫向型電路18的情況下，從前段向后段分別提供wI(M1)、wI(M2)、…wI(MN)的路徑變動(dòng)信號(hào)。各橫向型電路18輸出的I分量和Q分量按照與天線對(duì)應(yīng)的各組相加，獲得M個(gè)輸出信號(hào)。這樣，可將輸入信號(hào)變換為考慮了各天線的定向圖形影響的輸出信號(hào)。
在圖17中，把根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的衰落模擬器輸出的結(jié)果的示例用細(xì)線表示。把假設(shè)K＝-∞、3、6、10、15[dB]時(shí)的各自瑞利分布用粗線表示。
并且，在圖18中，把在室內(nèi)環(huán)境下針對(duì)接收電平特性進(jìn)行的測(cè)定結(jié)果的示例用細(xì)線表示。把假設(shè)K＝-∞、6、10[dB]時(shí)的各自瑞利分布用粗線表示。如圖所示，本實(shí)施方式中的衰落模擬器的輸出結(jié)果和測(cè)定結(jié)果的示例與變更了K系數(shù)的瑞利分布良好一致。
如以上說明那樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，與要再現(xiàn)的模擬條件對(duì)應(yīng)的傳播路徑參數(shù)(功率電平特性，相位特性，時(shí)間延遲特性，到來方向特性)的時(shí)間變動(dòng)特性(時(shí)變多徑變動(dòng))，不象以往簡(jiǎn)單的瑞利衰落變動(dòng)或Nakagami-Rise變動(dòng)等那樣作為整體近似提供，而是可按路徑單位生成各傳播路徑，并可把空間路徑的相關(guān)特性作為所考慮的時(shí)變路徑特性來生成。并且，通過把在本發(fā)明的實(shí)施方式中生成的多個(gè)路徑進(jìn)行矢量合成，即使在移動(dòng)站處于靜止?fàn)顟B(tài)下，也能確認(rèn)為瑞利衰落變動(dòng)或Nakagami-Rise變動(dòng)等可再現(xiàn)，并能制作可模擬在本來的傳播機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生的路徑變動(dòng)的多徑衰落模擬器，從而在再現(xiàn)實(shí)際傳播環(huán)境的特性方面是極其有效和重要的。
權(quán)利要求
1.一種用于模擬無線通信中的多徑變動(dòng)的時(shí)變多徑生成裝置，包括參數(shù)控制部，用于控制多個(gè)傳播路徑生成用的多個(gè)條件，這些條件是參數(shù)和數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)傳播路徑生成用的參數(shù)和數(shù)據(jù)文件；隨機(jī)數(shù)生成部，用于根據(jù)由參數(shù)控制部提供的隨機(jī)數(shù)參數(shù)來生成和輸出多個(gè)隨機(jī)數(shù)；以及傳播路徑生成部，用于生成多個(gè)時(shí)變傳播路徑，其中，根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的傳播路徑生成用的參數(shù)和數(shù)據(jù)文件以及由隨機(jī)數(shù)生成部生成的隨機(jī)數(shù)來生成多個(gè)時(shí)變振幅函數(shù)和多個(gè)時(shí)變相位函數(shù)；把時(shí)變振幅函數(shù)在時(shí)域內(nèi)順次排列，這樣獲得時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)，該獲得重復(fù)N次，其中N表示傳播路徑數(shù)，從而產(chǎn)生N個(gè)時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)；把時(shí)變相位函數(shù)在時(shí)域內(nèi)順次排列，這樣獲得時(shí)變遮蔽相位函數(shù)，該獲得重復(fù)N次，其中N表示傳播路徑數(shù)，從而產(chǎn)生N個(gè)時(shí)變遮蔽相位函數(shù)；根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的初始值生成參數(shù)，使用由隨機(jī)數(shù)生成部提供的隨機(jī)數(shù)來生成初始振幅、初始相位、初始時(shí)間延遲以及初始到來方向作為傳播路徑的傳播路徑參數(shù)；以及把時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)和時(shí)變遮蔽相位函數(shù)分別與初始振幅和初始相位疊加，用于生成多個(gè)時(shí)變傳播路徑。
2.一種用于模擬無線通信中的多徑變動(dòng)的時(shí)變多徑生成裝置，包括參數(shù)控制部，用于控制多個(gè)傳播路徑生成用的多個(gè)條件，這些條件是參數(shù)和數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)傳播路徑生成用的參數(shù)和數(shù)據(jù)文件；隨機(jī)數(shù)生成部，用于根據(jù)由參數(shù)控制部提供的隨機(jī)數(shù)參數(shù)來生成和輸出多個(gè)隨機(jī)數(shù)；時(shí)變函數(shù)生成部，用于根據(jù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)存儲(chǔ)的遮蔽參數(shù)和由隨機(jī)數(shù)生成部提供的隨機(jī)數(shù)，生成和輸出用作傳播路徑的遮蔽特性的多個(gè)時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù)；以及傳播路徑生成部，用于生成多個(gè)時(shí)變傳播路徑，其中，把由時(shí)變函數(shù)生成部生成和提供的時