专利名称：一种多输入多输出无线通信系统信道模型的硬件实现方法
技术领域：
本发明涉及多输入多输出无线通信系统，特别涉及-统信道模型的硬件实现方法。
-种多输入多输出无线通信系
背景技术：
近年来，多输入多输出(MIMO)技术得到了广泛的关注与发展，其特点在于能够利用无线信道的多径传输，开发信道的空间资源，建立空间并行传输信道，并利用通信系统的空间特点结合空时联合处理技术，提高无线系统的容量与可靠性。MIMO系统中使用的各种信号处理算法的性能优劣都极大地依赖于MIMO信道的特性，特别是各个天线之间的相关性。因此，建立有效的能够反映MIMO信道空间相关特性并且适用于系统级和链路级仿真的 MIMO信道模型，就变得相当重要。MIMO信道建模方法主要分为两类确定型建模和随机型建模。由于确定型建模的使用范围特别狭窄，只适用于特定的传输环境，因而随机型建模在实际建模中得到了广泛的使用。3GPP提出的 SCM(Spatial Channel Model)模型，未来B3G/4G使用的 SCME (Spatial Channel Extended Model)模型、欧盟WINNER项目中的WINNER信道模型以及 IMT-Advanced ΜΙΜΟ信道模型均为基于几何统计的随机信道模型。以SCM信道为例道系数可由下式计算得到
权利要求
1. 一种多输入多输出无线通信系统信道模型的硬件实现方法，其特征在于，包括以下步骤1)根据3GPPTR 25. 996中的SCM信道模型生成随机参数1. 1)使用LFSR法生成均勻分布随机数；1. 2)使用Box-Muller法生成高斯分布随机数；1.3)根据步骤1. 1)和步骤1. 2)生成的均勻分布随机数和高斯分布随机数生成以下随机参数时延扩展、时延分布因子、到达角角度扩展、离开角角度扩展和角度分布比例因子；2)使用FPGA生成SCM信道模型的单径模块；根据SCM信道模型的信道系数公式生成单径模块，对于其中涉及到的运算用查找表方法实现对数运算和开根号运算；用CORDIC IP核实现三角函数运算；3)复用单径模块生成信道系数，以提升速率为目标进行复用次数的设置和资源配置 在每个时钟周期生成单径的系数，在之后的5个周期通过输入初始化参数和随机变量的种子来生成其余五条径的系数；在mXn的多输入多输出天线的设置下，也只需要mXn次复用单径模块就可以实现多天线的信道模型；m为输入端天线数；η为输出端天线数。
2.根据权利要求1所述的一种多输入多输出无线通信系统信道模型的硬件实现方法， 其特征在于，所示硬件实现方法还包括以下步骤4)使用FPGA实现输入信号与信道系数的卷积运算。
3.根据权利要求2所述的一种多输入多输出无线通信系统信道模型的硬件实现方法， 其特征在于，步骤4)的具体步骤为首先需要分配两块11 X 64的双口 RAM存放PC端输入的来自两根发射天线的两组数据，再根据各径的随机时延计算出读地址，依据该读地址读取信号数据分别和各径信道系数进行乘加运算，合并输出后按照时钟周期的递增计算出写地址，写入另外一块12X64的 RAM中等待PCI-E的传输；在PC端将每组64位数据划分为两组32位数据作为两个接收天线的输出。
4.根据权利要求2所述的一种多输入多输出无线通信系统信道模型的硬件实现方法， 其特征在于，所示硬件实现方法还包括以下步骤5)实现FPGA和PC机的接口搭建通过PCI-E接口连接FPGA和PC机。
全文摘要
本发明公开了一种多输入多输出无线通信系统信道模型的硬件实现方法，包括以下步骤1)根据3GPP TR 25.996中的SCM信道模型生成均匀分布随机数和斯分布随机数；根据生成的均匀分布随机数和高斯分布随机数生成时延扩展、时延分布因子、到达角角度扩展、离开角角度扩展和角度分布比例因子；2)使用FPGA生成SCM信道模型的单径模块；3)复用单径模块生成信道系数，以提升速率为目标进行复用次数的设置和资源配置；4)使用FPGA实现输入信号与信道系数的卷积运算。本发明方法利用硬件FPGA运算速率的优势，在完成软件信道模块的逻辑功能的同时，较大程度提升了MIMO通信系统信道模块仿真的速率。
文档编号H04B17/00GK102571171SQ201210006040
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者任品毅, 廖学文, 朱世华, 王凡森, 邓诚, 陈睿 申请人:西安交通大学