专利名称：：离散时间的超宽带信道模型的获取方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及通信
技术领域：
，尤其涉及一种离散时间的超宽带信道模型的获取方法和装置。
背景技术：
：UWB(UltraWideband,超宽带)通信技术是一种新型的无线通信技术，在高速室内无线通信、目标定位、测距和无线局域网等方面都有着潜在而广泛的应用。为了计算UWB信道的信道容量以及公平评估不同UWB通信系统提案的性能，建立一个公认的准确的信道模型成为了UWB标准化过程中首先必须完成的事情。目前才艮据大量的UWB信道测量数据，针对四种UWB室内通信的典型环境，提出了一个标准信道模型。该模型为连续时间模型，当需要离散化模型时，通常的方法是对连续模型进行时间抽样，进行离散化处理。发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题这种得到离散化模型的方法计算复杂度高，不够直接简便，无法依据其模型推算出有关信道特征一般性公式。
发明内容本发明的实施例提供一种离散时间的超宽带信道模型的获取方法和装置，以获得更加直接简便的离散时间的超宽带信道模型。为达到上述目的，本发明的实施例提供一种离散时间的超宽带信道模型的获取方法，包括以下步骤获取信号中簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔；根据所述簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔，获取簇的幅度和径的幅度的离散时间模型；获取阴影效应对所述幅度的影响的阴影效应乘性因子；根据所述簇的幅度和径的幅度的离散时间模型，以及阴影效应乘性因子，获取簇的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量，作为离散时间的超宽带信道模型。本方面的实施例还提供一种离散时间的超宽带信道模型的获取装置，包括时间间隔获取单元，用于获取信号中簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔；幅度获取单元，用于根据所述时间间隔获取单元获取的簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔，获取簇的幅度和径的幅度的离散时间模型；乘性因子获取单元，用于获取阴影效应对所述幅度的影响的阴影效应乘性因子；信道模型获取单元，用于根据所述幅度获取单元获取的簇的幅度和径的幅度的离散时间模型，以及乘性因子获取单元获取的阴影效应乘性因子，获取所述时间间隔获取单元获取的簇的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量，作为离散时间的超宽带信道模型。与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点本发明实施例提供的离散时间的超宽带信道模型的获取方法和装置，直接利用离散化信号的簇和径的到达时间间隔实现了离散时间的超宽带信道模型的获取，具有计算简单、方便实用的优点，且根据本发明的实施例能够直接推算出有关信道特征的一般性公式，便于仿真和计算信道特性。图1是本发明的实施例中离散时间的超宽带信道模型获取方法的流程图2是本发明的实施例中以UWB连续信道模型的参数为基础时，离散时间的超宽带信道模型获取方法的流程图3是本发明的实施例中构建离散时间模型的一个模型实例的流程图；图4是本发明的实施例中离散时间的超宽带信道模型获取装置的结构示意图。具体实施例方式本发明的实施例提供一种离散时间的超宽带信道模型的获取方法，如图1所示，包括以下步骤步骤s101、获取信号中簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔。步骤s102、根据簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔，获取簇的幅度和径的幅度的离散时间模型。步骤sl03、获取阴影效应对幅度的影响的阴影效应乘性因子。步骤s104、根据簇的幅度和径的幅度的离散时间模型，以及阴影效应乘性因子，获取簇的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量，作为离散时间的超宽带信道模型。