[發明專利]一種基于文化基因算法的三維空口測試探頭選擇方法

有效

• 申請號: 202011099722.9
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112235823B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 蔣政波;汪占源;洪偉;郝張成
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W24/08
• 分類號: H04W24/08;H04B17/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

本發明是一種基于文化基因算法的三維空口測試探頭選擇方法，該方法從減少信道模擬器成本的角度出發，對于具有K個端口的信道模擬器，通過選定多探頭暗室中特定位置的探頭并賦予相應的權重，從而在暗室測試區域中還原出測試需要的信道模型，所述信道模擬器中，在總探頭數為M的多探頭暗室中，利用文化基因算法從中選擇出K個探頭，而K個探頭對應了信道模擬器的K個端口，利用凸優化算法對每個探頭上的功率權重進行優化，使得在給定測試環境所需的信道模型的情況下，在暗室測試區域中高精度地還原出目標信道，并且盡量減少OTA測試需要的探頭數目從而減少信道模擬器端口數量。既節省連接大量線纜所用的時間，也降低了測試成本。

技術領域

本發明屬于無線通信測試技術領域，特別涉及到5G及未來移動通信OTA性能測試中信道建模方法與探頭選擇優化算法。

背景技術

隨著5G時代的到來，空口(Over-The-Air，OTA)測試逐漸取代傳統傳導測試成為5G時代最重要的測試方式之一，尤其是在毫米波頻段，OTA測試將成為主流的測試方式。對于5G基站與終端的性能測試，多探頭暗室法(Multi-Probe Anechoic Chamber，MPAC)由于精度高、適用范圍廣，目前是國際上認可程度最高的測試方法，在4G時代就已經是3GPP批準的重要測試方法。在4G及之前的多探頭暗室測試方法，大多是基于2D的OTA測試，一般不考慮垂直維度上的信道環境，5G采用大規模MIMO(多輸入多輸出)技術，充分利用了空間資源，信道環境是3D的，因此，需要采用探頭數量更多的3D多探頭暗室測試方法。

對于多探頭暗室測試方法，一般由信道模擬器產生衰落信道矩陣，通過線纜將信道模擬器的各個射頻端口連接到布置在暗室里的多個天線探頭上，通過各個探頭發射電磁波，從而在待測設備(Device under test，DUT)周圍的測試區域模擬出目標3D信道環境。顯然，除了信道模擬器以外，天線探頭的數量、分布位置以及探頭上賦予的功率權重都對模擬精度有重要影響。

天線探頭的分布方式有很多種，比如球面分布、柱面分布、以及多個不同緯度水平環構成的部分球面、部分柱面等。通常，數量眾多的天線探頭均勻分布在面上，可以產生不同角度的電磁波注入測試區域。每個天線探頭對應信道模擬器的一個通道，信道模擬器是價格非常昂貴的測試儀器，因此天線探頭的數量直接影響了信道模擬器的通道數，從而影響了測試成本和復雜度。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種基于文化基因算法的3D MIMO OTA性能測試系統探頭配置方法，能在保證足夠精度的前提下，減少天線探頭的數量，從而減少信道模擬器的通道、降低成本，直接影響了MPAC OTA測試方法能否被大規模應用，本發明是一種較為靈活的探頭選擇方式，在數量眾多的探頭中，隨著目標信道類型的改變而選擇少量激活探頭位置與功率權重，既保證足夠的模擬精度，又可以降低成本。

技術方案：本發明的一種基于文化基因算法的三維空口測試探頭選擇方法采用以下技術方案：

在于該方法從減少信道模擬器成本的角度出發，對于具有K個端口的信道模擬器，通過選定多探頭暗室中特定位置的探頭并賦予相應的權重，從而在暗室測試區域中還原出測試需要的信道模型，既節省連接大量線纜所用的時間，也降低了測試成本。

其中，

所述信道模擬器中，在總探頭數為M的多探頭暗室中，利用文化基因算法從中選擇出K個探頭，而K個探頭對應了信道模擬器的K個端口，其中K，M都是正整數，M≥K，利用凸優化算法對每個探頭上的功率權重進行優化，使得在給定測試環境所需的信道模型的情況下，在暗室測試區域中高精度地還原出目標信道，并且盡量減少OTA測試需要的探頭數目從而減少信道模擬器端口數量。

所述利用文化基因算法進行探頭選擇，其流程如下：

步驟1.生成初始種群之前，應設置種群數量為正整數μ，種群中每個個體都為一個長度為M的二進制序列，每個二進制比特代表暗室中的一個探頭；