專利名稱：：脈沖超寬帶信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及超寬帶無(wú)線通信技術(shù)，尤其是涉及一種用于對(duì)脈沖超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)的多徑傳播特性進(jìn)行建模的方法。
背景技術(shù)：
：超寬帶(Ultra-WideBand，UWB)通信技術(shù)就是在近期迅速發(fā)y^來(lái)的與傳統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù)不同的一種新型無(wú)線通信技術(shù)。按照美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FederalCommunicationsCommission,FCC)的定義，任意相對(duì)帶寬大于20%或帶寬大于500MHz,并滿足FCC對(duì)功率譜密度限制要求的信號(hào)，均被稱為超寬帶信號(hào)。由上述定義可以看出，現(xiàn)在的UWB包括了任何可以使用超寬帶頻譜的通信形式。這樣，UWB的數(shù)據(jù)信號(hào)形式可以分為窄脈沖(沖激無(wú)線電)形式與調(diào)制載波的擴(kuò)譜形式。后者可以將UWB信號(hào)搬移到合適的頻段進(jìn)行傳輸，從而更加靈活、有效地利用頻譜資源，調(diào)制載波系統(tǒng)的信號(hào)處理方法與一般通信系統(tǒng)采用的方法相類似。而前者的特性和分析方法都與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)不同，本專利基于窄脈沖作為載體(I-UWB,以下所用UWB若未注明均指I-UWB)的UWB無(wú)線通信系統(tǒng)。超寬帶無(wú)線信道物理環(huán)境通?？梢苑譃橐暰喹h(huán)境和非視JJ巨環(huán)境兩類。其中，非視距(Non-line-of-sight,NLOS)環(huán)境指發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間由于存在障礙物的遮擋作用而不存在直接傳播J各徑的無(wú)線傳輸環(huán)境。電波傳播模型是研究任何無(wú)線通信系統(tǒng)首先要解決的基礎(chǔ)性問(wèn)題。無(wú)線傳播環(huán)境的特性不僅是所有無(wú)線通信理論研究的基礎(chǔ)，也更直接關(guān)系到工程設(shè)計(jì)中通信設(shè)備的能力、天線高度的確定、通信距離的計(jì)算，以及為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)可靠的通信所必須采用的技術(shù)措施等一系列系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題。美國(guó)AT&TBell實(shí)驗(yàn)室的A.M.Saleh和R.Valenzuela在1987提出的SV模型最早發(fā)現(xiàn)了NLOS環(huán)境下密集多徑信號(hào)分簇到達(dá)的特性，并提出了簇和簇內(nèi)多徑信號(hào)平均能量呈雙指數(shù)衰減，先后到達(dá)的多徑信號(hào)路徑增益統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的完整的多徑傳播模型。2002年，美國(guó)Intel公司的J.Foerster和Q.Li進(jìn)行了具有更高分辨率的信道測(cè)量，證實(shí)了SV模型在分析UWB室內(nèi)NLOS多徑傳播'特性方面的優(yōu)異性能，并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)提出了對(duì)SV模型的簡(jiǎn)單修正(多徑幅度服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布)。IEEE802.15.3a標(biāo)準(zhǔn)工作組提出利用基于SV模型的修正模型作為UWB系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)的統(tǒng)一信道模型。國(guó)內(nèi)相關(guān)方面尚處于基本理論研究階段，沒(méi)有形成較完整的多徑傳播模型。修正的SV模型，即SV/IEEE802.15.3a模型在實(shí)際應(yīng)用中存在模型輸入?yún)?shù)(如參數(shù)"簇到達(dá)率")獲取困難的問(wèn)題，且利用該模型生成的信道沖激響應(yīng)中可能存在與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不符的過(guò)多的隨機(jī)到達(dá)的簇。