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在无线通信中,无线传播是指电波信号经无线信道由发送端传输至接收端的过程。在该过程中,由于电磁波的反射、绕射和散射机制的相互作用,会使得电波信号经历复杂且难以预测的衰落现象,无线信道模型便是对这种衰落现象的数学描述。无线信道仿真是指对无线信道模型的计算机程序实现或硬件模拟,在无线通信系统新技术评估、通信网络规划优化、系统一致性测试以及MIMO空中测试等领域都起着关键作用。本文围绕如何开发一种无线信道模型的通用仿真框架,主要开展了以下两方面的研究工作:1.无线信道模型通用仿真框架的设计与开发。现有的大部分无线信道仿真工具均是基于三种基本类型的无线信道模型开发,它们分别是抽头延时线(Tapped Delay Line,TDL)模型,MIMO空间相关信道模型以及基于几何的统计信道模型(Geometry Based Stochastic Channel Model,GBSM)。本文分别对这样三种不同类型的信道模型设计了相应的通用仿真框架。针对TDL信道模型,本文以抽头作为基本仿真单元,使用无线信道的功率延时特性和多普勒功率谱密度函数共同描述抽头,设计并实现了一种可兼容现有大部分标准TDL信道模型,同时支持用户自定义TDL信道模型的仿真工具。针对MIMO空间相关信道模型,本文设计了可以对MIMO信道空间相关性进行仿真的通用框架,同时结合TDL信道模型仿真框架开发了 MIMO空间相关信道模型的通用仿真框架。该通用仿真框架通过将子信道仿真和空间相关性仿真独立,使信道仿真工具的开发更为灵活,扩展能力也更强。基于该通用仿真框架开发的仿真工具能够实现对大部分标准信道模型的仿真,同时还支持用户自定义的MIMO空间相关信道模型仿真。针对GBSM,本文以标准GBSM仿真流程为蓝本,设计了一种兼容2D和3D GBSM信道模型,同时支持链路级和系统级仿真的通用仿真框架。该框架的开发可以使GBSM信道仿真工具的实现更为简单、灵活且扩展性更好。该通用仿真框架主要由天线配置、网络布局以及链路参数生成等三个核心仿真模块组成,完全兼容现有的大部分GBSM仿真工具。2.无线信道模型仿真工具校准验证方案的探索。该部分研究工作主要包含两方面的内容,分别是无线信道模型仿真工具校准方案以及无线信道仿真仪器测试验证方案。一方面,针对无线信道仿真工具的校准方案,本文介绍了 3GPP建议的3D信道仿真工具阶段校准流程,并对本文实现的3D信道仿真工具进行了较为全面的校准工作,校准参数涵盖了描述无线信道的大尺度参数和小尺度参数等。校准结果很好地表明基于本文提出的通用仿真框架而开发的信道仿真工具是完全可靠并且有效的。此外,本文还对比分析了 2D和3D标准GBSM信道模型的中断信道容量,仿真结果表明3D MIMO技术的使用可以很好的提高通信系统的容量。另一方面,结合当前实验室现有资源和相关文献,本文介绍了使用矢量网络分析仪和频谱分析仪实现无线信道仿真仪器测试验证的解决方案,可以实现对无线信道功率延时特性与多普勒功率密度谱等特性的验证。本文提出的三种无线信道通用仿真框架能够为无线信道仿真工具的一致性开发提供相应的解决方案,而且该通用仿真框架的开发对未来无线信道建模和仿真具有一定的参考价值。除此之外,本文介绍的无线信道仿真工具的校准和验证方案也为无线信道仿真领域的研究工作提供了相应的工程参考。