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù)在時(shí)域內(nèi)順次排列，這樣分別獲得時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)和時(shí)變遮蔽相位函數(shù)，該獲得重復(fù)N次，其中N表示傳播路徑數(shù)，從而分別產(chǎn)生N個(gè)時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)和N個(gè)時(shí)變遮蔽相位函數(shù)；根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的初始值生成參數(shù)，使用由隨機(jī)數(shù)生成部提供的隨機(jī)數(shù)來生成初始振幅、初始相位、初始時(shí)間延遲以及初始到來方向作為傳播路徑的傳播路徑參數(shù)；以及把時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)和時(shí)變遮蔽相位函數(shù)分別與初始振幅和初始相位疊加，用于生成多個(gè)時(shí)變傳播路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)變多徑生成裝置，其中，傳播路徑生成部使用由隨機(jī)數(shù)生成部生成的隨機(jī)數(shù)來生成時(shí)變振幅函數(shù)和時(shí)變相位函數(shù)；隨機(jī)數(shù)針對(duì)各傳播路徑具有與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的對(duì)于到來傳播路徑角度差的參數(shù)間相關(guān)特性對(duì)應(yīng)的相關(guān)；以及生成遮蔽時(shí)間間隔、遮蔽振幅和遮蔽發(fā)生時(shí)間間隔，作為用作時(shí)變函數(shù)的常數(shù)參數(shù)的相關(guān)隨機(jī)數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)變多徑生成裝置，其中，傳播路徑生成部通過根據(jù)由參數(shù)控制部提供的移動(dòng)站的移動(dòng)速度和各傳播路徑的初始到來方向來計(jì)算由多普勒效應(yīng)引起的時(shí)變旋轉(zhuǎn)，從而把時(shí)變相位旋轉(zhuǎn)與各時(shí)變傳播路徑的時(shí)變相位特性相加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)變多徑生成裝置，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部存儲(chǔ)適用于移動(dòng)站的多個(gè)天線的定向增益圖形文件，該定向增益圖形文件由參數(shù)控制部提供，并包含與定向增益有關(guān)的信息；以及傳播路徑生成部根據(jù)移動(dòng)站的移動(dòng)方向讀出至少一個(gè)定向增益圖形文件，通過把定向增益與各傳播路徑的初始振幅相乘來計(jì)算N個(gè)傳播路徑，以獲得N個(gè)時(shí)變傳播路徑，該獲得重復(fù)M次，M是天線數(shù)，并生成N×M個(gè)時(shí)變傳播路徑。
6.一種多徑衰落模擬器，包括時(shí)變多徑生成裝置，用于針對(duì)M個(gè)天線中的每一個(gè)生成N個(gè)傳播路徑；傳播路徑輸出部，用于把由時(shí)變多徑生成裝置提供的時(shí)變傳播路徑的M×N個(gè)復(fù)數(shù)振幅劃分成實(shí)部和虛部，并采用模擬形式輸出這些實(shí)部和虛部；以及信號(hào)合成部，包括至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入端子；至少一個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出端子；正交信號(hào)生成部，用于根據(jù)通過數(shù)字信號(hào)輸入端子輸入的多個(gè)數(shù)字信號(hào)(I分量)來生成多個(gè)正交輸入信號(hào)(Q分量)；2×M個(gè)橫向電路，各自包括級(jí)聯(lián)連接的(N-1)個(gè)延遲元件，以及N個(gè)乘法器，其中把I分量和Q分量中的每一個(gè)分配給特定橫向電路；N個(gè)乘法器中的每一個(gè)具有由傳播路徑輸出部輸出的可適用的相應(yīng)實(shí)部或相應(yīng)虛部，該可適用的實(shí)部或虛部具有初始時(shí)間延遲，并且把各乘法器的時(shí)間延遲設(shè)定成與可適用的實(shí)部或虛部的時(shí)間延遲相等；以及把由可適用的0、1或更多個(gè)延遲元件延遲的各數(shù)字信號(hào)與由可適用的實(shí)部或虛部表示的傳播路徑變動(dòng)相乘；以及M個(gè)信號(hào)合成部，用于把各延遲時(shí)間的相乘結(jié)果相加，這樣獲得I分量和Q分量，用于把I分量和Q分量進(jìn)行組合，這樣針對(duì)M個(gè)天線中的每一個(gè)生成數(shù)字信號(hào)，并用于把該數(shù)字信號(hào)輸出到數(shù)字信號(hào)輸出端子。