上述兩個(gè)問(wèn)題主要由模型中簇個(gè)數(shù)隨機(jī)分布導(dǎo)致，它一方面使模型不便于應(yīng)用，另一方面造成模型仿真輸出與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)失真。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種脈沖超寬信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下雙條多徑傳播模型，以有效解決SV/IEEE802.15.3a模型中輸入?yún)?shù)獲取困難的技術(shù)問(wèn)題，使模型便于應(yīng)用，且通過(guò)對(duì)模型參數(shù)的定義，滿足對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中NLOS環(huán)境不同遮擋情況的建才臭要求。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開一種超寬帶信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法，包括設(shè)定超寬帶多徑信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下以雙簇形式傳播；通過(guò)分別對(duì)第一簇的多徑平均功率衰減指數(shù)、和第二簇的多徑平均功率衰減指數(shù)72取值極性的定義，控制信道沖激響應(yīng)平均能量峰值出現(xiàn)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)利用同一參數(shù)對(duì)非視距無(wú)線信道環(huán)境的"一般遮擋'，和"嚴(yán)重遮擋"兩類不同遮擋條件下超寬帶信號(hào)傳播的信道沖激響應(yīng)進(jìn)行建模。較優(yōu)的，所述超寬帶信號(hào)傳播的信道沖激響應(yīng)為<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，(c^/d為多徑信號(hào)增益，"'j為第一簇和第二簇首徑信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，{《1/2}為每個(gè)簇內(nèi)多徑信號(hào)相對(duì)于該簇首徑信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，M和w分別為第一簇和第二的多徑信號(hào)數(shù)目。較優(yōu)的，所述對(duì)超寬帶信號(hào)傳播的信道沖激響應(yīng)進(jìn)行建模的步驟包括輸入建模參數(shù)，包括平均射線到達(dá)率a、兩簇的平均功率比a2、兩簇時(shí)延；、第一簇和第二簇的衰減指數(shù)、和7:、以及對(duì)數(shù)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差a;傳播信道的初始化，包括基于模型輸入?yún)?shù)生成相應(yīng)的對(duì)數(shù)正態(tài)分布和指數(shù)分布，以及分別設(shè)定兩簇首徑信號(hào)的幅度和傳播時(shí)延；分別生成多徑信號(hào)幅度服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布、多徑信號(hào)的時(shí)間間隔服從指數(shù)分布的第一簇多徑信號(hào)分量和第二簇多徑信號(hào)分量；將多徑信號(hào)分量以到達(dá)時(shí)間為序，整理相應(yīng)的信號(hào)幅度順序，輸出連續(xù)信道相應(yīng)的幅度矩陣和時(shí)間矩陣。較優(yōu)的，所述多徑信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間服從泊松隨機(jī)過(guò)程分布，且先后到達(dá)的多徑信號(hào)的路徑增益統(tǒng)計(jì)獨(dú)立；所述多徑信號(hào)到達(dá)的時(shí)間間隔服從指數(shù)分布為AT*,mI、-…)=Aexp[—A(、m—m)],m=1,2。較優(yōu)的，所述多徑信號(hào)幅度服從的對(duì)數(shù)正態(tài)分布的均值為,,—1010、A一ln(lO)ln(10)20較優(yōu)的，所述雙蔟多徑信號(hào)的平均功率比^直^為,。,2|2]="2寺?！?]，0<"<1。