st Fourier Transform，快速傅里叶逆 变换），获得整个系统的时域信道冲击响应获得CIR(Channel Impulse Response，时域信道 冲激响应)。
[0095] CIR=IFFT(Hs(f))
[0096] 获得CIR之后，进行适当的运算，即可获得rop (功率时延谱），信道容量，离开角，到 达角等有效信息。可以根据这些参数信息规划或者优化通信系统。
[0097] 综上所述，本发明实施例的基于传播图理论的非视距类距隧道系统的信道建模方 案改进了传播图理论方法，提出转移概率和划分面的概念，能很好地适用于非视距矩形、马 蹄形隧道等类距隧道系统的信道建模，相对于传统的传播图理论方法，本发明实施例的方 法对于多径信息的体现更加具体，同时也提高了仿真的准确度。传统的隧道仿真方法比如 射线跟踪法计算时间较长。传播图理论可以有效地缩短计算时间。比如射线跟踪法需要几 小时的计算时长，传播图理论只需要几分钟就可以解决。另外传播图理论只需要知道测量 环境具体的几何尺寸就可以建模仿真，不需要额外的环境信息，对环境的依赖性较小。本领 域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定 是实施本发明所必须的。
[0098] 通过以上的实施方式的描述可知，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单元的方式来实现。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 可以存储在存储介质中，如R0M/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备 (可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些 部分所述的方法。
[0099] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或 系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法 实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为 分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或 者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根 据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术 人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0100]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围 为准。
【主权项】
1. 一种基于传播图理论的非视距类距隧道环境下的信道建模方法，其特征在于，包括： 根据非视距类距隧道系统的实际隧道尺寸构建隧道的几何模型，将所述几何模型划分 成若干个散射点集合，将各个散射点集合进行排列组合获得传播路线； 利用传播路线上依次相邻两散射点集合之间的子传递函数的级联计算，得到所述传播 路线的传递函数，利用所述传播路线上依次相邻两散射集合之间的转移概率之积调整所述 传播路线的传递函数； 将调整后各个传播路线的传递函数求和得到所述非视距类隧道系统的传递函数，对所 述非视距类隧道系统的传递函数做傅里叶逆变换获得所述非视距类隧道系统的时域信道 冲激响应。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据非视距类距隧道系统的实际隧 道尺寸构建隧道的几何模型，将所述几何模型划分成若干个散射点集合，包括： 根据非视距类距隧道系统的实际隧道尺寸构建弯曲隧道系统的几何模型，沿着弯曲隧 道系统的内圆做切线，该切线与外圆相交成两点，将所述两点间的弧线所对应的角度作为 最大划分角度，所述内圆为所述非视距类距隧道系统的内壁，所述外圆为所述非视距类距 隧道系统的外壁； 以所述最大划分角度为分界线将所述非视距类距隧道系统分割为多个部分，将每个部 分作为一个隧道点集合，每个隧道点集合包含多个不同的面，电磁波不能在每个隧道点集 合的内部发生反射。3. 根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述的利用传播路线上依次相邻两 散射点集合之间的子传递函数的级联计算，得到所述传播路线的传递函数，包括： 将各个散射点集合进行任意的排列组合获得多条传播路线； 利用传播路线上依次相邻两散射点集合之间的子传递函数的级联计算，得到传播路线 的传递函数，相邻两散射点集合之间的子传递函数的计算公式如下： Ae(f)=ge(f)expj( <i)e-23TT：ef) 式中，f代表信号频率，j代表虚数，Φ e代表相位，满足[ο，231)均匀分布，％代表传播时 延，ge (f)代表增益，针对四种传播过程，ge (f)也都不同：上式中，~τθ/|ε，|，并且= 2，ε/代表散射点集合，卜I表示集 合中元素的个数，因此μ(^)表示发射顶点到散射体的平均传播时延;g2/〇di(e)是散射点 到散射点的功率增益，g为实数，需要根据实际场景设置大小，〇di(e)表示从一个散射点集 合到另外一些点集合的边数； 第i条传播路线的传递函数出的计算公式如下：Htx,s(1)表示第i条传播路线上发射端到第一个散射点集合之间的子传递函数， Hs(i),s(i+i)表不第i个散射点集合到第i+Ι个散射点集合之间的子传递函数，Hs(v),rx表不第v 个散射点集合到接收端之间的子传递函数，所述出^(1)，1^(〇,5(^1)和抱^)#根据所述4(3(〇 的计算公式计算得到。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的利用所述传播路线上依次相邻两散 射集合之间的转移概率之积调整所述传播路线的传递函数，包括： 计算出第i条传播路线的转移概率Pvm，计算公式如下：Ptx,s⑴表不第i条传播路线上发射端到第一散射点集合之间的转移概率，Psg),sg+i)为 第j个散射点集合到第j+Ι个散射点集合之间的转移概率，PsW,rx表示第V散射点集合到接 收端的转移概率； 定义散射点集合之间转移概率的计算公式如下：x，y分别为两个散射点集合中的元素，X，Y各为两个散射点集合中所有元素个数，T用于 判别两个散射点集合中两点是否相互可见，判断方法如下： 连接两点做一线段，并均匀的在线段上取点； 判断线段上的端点除外的点是否位于隧道壁围成的隧道内部； 若所有点均位于内部空间，则视为两点可见T=l;反之，若至少有一点不在内部空间 中，则认为两点不可见τ=ο。 将第i条传播路线的传递函数出乘以该条传播路线的转移概率Pvls>1，得到调整后的第i 条传播路线的传递函数Pv^Hi。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的将调整后各个传播路线的传递函 数求和得到所述非视距类隧道系统的传递函数，包括： 非视距类距隧道系统的传递函数Hs(f)的计算公式如下：电磁波在非视距类距隧道系统的U个散射面之间发生V次反射，所述非视距类距隧道系 统共有Uv条传播路线。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的对所述非视距类隧道系统的传递函 数做傅里叶逆变换获得所述非视距类隧道系统的时域信道冲激响应，包括： 对Hs(f)进行快速傅里叶逆变换IFFT获得非视距类隧道系统的时域信道冲击响应CIR， CIR的计算公式如下： CIR=IFFT(Hs(f))。
【专利摘要】本发明提供了一种基于传播图理论的非视距类距隧道环境下的信道建模方法。该方法主要包括:将隧道的几何模型划分成若干个散射点集合，将各个散射点集合进行排列组合获得传播路线；利用传播路线上依次相邻两散射点集合之间的子传递函数的级联计算，得到所述传播路线的传递函数，利用转移概率调整传播路线的传递函数；将调整后各个传播路线的传递函数求和得到非视距类隧道系统的传递函数，再做傅里叶逆变换获得非视距类隧道系统的时域信道冲激响应。本发明实施例的基于传播图理论的非视距类距隧道系统的信道建模方案改进了传播图理论方法，提出转移概率和划分面的概念，能很好地适用于非视距矩形、马蹄形隧道等类距隧道系统的信道建模。
【IPC分类】H04B17/391
【公开号】CN105721087
【申请号】CN201610161884
【发明人】陶成, 黄海毅, 孙溶辰
【申请人】北京交通大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年3月21日