專利名稱：一種多輸入多輸出無線通信系統信道模型的硬件實現方法
技術領域：
本發明涉及多輸入多輸出無線通信系統，特別涉及-統信道模型的硬件實現方法。
-種多輸入多輸出無線通信系
背景技術：
近年來，多輸入多輸出(MIMO)技術得到了廣泛的關注與發展，其特點在于能夠利用無線信道的多徑傳輸，開發信道的空間資源，建立空間并行傳輸信道，并利用通信系統的空間特點結合空時聯合處理技術，提高無線系統的容量與可靠性。MIMO系統中使用的各種信號處理算法的性能優劣都極大地依賴于MIMO信道的特性，特別是各個天線之間的相關性。因此，建立有效的能夠反映MIMO信道空間相關特性并且適用于系統級和鏈路級仿真的 MIMO信道模型，就變得相當重要。MIMO信道建模方法主要分為兩類確定型建模和隨機型建模。由于確定型建模的使用范圍特別狹窄，只適用于特定的傳輸環境，因而隨機型建模在實際建模中得到了廣泛的使用。3GPP提出的 SCM(Spatial Channel Model)模型，未來B3G/4G使用的 SCME (Spatial Channel Extended Model)模型、歐盟WINNER項目中的WINNER信道模型以及 IMT-Advanced ΜΙΜΟ信道模型均為基于幾何統計的隨機信道模型。以SCM信道為例道系數可由下式計算得到
權利要求
1. 一種多輸入多輸出無線通信系統信道模型的硬件實現方法，其特征在于，包括以下步驟1)根據3GPPTR 25. 996中的SCM信道模型生成隨機參數1. 1)使用LFSR法生成均勻分布隨機數；1. 2)使用Box-Muller法生成高斯分布隨機數；1.3)根據步驟1. 1)和步驟1. 2)生成的均勻分布隨機數和高斯分布隨機數生成以下隨機參數時延擴展、時延分布因子、到達角角度擴展、離開角角度擴展和角度分布比例因子；2)使用FPGA生成SCM信道模型的單徑模塊；根據SCM信道模型的信道系數公式生成單徑模塊，對于其中涉及到的運算用查找表方法實現對數運算和開根號運算；用CORDIC IP核實現三角函數運算；3)復用單徑模塊生成信道系數，以提升速率為目標進行復用次數的設置和資源配置 在每個時鐘周期生成單徑的系數，在之后的5個周期通過輸入初始化參數和隨機變量的種子來生成其余五條徑的系數；在mXn的多輸入多輸出天線的設置下，也只需要mXn次復用單徑模塊就可以實現多天線的信道模型；m為輸入端天線數；η為輸出端天線數。
2.根據權利要求1所述的一種多輸入多輸出無線通信系統信道模型的硬件實現方法， 其特征在于，所示硬件實現方法還包括以下步驟4)使用FPGA實現輸入信號與信道系數的卷積運算。
3.根據權利要求2所述的一種多輸入多輸出無線通信系統信道模型的硬件實現方法， 其特征在于，步驟4)的具體步驟為首先需要分配兩塊11 X 64的雙口 RAM存放PC端輸入的來自兩根發射天線的兩組數據，再根據各徑的隨機時延計算出讀地址，依據該讀地址讀取信號數據分別和各徑信道系數進行乘加運算，合并輸出后按照時鐘周期的遞增計算出寫地址，寫入另外一塊12X64的 RAM中等待PCI-E的傳輸；在PC端將每組64位數據劃分為兩組32位數據作為兩個接收天線的輸出。
4.根據權利要求2所述的一種多輸入多輸出無線通信系統信道模型的硬件實現方法， 其特征在于，所示硬件實現方法還包括以下步驟5)實現FPGA和PC機的接口搭建通過PCI-E接口連接FPGA和PC機。
全文摘要
本發明公開了一種多輸入多輸出無線通信系統信道模型的硬件實現方法，包括以下步驟1)根據3GPP TR 25.996中的SCM信道模型生成均勻分布隨機數和斯分布隨機數；根據生成的均勻分布隨機數和高斯分布隨機數生成時延擴展、時延分布因子、到達角角度擴展、離開角角度擴展和角度分布比例因子；2)使用FPGA生成SCM信道模型的單徑模塊；3)復用單徑模塊生成信道系數，以提升速率為目標進行復用次數的設置和資源配置；4)使用FPGA實現輸入信號與信道系數的卷積運算。本發明方法利用硬件FPGA運算速率的優勢，在完成軟件信道模塊的邏輯功能的同時，較大程度提升了MIMO通信系統信道模塊仿真的速率。
文檔編號H04B17/00GK102571171SQ201210006040
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者任品毅, 廖學文, 朱世華, 王凡森, 鄧誠, 陳睿 申請人:西安交通大學