較優(yōu)的，所述衰減指數(shù)71和72均為正值時(shí)，對(duì)應(yīng)于所述非視距無(wú)線信道環(huán)境的"一般遮擋"條件；所述衰減指數(shù)71為負(fù)值、72為正值時(shí)，對(duì)應(yīng)于所述非視距無(wú)線信道環(huán)境的"嚴(yán)重遮擋"條件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明由于限定超寬帶信號(hào)為兩簇傳播，因此本發(fā)明的雙蔟模型有效的解決了SV/IEEE802.15.3a模型某些模型輸入?yún)?shù)(如"簇到達(dá)率")難于獲取的問(wèn)題，使模型更加便于實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)化了模型用于系統(tǒng)仿真的難度；2、通過(guò)對(duì)模型中多徑平均功率衰減指數(shù)的定義，雙簇模型可以用來(lái)對(duì)兩類不同遮擋條件("一般遮擋"和"嚴(yán)重遮擋'，)的NLOS環(huán)境建模，即衰減指數(shù)取正值對(duì)應(yīng)"一般遮擋"NLOS環(huán)境情況；衰減指數(shù)取負(fù)值對(duì)應(yīng)"嚴(yán)重遮擋，，NLOS環(huán)境情況。就多徑傳播特性的三個(gè)統(tǒng)計(jì)量(平均附加時(shí)延、RMS時(shí)延擴(kuò)展、峰值10dB門限內(nèi)多徑數(shù)，此三個(gè)統(tǒng)計(jì)量是國(guó)際上對(duì)信道模型性能分析中實(shí)用的通用參數(shù))的累積分布特性而言，雙簇模型明顯優(yōu)于8￥/1￡￡￡802.15.3&模型，因此通過(guò)對(duì)模型參數(shù)取值范圍的分類定義，雙簇模型能夠更加準(zhǔn)確建模具有較大差異的NLOS環(huán)境實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。圖1A和圖1B分別是本發(fā)明的雙蔟多徑傳播模型在"一般遮擋"條件和"嚴(yán)重遮擋"條件下生成的兩類NLOS信道沖激響應(yīng)平均能量示意圖。圖2是本發(fā)明一個(gè)較佳具體實(shí)施例的流程示意圖。圖3A、圖3B和圖3C分別是一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例中，本發(fā)明的雙嚴(yán)多徑傳播模型和SV/正EE802.15.3a模型在一個(gè)測(cè)量點(diǎn)(屬于"一般遮擋"NLOS環(huán)境)上平均附加時(shí)延、RMS時(shí)延擴(kuò)展和峰值10dB門限內(nèi)多徑數(shù)的統(tǒng)計(jì)量累積分布(CDF)的對(duì)比示意圖。圖4A、圖4B和圖4C分別是一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例中，本發(fā)明的雙蔟多徑傳播模型和SV/IEEE802.15.3a模型在另外一個(gè)測(cè)量點(diǎn)(屬于"嚴(yán)重遮擋"NLOS環(huán)境)上平均附加時(shí)延、RMS時(shí)延擴(kuò)展和峰值10dB門限內(nèi)多徑數(shù)的統(tǒng)計(jì)量累積分布(CDF)的對(duì)比示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明是根據(jù)大量UWB室內(nèi)NLOS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中總結(jié)的多徑分布規(guī)律，提出UWB信號(hào)NLOS環(huán)境雙簇多徑傳播模型。該模型有效解決了SV/IEEE802.15.3a模型輸入?yún)?shù)獲取困難的問(wèn)題，使模型便于應(yīng)用；通過(guò)對(duì)模型參數(shù)的定義，滿足對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中NLOS環(huán)境不同遮擋情況的建模要求。本發(fā)明是采用UWB信號(hào)NLOS環(huán)境雙簇多徑傳播才莫型。多徑信號(hào)不是按著固定的速率均勻到達(dá)接收機(jī)，而是分雙簇形式到達(dá)。簇內(nèi)射線的到達(dá)時(shí)間服從泊松隨機(jī)過(guò)程分布，先后到達(dá)的多徑信號(hào)路徑增益統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。雙蔟間有隨機(jī)的相對(duì)幅度和時(shí)延，雙簇內(nèi)多徑信號(hào)的平均功率隨多徑到達(dá)時(shí)間呈具有不同衰減指數(shù)的指數(shù)衰減，多徑幅度呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布。本發(fā)明通過(guò)對(duì)第一個(gè)簇的衰減指數(shù)的取值范圍的定義，即可對(duì)兩類不同遮擋條件NLOS環(huán)境進(jìn)行建模。本發(fā)明的UWB信號(hào)NLOS環(huán)境雙簇多徑傳播的離散時(shí)間信道沖激響應(yīng)可以表示為柳=E，_-《o+E《外-《-《2)其中{^,1/2}為多徑增益，{^2}為第一簇和第二簇首徑的到達(dá)時(shí)間，{<1/2}為每個(gè)簇內(nèi)多徑相對(duì)于該簇首徑的到達(dá)時(shí)間，M和iV分別為第一簇和第二的多徑數(shù)目。