[发明专利]三维传播环境中的极化多天线信道模型的构建方法

权利要求书

1.一种三维传播环境中极化多天线信道模型的构建方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)定义两组坐标系，发送端原始坐标系和基于发送天线的坐标系所有的离开角以及发送天线的放置角度定义是在中的，而为用于计算电磁波极化方向的辅助坐标系；对于以任意角度放置的发送天线，通过坐标系旋转的方法，使坐标系中的z′_TX轴与该发送天线的轴向一致，在坐标系中计算得到电磁波的场矢量后，再通过坐标系旋转的逆过程计算得到场矢量在原始坐标系中的矢量表示，从而得到以任意角度摆放的天线所激励的在任意出射角度下的电磁波s(t)的场矢量，并将该电磁波的场强在垂直于电磁波传播方向的平面中投影到的子午平面的θ方向和赤道平面的方向上；

2)按重新定义的θ方向到接收端原始坐标系赤道平面的方向的极化鉴别率和方向到接收端原始坐标系子午平面的θ′方向的极化鉴别率按矢量投影分解得到发生散射后的电磁波s′(t)在新的θ′和两个方向上的场强；

3)定义两组坐标系，接收端原始坐标系和基于接收天线的坐标系所有的到达角以及接收天线的放置角度是定义在中的，而为用于计算电磁波极化方向的辅助坐标系；通过与步骤1)中相同的坐标系旋转的方法，计算得到以任意角度放置的接收天线上接收到的散射后电磁波s′(t)的场强；

4)依据来自文献或实测得到的经验概率分布，生成每一个散射体所对应的三维到达角、离开角，依照构建步骤1)～步骤3)得到其对应的接收场强，由接收场强得到基于每个散射体的散射系数的模值；

5)依据经验概率分布生成基于每一个散射体的散射和传播过程引入的随机相移，得到基于每个散射体的散射系数的相位；

6)对于每一收发天线对，将所有散射体所对应的散射系数与天线阵列间距引入的固定相移项相乘后叠加，得到极化多天线系统的信道矩阵；

至此就得到了极化多天线系统的信道矩阵，完成了极化多天线信道模型的构建。

2.根据权利要求1所述的三维传播环境中的极化多天线信道模型的构建方法，其特征在于在信道模型的构建步骤1)和步骤3)中分别定义了两组坐标系，原始坐标系和基于天线的坐标系在原始坐标系中，z_TX轴方向为大地平面的法向方向，x_TX轴方向为发送天线阵列宽边方向，y_TX轴方向为按照右手系准则通过x_TX轴和z_TX轴所确定的方向；在原始坐标系中，z_RX轴方向为大地平面的法向方向，x_RX轴方向为接收天线阵列宽边方向，y_RX轴方向为按照右手系准则通过x_RX轴和z_RX轴所确定的方向；在基于天线的坐标系中，z′_TX轴为发送天线轴向方向，x′_TX轴为发送天线轴向在水平面内的投影在该投影面内向下旋转θ_antTX角度后所处的方向，θ_antTX为发送天线轴向与坐标系中z_TX轴方向的夹角，y′_TX轴方向为按照右手系准则通过x′_TX轴和z′_TX轴所确定的方向；在基于天线的坐标系中，z′_RX轴为接收天线轴向方向，x′_RX轴为接收天线轴向在水平面内的投影在该投影面内向下旋转θ_antRX角度后所处的方向，θ_antRX为接收天线轴向与坐标系中z_RX轴方向的夹角，y′_RX轴方向为按照右手系准则通过x′_RX轴和z′_RX轴所确定的方向。