4.混合信道模型
在前面几小节介绍了混合信道模型建模的一般原理性、框架性的内容,这里将根据这些原理和框架,介绍一个具体的混合信道建模的示例—TR 38.901中的混合信道建模,它包括确定性建模和统计建模。确定性建模利用射线追踪技术模拟电磁波的直射、反射、透射、衍射或散射,不同频段电磁波在空间传播的确定性结果基于相关场景的地图由电磁计算得到;统计建模在确定性建模结果的基础上,进行随机簇/径的补充,并对子径进行扩展,以模拟确定性模型中未进行建模的对象、粗糙表面以及因人流、车流、植被等引发的散射、遮挡和反射等物理现象。
基于地图的混合信道模型适用于500MHz~100GHz频段及大带宽配置,具备空间相关性、时间相关性和频率相关性,可支持超大规模天线、D2D、分布式MIMO建模,体现链路间的相关特性。这里,坐标体系、场景定义、天线模型与统计模型一致,其统计部分参数可参考统计信道模型参数表。建模流程如下。
第一步:设定场景环境及地图(确定性建模)。
设定场景,包含选择全局坐标,定义水平和垂直角度等。
地图部分包含所涉及建筑物或者房间的3D几何信息、几何参数(面的位置/厚度)与材质参数(电导率/介电常数),也可以基于仿真需求包含额外的信息,如人流、车辆或植被模型等。
第二步:设置网络拓扑和天线阵列参数(确定性建模)。
这一步骤包括收发天线对的三维方位坐标(笛卡儿坐标/方位角/下倾角)、天线辐射方向图,终端运动速度和方向,系统的中心频点、带宽。
2.5 小结
本章首先对无线信道进行了概述,随后介绍了无线信道的理论,推导了瑞利分布和莱斯分布的公式,并简单介绍了现有的信道建模方法,以及常用的信道模型,如SCM、SCME、IMT-Advanced信道模型、WINNER信道模型、IEEE802.16m系统评估模型、3D MIMO信道模型、NR MIMO信道模型等。在2.4节中详细地介绍了TR 38.901中的NR MIMO信道建模过程,包括场景设置、天线设置、LOS概率计算、路径损耗计算、穿透损耗计算、大尺度参数计算、小尺度参数计算等。其中,小尺度计算还包括了增强部分,比如氧吸、大带宽和大天线阵列、空间一致性、阻挡、多频点建模、地面反射模型、双移动、绝对到达时间等。最后,介绍了混合信道建模的内容。