陈 峥,李亚麟,许张生,吕星哉

(上海贝尔股份有限公司,上海 200070)

1 引 言

LTE(Long Term Evolution)/LTE-A(LTE-Advanced)、WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)为代表的下一代无线通信系统普遍采用正交频分复用多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Acces,OFDMA)技术,辅以多天线技术(Multiple-Input-Multiple-Output,MIMO)[1],使得无线通信研究通常使用的蒙特卡洛(Monte Carlo)[2]仿真方法所使用的无线信道模型的带宽增大,建模方法复杂性提高。如何保证将符合实际无线信道情况的仿真信道应用于仿真平台,是亟待解决的问题。

本文将对信道模型从简单的窄带模型到复杂的宽带模型,甚至更为复杂的基于几何建模的发展阶段进行阐述;之后进一步分析仿真信道所需要满足的特性,为信道正确性的验证进行一些理论分析,并给出一些图示加以说明;最后简单介绍我国下一代无线通信系统TD-LTE研发过程中常使用的信道模型。

2 信道模型的发展

信道模型表达式为

式中,y(t)为时域的接收信号,它是由时域发送信号x(t)经过多径信道hi(t)的畸变作用之后,加入符合均值为0、方差为σ2的正态分布高斯噪声得到的。i∈I是多径的序号,τi是第 i根径相对第0根径的时间延迟,通常,τ0=0。

图1 无线信号传播示意图Fig.1 Sketch of wireless signal propagation

窄带无线通信系统带宽比较窄,信号采样率相对较低,导致无法区分多条传播径,在接收端看来就是单径传播的效果(N=1),得到平坦衰落信道(Flat-Fading Channel)。公式(1)退化为

式中,f0为载波频率,v为接收机相对发送机速度,c=3×108m/s为光速。在公式(2)中,使用的正弦信号数M越大,信道的真实性越高,但同时产生信道的仿真程序计算量也越高。一般而言,M的值不能低于8。

随着无线通信系统带宽拓展,信道模型也需要适应带宽的增长。……