7.一種用于模擬無線通信中的多徑變動(dòng)的時(shí)變多徑生成方法，包括把要生成的傳播路徑的多個(gè)傳播路徑生成參數(shù)和數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的步驟，該數(shù)據(jù)文件包含傳播路徑生成參數(shù)文件，天線定向增益圖形文件，以及時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)生成條件文件；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出傳播路徑生成參數(shù)文件的步驟；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出諸如天線定向增益圖形文件那樣的與M個(gè)天線有關(guān)的數(shù)據(jù)文件的步驟；隨機(jī)數(shù)生成部生成滿足要生成的傳播路徑的傳播路徑參數(shù)初始值生成條件的隨機(jī)數(shù)的步驟；傳播路徑生成部根據(jù)隨機(jī)數(shù)來設(shè)定諸如N個(gè)傳播路徑參數(shù)的初始振幅值那樣的初始條件的步驟；把N個(gè)初始振幅值和與從天線定向增益圖形文件獲得的到來傳播路徑的方向?qū)?yīng)的天線定向增益相乘，以獲得N×M個(gè)傳播路徑參數(shù)的步驟，這些參數(shù)被設(shè)定；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)生成條件文件的步驟；傳播路徑生成部根據(jù)由隨機(jī)數(shù)生成部生成的隨機(jī)數(shù)來生成時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)的步驟；傳播路徑生成部根據(jù)時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)來生成N個(gè)傳播路徑的時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性，并生成N個(gè)傳播路徑中的每一個(gè)的振幅和相位的遮蔽變動(dòng)特性的步驟；以及根據(jù)所生成的遮蔽變動(dòng)特性來生成時(shí)變多徑的步驟。
8.一種用于模擬無線通信中的多徑變動(dòng)的時(shí)變多徑生成方法，包括把要生成的傳播路徑的多個(gè)傳播路徑生成參數(shù)和數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的步驟，該數(shù)據(jù)文件包含傳播路徑生成參數(shù)文件，天線定向增益圖形文件，以及時(shí)變函數(shù)常數(shù)參數(shù)生成條件文件；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出傳播路徑生成參數(shù)文件的步驟；參數(shù)控制部從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中讀出諸如天線定向增益圖形文件那樣的與M個(gè)天線有關(guān)的數(shù)據(jù)文件的步驟；隨機(jī)數(shù)生成部生成滿足要生成的傳播路徑的傳播路徑參數(shù)初始值生成條件的隨機(jī)數(shù)的步驟；傳播路徑生成部根據(jù)隨機(jī)數(shù)來設(shè)定諸如N個(gè)傳播路徑參數(shù)的初始振幅值那樣的初始條件的步驟；把N個(gè)初始振幅值和與從天線定向增益圖形文件獲得的到來傳播路徑的方向?qū)?yīng)的天線定向增益相乘，以獲得N×M個(gè)傳播路徑參數(shù)的步驟，這些參數(shù)被設(shè)定；參數(shù)控制部根據(jù)傳播路徑生成參數(shù)文件來指定計(jì)算模型的步驟；隨機(jī)數(shù)生成部生成與遮蔽參數(shù)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)的步驟；時(shí)變函數(shù)生成部根據(jù)隨機(jī)數(shù)生成所指定的計(jì)算模型的N個(gè)時(shí)變函數(shù)的步驟；根據(jù)由傳播路徑生成部生成的時(shí)變函數(shù)，為N個(gè)傳播路徑生成時(shí)變遮蔽振幅特性和時(shí)變遮蔽相位特性，把這些振幅特性和相位特性分別與各傳播路徑的振幅和相位相乘，從而生成遮蔽變動(dòng)特性的步驟；以及根據(jù)所生成的遮蔽變動(dòng)特性來生成時(shí)變多徑的步驟。
全文摘要
提供了時(shí)變多徑生成裝置、使用該裝置的多徑衰落模擬器以及多徑生成方法。時(shí)變多徑生成裝置包括參數(shù)控制部，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，隨機(jī)數(shù)生成部，以及傳播路徑生成部，其中，根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部?jī)?nèi)的參數(shù)和數(shù)據(jù)文件以及由隨機(jī)數(shù)生成部生成的隨機(jī)數(shù)來生成多個(gè)時(shí)變振幅函數(shù)和多個(gè)時(shí)變相位函數(shù)；把時(shí)變振幅函數(shù)在時(shí)域內(nèi)順次排列并重復(fù)進(jìn)行，從而產(chǎn)生N個(gè)時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)；把時(shí)變相位函數(shù)在時(shí)域內(nèi)順次排列并重復(fù)進(jìn)行，從而產(chǎn)生N個(gè)時(shí)變遮蔽相位函數(shù)；根據(jù)初始值生成參數(shù)，使用隨機(jī)數(shù)來生成初始振幅、初始相位、初始時(shí)間延遲以及初始到來方向作為傳播路徑參數(shù)；把時(shí)變遮蔽振幅函數(shù)和時(shí)變遮蔽相位函數(shù)分別與初始振幅和初始相位疊加，以生成多個(gè)時(shí)變傳播路徑。
文檔編號(hào)H04B7/02GK1523371SQ200410006869
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月21日
發(fā)明者瀧石浩生, 多賀登喜雄, 喜雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