[发明专利]一种基于MIMO-OTA基站静态测试的信道建模方法

权利要求书

1.一种基于MIMO-OTA基站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：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，w_k,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；P_n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；F_tx,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；F_rx,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；d_3D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：利用预衰落合成技术，通过优化探头的功率权重重构目标信道的空间轮廓；

步骤S3中利用预衰落合成技术具体如下：

利用预衰落合成技术，假设DUT拥有M个天线阵子，DUT即为待测设备，则目标信道的空间相关性可表示为:

其中，P(Ω)为目标信道的功率角度谱(PAS)，表示空间角为Ω的DUT导向矢量，则第m个天线阵子的导向矢量可表示为：

其中，Ψ(θ,φ)表示标准球面坐标系中方位角为φ，俯仰角为θ的波矢量；λ表示波长；Υ_m表示OTA系统中DUT第m个天线阵子的三维坐标；

考虑基站的波束赋形，通过应用权重向量W(Ω)＝a^H(Ω)，通过巴特莱特波束赋形估计得到的目标信道的PAS可表示为：

B(Ω)＝a^H(Ω)R(Ω)a(Ω) (8)

在MPAC测试系统中，MPAC即为多探头暗室，使用K个探头合成的空间相关性可以表示为：

其中d_p1,k和L(d_p1,k)分别表示第k探头到天线阵子q_p1的距离和路损；应用权重向量W(Ω)＝a^H(Ω)，通过巴特莱特波束赋形估计得到的MAPC系统中的PAS可表示为：

B′(Ω)＝a′^H(Ω)R′(Ω)a′(Ω) (10)

a′(Ω)表示MPAC系统中从空间角Ω_k到DUT的传输因子，第m个天线阵子的传输因子可表述为：

其中d_k,m表示第k个OTA探头到DUT第m个天线的距离；l(d_k,m)是以OTA系统测试半径L归一化的路损，表示为：

在MAPC系统中，目标是选择K个活动的探头子集并优化K个OTA探头的功率权重，使得模拟信道尽可能接近目标信道：

以PSP作为衡量方式，其计算方式为：

PSP＝(1-D_p)×100％ (14)

其中，D_p表示波束功率图失真系数，也叫总偏移距离：

PSP∈[0，1]，0表示完全不同，1表示完全相同；

步骤S3中通过优化探头的功率权重重构目标信道的空间轮廓具体如下：

对于公式(13)，采用凸优化方法或者粒子群方法从备选的探头墙上选取K个OTA探头并计算其最优的功率权重，然后把探头的功率权重带入公式(4)和公式(5)进行信道建模即可；

所述凸优化方法是使用如下公式：

且从每次计算出来的探头功率权重中依次剔除探头权重最小的探头，直至剩余K个探头；

所述粒子群优化算法是通过群体中个体之间的协作何信息共享来寻找最优解。