應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算方法，該方法包括如下步驟：構(gòu)建多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)以及該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)所采用的二維平面坐標系，該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)包括多個小區(qū)及與多個小區(qū)一一對應的多個基站；其中一個小區(qū)為目標小區(qū)，其余為干擾小區(qū)；對目標小區(qū)的主扇區(qū)進行用戶散播，生成位于該主扇區(qū)內(nèi)的多個移動臺；確定每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離；根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與目標小區(qū)其余扇區(qū)之間的角度參數(shù)；以及根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與各干擾小區(qū)的各扇區(qū)之間的角度參數(shù)。本發(fā)明還涉及一種應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算裝置。
【專利說明】應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算方法及裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及多小區(qū)多用戶系統(tǒng)中的空間信道建模技術(shù)，尤其涉及一種空間信道模型(Spatial Channel Model, SCM)中的相關角度參數(shù)計算方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]與簡單考慮單個基站向單個用戶傳輸信息的鏈路級仿真不同，系統(tǒng)級仿真往往包含多個小區(qū)/扇區(qū)、多個基站以及多個用戶。諸如吞吐量及延遲等性能的衡量標準往往是在信道經(jīng)歷多次用戶散播以后才能被統(tǒng)計得到。在一次散播的時間里，由于用戶的移動，信道會經(jīng)歷快衰落。信道狀態(tài)信息從用戶端反饋回基站，基站根據(jù)用戶傳回的信息利用調(diào)度器決定向哪些用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0003]基于射線法的空間信道模型由于更能反映空間信道每次實現(xiàn)的變化特性，常常被應用于系統(tǒng)級仿真之中。與相關矩陣法相比，利用空間信道模型建模信道，其計算量明顯減小，且可以較為準確地逼近實際鏈路成簇的散射環(huán)境。
[0004]然而，已發(fā)布的空間信道模型只給出了鏈路角度參數(shù)的大體范圍，并沒有相關的計算及設置方法，對于快速并且準確地進行信道建模十分不利。同時，正確設置鏈路傳播的角度參數(shù)，尋找并挖掘出這些角度之間的相互關系，對于所使用的空間信道模型的精準性表達至關重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，有必要提供一種能快速計算空間信道模型相關角度參數(shù)的方法。
[0006]另外，還有必要提供一種能快速計算空間信道模型相關角度參數(shù)的裝置。
[0007]—種應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算方法，該方法包括如下步驟:
構(gòu)建多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)以及該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)所采用的二維平面坐標系，該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)包括多個小區(qū)及與多個小區(qū)一一對應的多個基站；每一小區(qū)包括多個扇區(qū)，其中一個小區(qū)為目標小區(qū)，其余為干擾小區(qū)，目標小區(qū)的其中一個扇區(qū)為主扇區(qū)；對目標小區(qū)的主扇區(qū)進行用戶散播，生成位于該主扇區(qū)內(nèi)的多個移動臺；
確定每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離；
根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與目標小區(qū)其余扇區(qū)之間的角度參數(shù)；以及
根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與各干擾小區(qū)的各扇區(qū)之間的角度參數(shù)。
[0008]一種應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算裝置，該裝置包括:
構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)以及該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)所采用的二維平面坐標系，該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)包括多個小區(qū)及與多個小區(qū)一一對應的多個基站；每一小區(qū)包括多個扇區(qū)，其中一個小區(qū)為目標小區(qū)，其余為干擾小區(qū)，目標小區(qū)的其中一個扇區(qū)為主扇區(qū)；用戶散播模塊，用于對目標小區(qū)的主扇區(qū)進行用戶散播，生成位于該主扇區(qū)內(nèi)的多個移動臺；
參數(shù)確定模塊，用于確定每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離；
計算模塊，用于根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與目標小區(qū)其余扇區(qū)之間的角度參數(shù)，以及用于根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與各干擾小區(qū)的各扇區(qū)之間的角度參數(shù)。