1、多徑信號(hào)到達(dá)時(shí)間分布設(shè)第一簇首徑的到達(dá)時(shí)間為參考時(shí)間的起點(diǎn)，即？;'=0。設(shè)兩簇的時(shí)間間隔為i;,即7;'-7;'=7;。由定義可知'T。m=0(m=l,2)。設(shè)雙簇內(nèi)的多徑具有相同的達(dá)到速率A，在每簇內(nèi)，多徑的到達(dá)時(shí)間服從泊松隨機(jī)分布，即多徑的時(shí)間間隔服從指數(shù)分布戶(丁^I丁w,J=AexP[-A(Tb—、—'附=1,22、多徑信號(hào)增益分布多徑增益系數(shù)定義為氣nA,附，附二1，2其中A，是由于反射引起的信號(hào)極性的反轉(zhuǎn)，以等概率取士l,A，第w簇第A徑的隨機(jī)分布參數(shù)。多徑信號(hào)的增益服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布201ogl0/^woc7Vorw"/(/^w,cr2),w—1,23、多徑信號(hào)的平均功率分布兩簇平均功率的比值為^:￡[|A),2|2]=a2,o,i|2]，0<"<1簇內(nèi)平均功率服從指數(shù)衰減，第一簇的衰減指數(shù)為71,第二簇的衰減指數(shù)為72。五[|/\切|2]=00,附,"，附=1，2其中Q一為兩簇首徑的平均功率增益，可以由路徑損耗模型或?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)給出。對(duì)數(shù)正態(tài)分布均值可以表示為1010、/7附a2ln(10)ln(10)20本發(fā)明的雙簇多徑信號(hào)傳輸模型可以通過(guò)對(duì)多徑平均功率衰減指數(shù)的定義來(lái)對(duì)兩類不同遮擋條件NLOS環(huán)境建模。通過(guò)對(duì)參數(shù)、和7;取值極性的定義，即衰減指數(shù)均取正值對(duì)應(yīng)"一般遮擋"NLOS環(huán)境情況；、取正值、72取負(fù)值對(duì)應(yīng)"嚴(yán)重遮擋"NLOS環(huán)境情況，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)信道沖激響應(yīng)平均能量的峰值出現(xiàn)的時(shí)間位置的控制，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)一個(gè)參數(shù)不同的取值范圍的定義對(duì)"一敗遮擋"和"嚴(yán)重遮擋"兩類不同遮擋條件的NLOS環(huán)境沖激響應(yīng)的建模。取不同衰減指數(shù)的雙簇多徑信號(hào)傳輸模型平均功率如圖l所示。其中，圖1A為"一般遮擋"條件下NLOS信道沖激響應(yīng)平均能量示意圖，困1B為"嚴(yán)重遮擋"條件下NLOS信道沖激響應(yīng)平均能量示意圖。另外，請(qǐng)參考圖2所示，為本發(fā)明對(duì)超寬帶信號(hào)在非^見距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法的流程示意圖。包括步驟s210:輸入建模參數(shù)的步驟。其中，建模參數(shù)包括平均射線到達(dá)率A、兩簇的平均功率比a2、兩簇時(shí)延7;、第一簇和第二簇的衰減指數(shù)力和7r以及對(duì)數(shù)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差J,見表1所示<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表l雙模型輸入?yún)?shù)傳播信道的初始化的步驟，包括步驟s220和步驟s230。步驟s220:基于模型輸入?yún)?shù)生成相應(yīng)的對(duì)數(shù)正態(tài)分布和指數(shù)分布。步驟s230:分別設(shè)定兩蔟首徑信號(hào)的幅度和傳播時(shí)延，即設(shè)置第一蔟首徑信號(hào)的到達(dá)時(shí)間(Tcl=0),以及第二簇首徑信號(hào)的到達(dá)時(shí)間(Tc2=Tel+TN)。步驟s240:生成第一簇多徑信號(hào)分量，多徑信號(hào)幅度服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布、多徑信號(hào)的時(shí)間間隔Td服從指數(shù)分布Tlr=Tk+Td。(其中，下標(biāo)lr為第一簇多徑信號(hào)中的第r條多徑信號(hào))步驟s250:第一個(gè)簇截止的多徑時(shí)延的最大值，判斷條件乙<1071。如是，則返回步驟s240，否則，繼續(xù)下一步驟s260。