上述方法中的步骤s101中，假设簇的离散时间间隔未AT,径的离散时间间隔为At。则获取信号中簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔的标准为使得在Ar的时间间隔内到达1次簇信号的概率为到达2次簇信号的概率的特定倍数，使得在Af的时间间隔内到达1次径信号的概率为到达2次径信号的概率的特定倍数。其中，在间隔时间t内到达k次簇信号或径信号的概率P符合泊松分布，WP[N(s+t)-N(s)=k]=^e-x';其中X为分布参数，其取值由现有的连续超宽带信道模型得到；N(s)为时间s内到达的簇信号或径信号的次数。8上述方法中的步骤s102中，假设第m簇的幅度为《[m]，第n径的幅度为(3[n]。则根据簇的离散时间间隔Ar和径的离散时间间隔At,得到第m簇的幅度《[m]和第n径的幅度(3[n]分别为W〖m]+niH2[n]+n2|《[m]|=1020，|p[n]|=10^~其中n,，n2服从正态分布，入丁w、ci101nQ。-10m/rm(^lnlOn,Normal(0,cj')^加1=-^-21-1'固20n2~Normal(0,cr2)(ijn]二^2In1020其中r^rAT，Y=yAt，cj。cj2由现有的连续超宽带信道模型中给出；r为簇延时参数，^为径延时参数，由现有的连续超宽带信道模型中给出。Q。为一常数，可假设为1。上述方法中的步骤s103中，需要确定阴影效应对幅度的影响的阴影效应乘性因子，假设阴影效应乘性因子为X,则X服从指数正态分布即201g(X)xNormal(0，o;),其中cjx由现有的连续超宽带信道模型中获得。上述方法中的步骤s104中，假设信号幅度的随机变量为U[m,n],则第m个AT簇间隔内和第n个At径间隔时间内，信号幅度的随机变量U[m，n]的计算公式为U[m,n]=XPB$[m]p[n];其中X为阴影效应乘性因子，P为二值分布，等概率的取l或-l,表示由于反射可能引起的相位反转。B也为二值分布，取1或取0。分别表示在第m个簇时间，第n个径时间内到达或没有到达信号。根据现有技术中对LOS(Line画Of-Sight,^LiE巨)和NLOS(Non画Line-Of-Sight，非#彭巨)的不同算法，B的分布也分LOS和NLOS两种情况。(1)、LOS:当m=0,n=0时，P(B=1)=1。当m>0,n=0时，P(B=1)=AAt，P(B=0)=l-AAt。当m>0,n>0时P(B=1)=^AAtAT,P(B=0)=l-人AAtAT。(2)、NLOS:当n=0时，P(B=1)=AA"P(B=0)=l-AAt。当n>0时P(B=1)=UAtAT,P(B=0)="AAtAT。以下结合现有的UWB连续信道模型为基础对本发明作进一步的说明。现有技术中提供一种信道模型，由U，义，r，;^,&,^)7个^l史完全描述，才艮据4復天线间距的不同以及是否存在LOS,该模型给出了四种典型UWB应用环境(CM1CM4)下的模型参数值，如表1所示。其中CM1对应的是天线距离0-4m的^j巨环境，CM2是距离0-4m的非^J巨环境，CM3是距离4-10m的非^L^巨环境，CM4是多径延时扩展非常大的非一彭巨环境。表l现有技术中给出的一种信道模型参数<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以上述给出的UWB连续信道模型的参数为基础，本发明实施例提出的离散时间的超宽带信道模型的获取方法如图2所示，具体包括以下步骤:步骤s201、确定簇的离散时间间隔AT和径的离散时间间隔At;在超宽带通信系统中，信号具有成簇到达的特征，每一簇中又包含多个径，簇和径的到达时间都服从泊松分布，在间隔时间t内收到k次簇或径的概率也服从泊松分布，WP[N(s+t)-N(s)=k]=^~e-",其中人的取值由现有的连续超宽带信道模型中给出，其具体取值由表格1给出。确定簇的离散时间间隔AT和径的离散时间间隔At的标准为使得在AT的时间间隔内到达1次簇信号的概率远大于到达2次簇信号的概率；使得在At的时间间隔内到达1次径信号的概率远大于到达2次径信号的概率。