[0009]相較于現(xiàn)有的空間信道模型只給出鏈路參數(shù)參數(shù)的大體范圍，所述的空間信道模型的角度參數(shù)計算方法及裝置可快速完成散播的各個移動臺與各小區(qū)的各扇區(qū)之間的相關參數(shù)計算，從而更加準確地反應空間信道模型所要表達的具體角度關系，極大地方便了空間信道建模設計。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明較佳實施方式的角度參數(shù)計算裝置的功能模塊圖。
[0011]圖2為圖1所示角度參數(shù)計算裝置的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3為圖1所示角度參數(shù)計算裝置所采用的二維平面坐標系及各角度參數(shù)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明較佳實施方式的角度參數(shù)計算方法的流程圖。
[0014]主要元件符號說明
【權(quán)利要求】
1.一種應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算方法，該方法包括如下步驟: 構(gòu)建多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)以及該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)所采用的二維平面坐標系，該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)包括多個小區(qū)及與多個小區(qū)一一對應的多個基站；每一小區(qū)包括多個扇區(qū)，其中一個小區(qū)為目標小區(qū)，其余為干擾小區(qū)，目標小區(qū)的其中一個扇區(qū)為主扇區(qū)； 對目標小區(qū)的主扇區(qū)進行用戶散播，生成位于該主扇區(qū)內(nèi)的多個移動臺； 確定每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離； 根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與目標小區(qū)其余扇區(qū)之間的角度參數(shù)；以及 根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與各干擾小區(qū)的各扇區(qū)之間的角度參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算方法，其特征在于，確定每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離的步驟包括: 根據(jù)建立的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)及二維平面坐標系確定所有扇區(qū)的第一角度參數(shù)，其中，第一角度參數(shù)為絕對參考方向到扇區(qū)天線陣列法線方向的夾角，絕對參考方向指所述二維坐標系的y軸方向； 根據(jù)散播的各個移動臺確定主扇區(qū)與每一移動臺之間的第二角度參數(shù)以及每一移動臺與目標小區(qū)的基站之間的距離；其中，第二角度參數(shù)為扇區(qū)天線陣列法線方向到視距離開角方向的夾角，視距離開角方向為即該扇區(qū)天線陣列中心與移動臺天線陣列中心的連線方向； 根據(jù)主扇區(qū)與各移動臺之間的第一角度參數(shù)、第二角度參數(shù)以及公式一計算各移動臺相對于目標小區(qū)的方位角；其中，方位角為所述二維坐標系的X軸到視距離開角方向的夾角，公式一為:Ciss+ &&s =-90° +a, Ds表不主扇區(qū)與各移動臺之間的第一角度參數(shù)，Bbs表示主扇區(qū)與各移動臺之間的第二角度參數(shù) 表示移動臺相對于目標小區(qū)的方位角；以及 根據(jù)每一移動臺的方位角、目標小區(qū)的二維坐標及每一移動臺相對于目標小區(qū)的距離計算各移動臺的二維坐標。
3.如權(quán)利要求2所述的應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算方法，其特征在于，根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與目標小區(qū)其余扇區(qū)之間的角度參數(shù)的步驟包括: 根據(jù)每一移動臺相對于目標小區(qū)的方位角、目標小區(qū)的其他扇區(qū)與每一移動臺之間的第一角度參數(shù)以及所述公式一，計算目標小區(qū)的其他扇區(qū)與每一移動臺之間的第二角度參數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算方法，其特征在于，根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與各干擾小區(qū)的各扇區(qū)之間的角度參數(shù)的步驟包括:` 根據(jù)所述二維平面坐標系及網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)確定主扇區(qū)與每一移動臺之間的第三角度參數(shù)；其中，第三角度參數(shù)為移動臺天線陣列法線方向到視距到達角方向的夾角，視距到達角方向為該扇區(qū)天線陣列中心與移動臺天線陣列中心的連線方向；根據(jù)每一移動臺相對于目標小區(qū)的方位角、每一移動臺相對于目標小區(qū)的第三角度參數(shù)以及公式二計算每一移動臺的全局角度參數(shù)，其中，全局角度參數(shù)為所述絕對參考方向到移動臺天線陣列法線方向的夾角，公式二為:- + l = 9Cf + a，Qiffi表示每一移動臺的全局角度參數(shù)，表示每一移動臺相對于目標小區(qū)的第三角度參數(shù)； 根據(jù)干擾小區(qū)的位置以及每一移動臺的位置坐標，計算出每一移動臺與干擾小區(qū)的基站之間的距離；以及 根據(jù)每一移動臺與干擾小區(qū)的基站之間的距離、每一移動臺的二維坐標以及公式三計算每一移動臺相對于干擾小區(qū)的方位角，其中，公式三為=，(X, y)表示每一移動臺的二維坐標，d表示每一移動臺與干擾小區(qū)的基站之間的距離a表示每一移動臺相對于干擾小區(qū)的方位角。