步驟s260:生成第二簇多徑信號(hào)分量，多徑信號(hào)幅度服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布、多徑信號(hào)的時(shí)間間隔Td服從指數(shù)分布T2r=T2r+Td。步驟s270:第二個(gè)簇截止的多徑時(shí)延的最大值，判斷條件T2r<1072。如是，則返回步驟s260，否則，繼續(xù)下一步驟s280。步驟s280:將多徑信號(hào)按到達(dá)時(shí)間排序，并根據(jù)徑信號(hào)的到達(dá)時(shí)間整理出相應(yīng)的幅度順序。步驟s290:輸出連續(xù)信道相應(yīng)的幅度矩陣和時(shí)間矩陣。另夕卜，通過(guò)本發(fā)明建模形成的傳播模型，就多徑傳播特性的三個(gè)統(tǒng)計(jì)量(平均附加時(shí)延、RMS時(shí)延擴(kuò)展、峰值10dB門限內(nèi)多徑數(shù)，此三個(gè)統(tǒng)計(jì)量是國(guó)際上對(duì)信道模型性能分析中實(shí)用的通用參數(shù))的累積分布特性而言，本專利的雙蔟模型明顯優(yōu)于SV/IEEE802.15.3a模型，因此通過(guò)對(duì)模型參數(shù)取值范圍的分類定義，雙簇模型能夠更加準(zhǔn)確建模具有較大差異的NLOS環(huán)境實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。以下給出本發(fā)明的雙簇多徑傳播模型的一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例，將兩個(gè)模型分別應(yīng)用于對(duì)實(shí)例測(cè)試數(shù)據(jù)的建模，來(lái)證明本發(fā)明的雙簇多徑傳播模型優(yōu)于現(xiàn)有的SV/IEEE802.15.3a模型。應(yīng)用南加州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室/辦公室NLOS環(huán)境信道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(此數(shù)據(jù)系公開發(fā)布的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，并被大量信道方面的研究采用)，對(duì)本專利所提出模型和SV/IEEE802.15.3a模型的性能進(jìn)行分析和比較。性能研究中對(duì)兩個(gè)模型生成的信道沖激響應(yīng)的平均附加時(shí)延、RMS時(shí)延擴(kuò)展、峰值10dB門限內(nèi)多徑數(shù)量三個(gè)統(tǒng)計(jì)量累積分布(CDF)特性進(jìn)行比較，從而全面比較兩個(gè)模型的性能。不失一般性，圖3A、圖3B、圖3C和圖4A、圖4B、圖4C分別給出在兩個(gè)不同測(cè)量點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的三個(gè)統(tǒng)計(jì)量(平均附加時(shí)延、RMS時(shí)延擴(kuò)展、峰值10dB門限內(nèi)多徑數(shù))的CDF示意圖，這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別屬于"一般遮擋"NLOS環(huán)境和"嚴(yán)重遮擋"NLOS環(huán)境，其他同類各測(cè)量點(diǎn)分別具有與二者一致的CDF特性。圖3A、圖3B、圖3C和圖4A、圖4B、圖4C表明就三個(gè)統(tǒng)計(jì)量的CDF而言，雙簇模型明顯優(yōu)于SV/IEEE802.15.3a模型。CDF可以更加準(zhǔn)確的描述隨機(jī)變量的隨機(jī)分布特性，由雙簇模型生成的信道沖激響應(yīng)與實(shí)測(cè)信道沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)在三個(gè)統(tǒng)計(jì)量上更加接近，即雙簇模型在描述NLOS環(huán)境多徑傳播特性上更加準(zhǔn)確。分析表明，雙簇模型上述性能的提高主要是通過(guò)針對(duì)不同環(huán)境對(duì)模型輸入?yún)?shù)取值范圍進(jìn)行定義，從而使模型適應(yīng)對(duì)具有較大差異的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的建模。為了便于雙簇模型對(duì)UWB室內(nèi)NLOS多經(jīng)傳播環(huán)境的實(shí)際應(yīng)用，給出"一般遮擋"NLOS環(huán)境和"嚴(yán)重遮擋"NLOS環(huán)境的一組標(biāo)準(zhǔn)模型輸入?yún)?shù)，并給出與之對(duì)應(yīng)的模型輸出信道沖激響應(yīng)多徑傳播特性的三個(gè)統(tǒng)計(jì)量，見表2。