这里以远大于的具体标准为100倍为例，因此可以取P「N(s+AT)-N(s)=2，<P「N(s+At)-N(s)=2],'^丄、，々wP[N(s+AT)-N(s)=1]P[N(s+At)-N(s)=1时间间隔AT和径的离散时间间隔，见下表2:表2:蔟的离散时间间隔AT和径的离散时间间隔<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>步骤s202、根据簇的离散时间间隔AT和径的离散时间间隔At，得到第m簇的幅度《[m]和第n径的幅度f3[n]的离散时间模型。第m簇的幅度g[m]和第n径的幅度p[n]计算公式为|g[m]|=1020,|p[n]|=1020其中m,n2服从正态分布，n广Normal(O，a,)|^[m]=101nQ-10m/TWlnlOlnlO20n广Nomia1(0，02)[n]=iHilZl^.^_L2_,rm=r/ATYn=Y/At,a"CJ2由2v，2乂jlnl020表格l给出。r为簇延时参数，^为径延时参数，由表格i给出。Q。为一常数，可假设为1。步骤s203、确定阴影效应对幅度的影响的阴影效应乘性因子X，X服从指数正态分布即201g(X)ocNormal(0，cTx),其中(Jx由表l给出。步骤s204、得到第m个Ar簇间隔内和第n个径间隔时间内，信号幅度的200810084952.0说明书第7/9页随机变量U[m，n]，U[m,n]的计算公式为U[m,n]=XPB《[m]p[n];其中P为二值分布，等概率的取l或-l,表示由于反射可能引起的相位反转。B也为二值分布，取1或取0。分别表示在第m个簇时间，第n个径时间内到达或没有到达信号。根据现有技术中对LOS和NLOS采取的不同算法，B的分布也分LOS和NLOS两种情况。1、LOS:当m=0,n=0时，P(B=1)=1。当m>0，n=0时，P(B=1)=AAf,P(B=0)=1—AAf。当m>0，n〉0时P(B=l)=;iAAAr,P(B=0)=1画义AA/Ar。2、NLOS:当n=0时，P(B=1)=AA/,P(B=0)=1-AAZ。当n〉0时P(B=1)=义AA"r,P(B=0)=l-AAAfAr。在构建本发明实施例中的离散时间模型的一个模型实例时可以采用如图3所示的以下步骤步骤s301、得到一组簇随机序列C[m]，0^^10r对于NLOS:对于LOS:f尸(c[附]=i)=aa:taior1尸(4附]=0)=1-aa:tAr;p(c[o]=i)=iior=i)-AArl^wS——。P(c[m〗=0)=l—AAr步骤s302、对每个C[i]确定一组径序列r[i，n]。在C[i]-O处，r[i,n]=0;C[i]=l处，则r[i，n]为一随机序列。=1)=旌is"Jc[〖]=i步骤s303、由s301、s302得到的二维随机数組r[m,n]，对所有的r[i，j〗=l的(i，j),求出其信号幅度U[i,j]:即，刀=训《隨]f/[/,/l=0小',/1=0至此，就得到了离散时间的超宽带信道模型的一个实例。本发明的实施例还提供一种离散时间的超宽带信道模型获取装置，其结构如图4所示，具体包括时间间隔获取单元10，用于获取信号中簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔；幅度获取单元20，用于根据时间间隔获取单元10获取的簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔，获取蔟的幅度和径的幅度的离散时间模型；乘性因子获取单元30，用于获取阴影效应对所述幅度的影响的阴影效应乘性因子；信道模型获取单元40,用于根据幅度获取单元20获取的簇的幅度和径的幅度的离散时间模型，以及乘性因子获取单元30获取的阴影效应乘性因子，获取时间间隔获取单元10获取的蔟的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量，作为离散时间的超宽带信道模型。具体的，时间间隔获取单元10进一步包括簇离散时间间隔获取子单元，用于获取簇的离散时间间隔AT,具体的获取簇的离散时间间隔AT,使得AT的时间间隔内到达1次簇信号的概率为到达2次簇信号的概率的特定倍数；径离散时间间隔获取子单元，用于获取径的离散时间间隔At,具体的获取径的离散时间间隔At,使得At的时间间隔内到达1次径信号的概率为到达2次径信号的概率的特定倍数。