[發明專利]一種動態場景信道的四維空口性能測試方法

有效

• 申請號: 202110783750.0
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113541826B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 蔣政波;汪占源;郭翀;洪偉;郝張成
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B17/391;H04W24/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 孫建朋

1.一種動態場景信道的四維空口性能測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、進行動態場景信道建模；

步驟1.1、確定具體的場景與待測時間T內待測設備的運動速度與軌跡，確定基站的位置、發射功率、頻率以及用戶設備的位置、運動速度和方向；

步驟1.2、將待測時間段T離散化為N個時刻[t₁，t₂，...，t_n，...，t_N]，每個時刻分別對應用戶設備的一個位置[p₁，p₂，...，p_n，...，p_N]，分別對每個時刻的用戶設備進行信道建模算法仿真，得到每個時刻的空間信道模型，包括每個簇的水平到達角，垂直到達角，水平離開角，垂直離開角，功率以及時延；規定每個簇的水平到達角角度擴展，垂直到達角角度擴展，水平離開角角度擴展，垂直離開角角度擴展以及角度功率譜，從而完成對動態場景簇延時線信道的建模；

步驟1.3、通過各時刻待測設備與基站之間的相對視距方向，對得到的信道模型進行修正，通過三維轉臺模擬終端與基站之間的相對位置，配合空口探頭模擬的多徑分量，達到動態的效果；

步驟2、在多探頭暗室法測試系統中構建動態場景信道模型；

步驟2.1、構建的目標信道角度功率譜與待測設備天線陣列，確定在多探頭暗室法扇區內的目標巴特勒波束賦形功率方向圖B_t，t_n時刻B_t(Ω，t_n)＝a^H(Ω)R_t(t_n)a(Ω)，其中Ω＝(θ，φ)為立體角，θ為垂直方位角，φ為水平方位角，a(Ω)∈C^U×1表示待測設備在遠場條件下空間角度為Ω時的陣列導向矢量，其第u個元素為k＝2π/λ[cosθcosφ，cosθsinφ，sinθ]為角度為Ω＝(θ，φ)時的波矢量，其中λ為波長；r_u＝[x_u，y_u，z_u]為第u個天線的位置矢量，其中x_u，y_u，z_u分別為第u個天線對應的x，y，z方向的直角坐標；R_t(t_n)天線的待測設備目標信道的空間相關性矩陣，R_t(t_n)＝∮a(Ω)P_t(Ω，t_n)a^H(Ω)，其中P_t(Ω，t_n)為t_n時刻空間角度為Ω時對應的歸一化角度功率譜功率；

步驟2.2、根據信道建模得到的各時刻簇的角度功率譜分布，通過探頭選擇算法，從一共M個天線探頭中選擇K個激活的天線探頭，被選中的K個探頭用來在待測時間段T內模擬動態場景信道模型；

步驟2.3、通過選擇的K個激活探頭計算模擬巴特勒波束賦形功率方向圖B_e，t_n時刻時B_e(Ω，t_n)＝a^H(Ω)R_e(t_n)a(Ω)，其中R_e(t_n)∈C^U×U為t_n時刻共有U個天線的待測設備模擬動態信道的空間相關性矩陣，其中Ω_k為第k個探頭對應的立體角，a_e(Ω_k)∈C^U×1表示DUT在遠場條件下空間角度為Ω_k時在多探頭暗室法設置下的陣列導向矢量，第u個元素為其中d_k，u表示第k個OTA探頭到第u個天線的距離，而pl(d_k，u)表示這段距離經歷的路徑損耗；P_e(Ω_k，t_n)表示t_n時刻空間角度為Ω_k的空口天線探頭的歸一化功率；

步驟2.4、針對連續時間T內的多探頭暗室法動態信道測試系統構建質量提出了時間平均的四維功率譜相似度百分比，即在靜態三維PSP基礎上加入了時間維度，計算方式為：

其中T為采樣總時長；4D-PSP為四維功率譜相似度百分比；P_o(β，t)是角度為β時間為t時，利用巴特勒波束賦形算法計算出的目標角度功率譜；P_r(β，t)是角度為β時間為t時，利用巴特勒波束賦形算法計算出的構建信道的角度功率譜；四維功率譜相似度百分比的范圍在0到1之間；

步驟2.5、根據四維功率譜相似度百分比的計算結果，評判動態信道構建質量。