5.如權(quán)利要求4所述的應 用于空間信道模型的角度參數(shù)計算方法，其特征在于，根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與各干擾小區(qū)的各扇區(qū)之間的角度參數(shù)的步驟還包括: 根據(jù)每一移動臺相對于干擾小區(qū)的方位角以及干擾小區(qū)的各扇區(qū)的第一角度參數(shù)計算干擾小區(qū)的各扇區(qū)與每一移動臺的第二角度參數(shù)；以及 根據(jù)每一移動臺相對于干擾小區(qū)的方位角以及每一移動臺的全局角度參數(shù)計算每一移動臺相對于各干擾小區(qū)的第三角度參數(shù)。
6.一種應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算裝置，其特征在于，該裝置包括: 構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)以及該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)所采用的二維平面坐標系，該多小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)包括多個小區(qū)及與多個小區(qū)一一對應的多個基站；每一小區(qū)包括多個扇區(qū)，其中一個小區(qū)為目標小區(qū)，其余為干擾小區(qū)，目標小區(qū)的其中一個扇區(qū)為主扇區(qū)； 用戶散播模塊，用于對目標小區(qū)的主扇區(qū)進行用戶散播，生成位于該主扇區(qū)內(nèi)的多個移動臺； 參數(shù)確定模塊，用于確定每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離； 計算模塊，用于根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與目標小區(qū)其余扇區(qū)之間的角度參數(shù)，以及用于根據(jù)每一移動臺與該主扇區(qū)之間的角度參數(shù)及距離計算每一移動臺與各干擾小區(qū)的各扇區(qū)之間的角度參數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算裝置，其特征在于，參數(shù)確定模塊還用于: 根據(jù)建立的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)及二維平面坐標系確定所有扇區(qū)的第一角度參數(shù)，其中，第一角度參數(shù)為絕對參考方向到扇區(qū)天線陣列法線方向的夾角，絕對參考方向指所述二維坐標系的y軸方向；以及 根據(jù)散播的各個移動臺確定主扇區(qū)與每一移動臺之間的第二角度參數(shù)以及每一移動臺與目標小區(qū)的基站之間的距離；其中，第二角度參數(shù)為扇區(qū)天線陣列法線方向到視距離開角方向的夾角，視距離開角方向即該扇區(qū)天線陣列中心與移動臺天線陣列中心的連線方向；計算模塊還用于: 根據(jù)主扇區(qū)與各移動臺之間的第一角度參數(shù)、第二角度參數(shù)以及公式一計算各移動臺相對于目標小區(qū)的方位角；其中，方位角為所述二維坐標系的X軸到視距離開角方向的夾角，公式一為:=-90° +a，fj表不主扇區(qū)與各移動臺之間的第一角度參數(shù)，Bm表示主扇區(qū)與各移動臺之間的第二角度參數(shù)，《表示移動臺相對于目標小區(qū)的方位角；以及 根據(jù)每一移動臺的方位角、目標小區(qū)的二維坐標及每一移動臺相對于目標小區(qū)的距離計算各移動臺的二維坐標。
8.如權(quán)利要求7所述的應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算裝置，其特征在于:計算模塊還用于根據(jù)每一移動臺相對于目標小區(qū)的方位角、目標小區(qū)的其他扇區(qū)與每一移動臺之間的第一角度參數(shù)以及所述公式一，計算目標小區(qū)的其他扇區(qū)與每一移動臺之間的第二角度參數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算裝置，其特征在于，計算模塊還用于: 根據(jù)所述二維平面坐標系及網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)確定每一移動臺相對于目標小區(qū)的第三角度參數(shù)；其中，第三角度參數(shù)為移動臺天線陣列法線方向到視距到達角方向的夾角，視距到達角方向即該扇區(qū)天線陣列中心與移動臺天線陣列中心的連線方向； 根據(jù)每一移動臺相對于目標小區(qū)的方位角、每一移動臺相對于目標小區(qū)的第三角度參數(shù)以及公式二計算每一移動臺的全局角度參數(shù)，其中，全局角度參數(shù)為所述絕對參考方向到移動臺天線陣列法線方向的夾角，公式二為:+ 二 90° + ?，Qm表示每一移動臺的全局角度參數(shù)，^表示每一移動臺相對于目標小區(qū)的第三角度參數(shù)； 根據(jù)干擾小區(qū)的位置以及每一移動臺的位置坐標，計算出每一移動臺與干擾小區(qū)的基站之間的距離；以及 根據(jù)每一移動臺與干擾小區(qū)的基站之間的距離、每一移動臺的二維坐標以及公式三計算每一移動臺相對于干擾小區(qū)的方位角，其中，公式三為句，(x，y)表示每一移動臺的二維坐標，^表示每一移動臺與干擾小區(qū)的基站之間的距離，A表示每一移動臺相對于干擾小區(qū)的方位角。
10.如權(quán)利要求9所述的應用于空間信道模型的角度參數(shù)計算裝置，其特征在于，計算模塊還用于: 根據(jù)每一移動臺相對于干擾小區(qū)的方位角以及干擾小區(qū)的各扇區(qū)的第一角度參數(shù)計算干擾小區(qū)的各扇區(qū)與每一移動臺的第二角度參數(shù)；以及 根據(jù)每一移動臺相對于干擾小區(qū)的方位角以及每一移動臺的全局角度參數(shù)計算每一移動臺相對于各干擾小區(qū)的第三角度參數(shù)。
【文檔編號】H04W16/28GK103458427SQ201310317148
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】周智勛, 田華, 徐迪宇, 胥小武, 何麗 申請人:深圳清華大學研究院