具体的，幅度获取单元20具体为第一幅度获取子单元，用于根据第m簇的幅度为g[m],以及第n径的幅度为P[n];具体的，所述获取簇的幅度和径的幅度的离散时间模型具体为其中n,，n2月良从正态分布，n,Normal(0,cj,)^[m]:101nQ0-10m/rmolnl0lnl020n广Norma1(0,。2)m[n]="——~，rm=TATyn,,、02In1020由连续超宽带信道模型中获得，r为簇延时参数，/为径延时参数，Q。为一常数，AT为簇的离散时间间隔，At为径的离散时间间隔。具体的，信道^^莫型获取单元40具体为第一信道模型获取子单元，用于获取簇的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量，具体为设第m个AT簇间隔内和第n个At径间隔时间内，信号幅度的随机变量为U[m，n]，则U[m，n]为U[m,n]-XPB《[m]卩[n];其中P取l或-l,表示由于反射可能引起的相位反转；B为取1或0;分别表示在第m个簇时间，第n个径时间内到达或没有到达信号，X为阴影效应乘性因子，《[m]为第m簇的幅度，p[n]为第n径的幅度。通过本发明实施例提供的方法和装置，直接利用离散化信号的簇和径的到达时间间隔实现了离散时间的超宽带信道模型的获取，具有计算简单、方便实用的优点，且根据本发明的实施例能够直接推算出有关信道特征的一般性公式，便于仿真和计算信道特性。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台设备执行本发明各个实施例所述的方法。以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。1权利要求1、一种离散时间的超宽带信道模型的获取方法，其特征在于，包括以下步骤获取信号中簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔；根据所述簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔，获取簇的幅度和径的幅度的离散时间模型；获取阴影效应对所述幅度的影响的阴影效应乘性因子；根据所述簇的幅度和径的幅度的离散时间模型，以及阴影效应乘性因子，获取簇的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量，作为离散时间的超宽带信道模型。2、如权利要求1所述离散时间的超宽带信道模型的获取方法，其特征在于，所述簇的离散时间间隔为AT,所述径的离散时间间隔为At;所述获取簇的离散时间间隔AT具体为获取簇的离散时间间隔AT,使得AT的时间间隔内到达1次簇信号的概率为到达2次簇信号的概率的特定倍数；所述获取径的离散时间间隔At具体为获取径的离散时间间隔At,使得At的时间间隔内到达1次径信号的概率为到达2次径信号的概率的特定倍数。3、如权利要求2所述离散时间的超宽带信道模型的获取方法，其特征在于，簇信号或径信号在间隔时间t内到达k次的概率P符合泊松分布，即其中X为分布参数，N(s)为时间s内到达k次簇信号或径信号的次数。4、如权利要求1所述离散时间的超宽带信道模型的获取方法，其特征在于，对于所述簇的幅度，设第m簇的幅度为《[m],对于所述径的幅度，设第n径的幅度为卩[n];则所述获取簇的幅度和径的幅度的离散时间模型具体为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中mn2服从正态分布，n广Normal(O,a,)—]=腦。"。《<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>由连续超宽带信道^f莫型得到，r为簇延时参数，z为径延时参数，Q。为一常数，△T为簇的离散时间间隔，At为径的离散时间间隔。5、如权利要求1所述离散时间的超宽带信道模型的获取方法，其特征在于，所述获取簇的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量为设第m个AT簇间隔内和第n个At径间隔时间内，信号幅度的随机变量为U[m，n]，则U[m，n]为U[m,n]=XPB《[m]p[n〗；其中P取l或-l,表示由于反射引起的相位反转；B为取1或0;分别表示在第m个簇时间，第n个径时间内到达或没有到达信号，X为阴影效应乘性因子，《[m]为第m簇的幅度，(3[n]为第n径的幅度。