一种基于MIMO-OTA终端静态测试的信道建模方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113708806A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202111039069.1(22)申请日2021.09.06(71)申请人成都坤恒顺维科技股份有限公司地址610000四川省成都市高新区新文路22号6栋1层4号(72)发明人李鹏张吉林李文军沈亮王川王维石璞(74)专利代理机构成都时誉知识产权代理事务所(普通合伙)51250代理人沈成金(51)Int.Cl.H04B7/0413(2017.01)H04B17/391(2015.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种基于MIMO-OTA终端静态测试的信道建模方法(57)摘要本发明涉及一种基于MIMO‑OTA终端静态测试的信道建模方法，属于无线通信技术领域；终端测试目前集中于Sub6G频段，终端侧的多天线空口测试一般会忽略竖直维度的信息而进行二维测试，一方面是因为SCME、IMT等经典信道模型均为二维信道，另一方面是因为移动终端侧信号在竖直方向偏离水平面的角度不超16°，竖直方向的功率分布对于待测终端的性能影响相对于水平方向的角度功率分布而言并不占主导地位；终端OTA测试可以通过增加垂直维度扩展到三维测试。本文提出了一种基于MIMO‑OTA终端静态测试的信道建模方法，该方法可以实现二维或者三维的MOMO‑OTA终端测试。CN113708806ACN113708806A权利要求书1/2页1.一种基于MIMO‑OTA终端静态测试的信道建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在多探头全电波微波暗室中，通过探头墙上可使用的探头位置，从中优选出一个子集；S2：对于均匀分布的探头，设总共使用了K个探头，则在MIMO‑OTA测试下，和的建模方法如下：其中，wk,n表示第n个簇映射到第k个探头的功率权重；ZOA表示到达俯仰角；AOA表示到达方位角；ZOD表示离开俯仰角；AOD表示离开方位角；u表示接收天线的天线索引；s表示发射天线的天线索引；n表示簇索引；m表示子径索引；Pn表示归一化的簇功率；M表示子径个数；θ表示俯仰角；表示方位角；Ftx,s,θ表示发送天线垂直方向的方向图；表示发送天线水平方向的方向图；Frx,u,θ表示接收天线垂直方向的方向图；表示接收天线水平方向的方向图；κ表示交叉极化比；Φ表示随机相位；表示接收终端在球面坐标系中的坐标；表示发射基站在球面坐标系中的坐标；表示第u根接收天线的坐标矢量；表示第s根发射天线的坐标矢量；d3D表示终端和基站之间的直线距离；λ0表示波长；表示终端的速度矢量；S3：采用预衰落合成技术，通过优化探头的功率权重可以重构目标信道的空间轮廓。2.如权利要求1所述的一种基于MIMO‑OTA终端静态测试的信道建模方法，其特征在于，步骤S3中预衰落合成技术具体如下：采用预衰落合成技术，微波暗室多探头系统可控制各个探头辐射功率，使得离散探头合成的空间相关性接近于目标信道的空间相关性，从而间接的实现优化功率角度谱的目的；在静态区域内实现虚拟天线位置采样点，两根虚拟天线之间的空间相关因子可表示为：其中，P(φ)表示目标信道的功率角度谱，其要满足d为暗室中两根接收天线之间距离，二者之间连线与0度来波方向间夹角为α，λ为波长；2CN113708806A权利要求书2/2页假设R＞＞r，R为测试区域半径，r静态区域半径，即暗室的尺寸满足远场的条件；暗室内实际模拟的信道环境在空间位置对(d,α)上的空间相关性可表示为：为实现微波暗室内离散探头模拟目标信道的目的，应使目标信道空间相关因子和暗室内静态区域的空间相关因子误差最小，即需要使其满足：s.t.||ω||＝1,0≤ω≤1(8)。3.如权利要求2所述的一种基于MIMO‑OTA终端静态测试的信道建模方法，其特征在于，步骤S3中通过优化探头的功率权重可以重构目标信道的空间轮廓具体如下：针对公式(8)，采用凸优化的方法求得探头权重；由于探头环只能模拟二维，所以对于公式(4)和(5)，所有的垂直角度即θ＝0°；对于静态区域内的采样点，满足空间位置对之间的连线与0°来波的夹角尽量覆盖到所有角度；二维多探头系统径在俯仰角为0度的水平面内布置一个探头环，各个探头按照均匀角度间隔分布在该探头环上；在实际网络中，信号的来波方向并具有一定垂直维度的角度扩展，需将二维的终端MIMO‑OTA测试方法推到三维；假设静态区域内存在一个虚拟的空间天线对，其两点之间的距离为d，两点间连线向量的俯仰角为β，方位角为α，则天线对上的两点之间空间相关因子可表示为：其中，P(θ,φ)为目标信道模型的功率角度谱；假设暗室内均匀布置M个探头，探头环上的探头均朝向球心；角度位置分别为(θi,φi),1≤i≤M，且暗室尺寸满足远场条件；向量w表示探头的功