<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>信道CI對(duì)應(yīng)UWB室內(nèi)"一般遮擋"NLOS環(huán)境，其傳輸距離通常小于10m,信號(hào)傳播穿透的室內(nèi)建筑墻壁不超過(guò)2個(gè)；信道CII對(duì)應(yīng)UWB室內(nèi)"嚴(yán)重遮擋"NLOS環(huán)境，其傳輸距離通常大于10m,信號(hào)傳播穿透的室內(nèi)建筑墻壁超過(guò)2個(gè)以上。實(shí)際應(yīng)用中，將信道的環(huán)境參數(shù)輸入模型中，模型程序經(jīng)過(guò)判斷，自行選擇信道CI和信道CII之一，并將相應(yīng)的模型參數(shù)帶入模型程序中，生成相應(yīng)的UWB信號(hào)室內(nèi)環(huán)境信道沖激響應(yīng)輸出。綜上，本發(fā)明的模型實(shí)現(xiàn)了如下兩方面性能的提高1、由于模型限定簇的數(shù)量為兩個(gè)，因此本發(fā)明的雙簇模型有效的解決了SV/IEEE802.15.3a模型某些模型輸入?yún)?shù)(如"簇到達(dá)率")難于獲取的問(wèn)題，使才莫型更加便于實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)化了模型用于系統(tǒng)仿真的難度。2、通過(guò)對(duì)模型中多徑平均功率衰減指數(shù)的定義，雙簇才莫型可以用來(lái)對(duì)兩類不同遮擋條件("一般遮擋"和"嚴(yán)重遮擋")的NLOS環(huán)境建模。就多徑傳播特性的三個(gè)統(tǒng)計(jì)量(平均附加時(shí)延、RMS時(shí)延擴(kuò)展、峰值10dB門限內(nèi)多徑數(shù)，此三個(gè)統(tǒng)計(jì)量是國(guó)際上對(duì)信道模型性能分析中實(shí)用的通用參數(shù))的累積分布特性而言，雙簇模型明顯優(yōu)于SV/IEEE802.15.3a模型，因此通過(guò)對(duì)模型參數(shù)取值范圍的分類定義，雙簇模型能夠更加準(zhǔn)確建模具有較大差異的NLOS環(huán)境實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。權(quán)利要求1、一種脈沖超寬帶信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法，其特征在于，包括設(shè)定超寬帶多徑信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下以雙簇形式傳播；通過(guò)分別對(duì)第一簇的多徑平均功率衰減指數(shù)γ1和第二簇的多徑平均功率衰減指數(shù)γ2取值極性的定義，控制信道沖激響應(yīng)平均能量峰值出現(xiàn)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)利用同一參數(shù)對(duì)非視距無(wú)線信道環(huán)境的“一般遮擋”和“嚴(yán)重遮擋”兩類不同遮擋條件下超寬帶信號(hào)傳播的信道沖激響應(yīng)進(jìn)行建模。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖超寬帶信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法，其特征在于，所述超寬帶信號(hào)傳播的信道沖激響應(yīng)為<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，{^,1/2}為多徑信號(hào)增益，{7/2}為第一簇和第二簇首徑信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，{<1/2}為每個(gè)簇內(nèi)多徑信號(hào)相對(duì)于該簇首徑信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，M和iV分別為第一簇和第二的多徑信號(hào)數(shù)目。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脈沖超寬帶信號(hào)在非^L距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法，其特征在于，所述對(duì)超寬帶信號(hào)傳播的信道沖激響應(yīng)進(jìn)行建模的步驟包括輸入建模參數(shù)，包括平均射線到達(dá)率A、兩簇的平均功率比"2、兩蔟時(shí)延7>、第一簇和第二簇的衰減指數(shù)、和72、以及對(duì)數(shù)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差a;傳播信道的初始化，包括基于模型輸入?yún)?shù)生成相應(yīng)的對(duì)數(shù)正態(tài)分布和指數(shù)分布，以及分別設(shè)定兩簇首徑信號(hào)的幅度和傳播時(shí)延；分別生成多徑信號(hào)幅度服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布、多徑信號(hào)的時(shí)間間隔服從指數(shù)分布的第一簇多徑信號(hào)分量和第二簇多徑信號(hào)分量；將各徑信號(hào)分量以到達(dá)時(shí)間為序，整理相應(yīng)的信號(hào)幅度順序，輸出連續(xù)信道相應(yīng)的幅度矩陣和時(shí)間矩陣。