6、如权利要求5所述离散时间的超宽带信道模型的获取方法，其特征在于，在视距LOS情况下当m=0，n=0时，P(B=1)=1;当m>0,n=0时，P(B=1)=AAt，P(B=0)=1-AAt;当m>0，n>0时，P(B=1)=人AAtAT,P(B=0)=l-入八A仏T;在非视距NLOS情况下当n=0时，P(B=1)=AAf,P(B=0)=1-AAt;当nX)时P(B4h人AAtAT，P(B=0)=l-XAAtAT。7、一种离散时间的超宽带信道模型的荻取装置，其特征在于，包括时间间隔获取单元，用于获取信号中簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔；幅度获取单元，用于根据所述时间间隔获取单元获取的簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔，获取簇的幅度和径的幅度的离散时间模型；乘性因子获取单元，用于获取阴影效应对所述幅度的影响的阴影效应乘性因子；信道模型获取单元，用于根据所迷幅度获取单元获取的簇的幅度和径的幅度的离散时间模型，以及乘性因子获取单元获取的阴影效应乘性因子，获取所述时间间隔获取单元获取的蔟的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量，作为离散时间的超宽带信道模型。8、如权利要求7所述离散时间的超宽带信道模型的获取装置，其特征在于，所述时间间隔获取单元进一步包括簇离散时间间隔获取子单元，用于获取簇的离散时间间隔AT，具体的获取簇的离散时间间隔AT,使得AT的时间间隔内到达1次簇信号的概率为到达2次簇信号的概率的特定倍数；径离散时间间隔获取子单元，用于获取径的离散时间间隔At，具体的获取径的离散时间间隔At，使得At的时间间隔内到达1次径信号的概率为到达2次径信号的概率的特定倍数。9、如权利要求8所述离散时间的超宽带信道模型的获取装置，其特征在于，所述幅度获取单元具体为第一幅度获取子单元，用于对于所述簇的幅度设第m簇的幅度为《[m],对于所述径的幅度设第n径的幅度为卩[n];则所述获取蔟的幅度和径的幅度的离散时间模型具体为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中mn2服从正态分布，n广N。rmal(0,aJm[m]--^——i^T~'ln1020<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>由连续超宽带信道模型得到，r为簇延时参数，^为径延时参数，Q。为一常数，AT为簇的离散时间间隔，At为径的离散时间间隔。10、如权利要求8所述离散时间的超宽带信道模型的获取装置，其特征在于，所述信道模型获取单元具体为第一信道模型获取子单元，用于获取簇的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量，具体为设第m个AT簇间隔内和第n个At径间隔时间内，信号幅度的随机变量为U[m,n],则U[m，n]为U[m,n]=XPB《[m](3[n];其中P取l或-l,表示由于反射引起的相位反转；B为取1或0;分别表示在第m个簇时间，第n个径时间内到达或没有到达信号，X为阴影效应乘性因子，《[m]为第m簇的幅度，P[n]为第n径的幅度。全文摘要本发明的实施例公开了一种离散时间的超宽带信道模型的获取方法和装置。该方法包括获取信号中簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔；根据所述簇的离散时间间隔和径的离散时间间隔，获取簇的幅度和径的幅度的离散时间模型；获取阴影效应对所述幅度的影响的阴影效应乘性因子；根据所述簇的幅度和径的幅度的离散时间模型，以及阴影效应乘性因子，获取簇的离散时间间隔内和径的离散时间间隔时间内，信号幅度的随机变量，作为离散时间的超宽带信道模型。本发明的实施例实现了离散时间的超宽带信道模型的获取，具有计算简单、方便实用的优点，且根据本发明的实施例能够直接推算出有关信道特征的一般性公式，便于仿真和计算信道特性。文档编号H04B17/00GK101534158SQ20081008495公开日2009年9月16日申请日期2008年3月10日优先权日2008年3月10日发明者任晓涛,吴忠敏,勇王申请人:华为技术有限公司