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖超寬帶信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法，其特征在于，所述多徑信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間服從泊松隨機(jī)過(guò)程分布，且先后到達(dá)的多徑信號(hào)的路徑增益統(tǒng)計(jì)獨(dú)立；所述多徑信號(hào)到達(dá)的時(shí)間間隔服從指數(shù)分布為<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage3</formula>],m=1,2。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖超寬帶信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法，其特征在于，所述多徑信號(hào)幅度服從的對(duì)數(shù)正態(tài)分布的均值為<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage3</formula>6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖超寬帶信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法，其特征在于，所述雙簇多徑信號(hào)的平均功率比值^為<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage3</formula>7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖超寬帶信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法，其特征在于，所述衰減指數(shù)71和72均為正值時(shí)，對(duì)應(yīng)于所述非視距無(wú)線信道環(huán)境的"一般遮擋，，條件；所述衰減指數(shù)71為負(fù)值、72為正值時(shí)，對(duì)應(yīng)于所述非視距無(wú)線信道環(huán)境的"嚴(yán)重遮擋"條件。全文摘要本發(fā)明公開一種脈沖超寬帶信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下傳播的建模方法，包括基于對(duì)相關(guān)信道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，設(shè)定超寬帶多徑信號(hào)在非視距無(wú)線信道環(huán)境下以雙簇形式傳播；通過(guò)分別對(duì)第一簇的多徑平均功率衰減指數(shù)γ₁和第二簇的多徑平均功率衰減指數(shù)γ₂取值極性的定義，控制信道沖激響應(yīng)平均能量峰值出現(xiàn)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)利用同一參數(shù)對(duì)非視距無(wú)線信道環(huán)境的“一般遮擋”和“嚴(yán)重遮擋”兩類不同遮擋條件下超寬帶信號(hào)傳播的信道沖激響應(yīng)進(jìn)行建模。本發(fā)明由于限定超寬帶多徑信號(hào)為雙簇傳播，簡(jiǎn)化了模型結(jié)構(gòu)，解決了SV/IEEE802.15.3a模型中某些輸入?yún)?shù)難于獲取的技術(shù)難題。且本發(fā)明通過(guò)對(duì)模型參數(shù)的定義，滿足對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中非視距環(huán)境不同遮擋情況的建模要求，便于實(shí)際應(yīng)用。文檔編號(hào)H04B7/04GK101345564SQ20071007590公開日2009年1月14日申請(qǐng)日期2007年7月10日優(yōu)先權(quán)日2007年7月10日發(fā)明者張乃通,張欽宇,洋汪申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院