一种MIMO OTA信道的创建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种MIMO OTA信道的创建方法及装置，其中创建方法包括:在位于微波暗室中探头环上探头的方位角改变后，多次获取探头的不同角度信息，其中，不同角度信息中的角度信息包括：方位角和高度角；获取多入多出空中特性MIMO OTA形测试区域内采样点的采样位置，其中，采样点位于所述微波暗室中探头环内的球形测试区域内；根据采样位置及不同角度信息，为探头分配角度功率权重；根据角度功率权重，得到在球形测试区域中每个采样点的仿真空间相关性；根据仿真空间相关性，创建与仿真空间相关性对应的无线信道环境。在基于微波暗室的MIMO OTA的测试时为多入多出MIMO测试设备创建一个准确真实且可重复的无线信道环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)设备性能检测
，特别涉及一种多入多出空中特性MIMO OTA(Multiple-Input Multiple-Output Over-the-Air，多入多出空中特性)信道的创建方法及装置。
技术介绍
MIMO技术多个天线发射与接收的方式不仅可以成倍地增加信道容量，而且降低了误码率，提高信道容量，这些性能正好满足了近年来通信技术对高数据速率和高可靠性的需求，所以人们对验证MIMO终端设备性能的需求越来越强烈，而MIMO OTA技术作为针对多天线技术的测试方法逐渐受到了广泛的关注。基于微波暗室的MIMO OTA测试方案能够反映MIMO设备在真实环境下的性能，且不需要被测设备有特殊的接口，所以基于微波暗室的MIMO OTA测试方案是MIMO终端设备性能测试的一个优选的测试场景方案。在现有的基于微波暗室的MIMO OTA测试方案如图1所示的测试过程中,首先由基站仿真器发送信号给信道仿真器，通过信道仿真器计算处理所需要的信道环境，计算出经过该信道模型衰落后信号的功率、延时、到达角、角度扩展等信息，把这些信息反映到探头上，也就是给探头分配权重，通过探头发送信号，在被测设备周围创建一个模拟真实可重复的信道传播环境，进而完成对MIMO设备性能的测试。被测设备在这信道环境下的数据信息通过上行链路传送给处理终端即PC(Personal Computer，个人计算机)平台，完成吞吐量测试。其中，上行链路是信号从移动台到基站的物理通道，用来反馈统计下行接收被测设备的数据率。由此可看到，在基于微波暗室的MIMO OTA测试过程中，一个重点也是难点内容就是为MIMO终端设备在球形测试区域周围创建一个真实准确且可重复的无线信道环境，使得对MIMO终端地测试变得真正的可重复、可控 制。基于微波暗室的MIMO OTA的测试方案，大多数的标准信道模型是二维信道模型，也就是只定义了方位角，而没有高度角的扩展。这些模型只是在入射角度功率谱的高度角扩展极窄且高度角近似为0°的情形下可以有效地应用。研究表明在传播环境中并不能忽视高度角扩展，当有高度角扩展存在时才能重现一个更为准确真实的信道传播环境，二维信道模型的假设并不足够重现真实的信道环境，所以为了能够更好地模拟真实的信道环境，需要将二维信道模型扩展为三维信道模型，而一个二维MIMO OTA测试方案要延伸为一个三维的测试方案，就需要放置在不同水平面的多个探头环，三维MIMO OTA测试方案可以在被测设备周围创建一个球形测试区域，基于微波暗室的三维MIMO OTA测试方案如图1所示，包括三个主要模块，即基站仿真器、信道仿真器及微波暗室，其中微波暗室包括多个探头，以及内壁上的吸波材料。然而现有的三维MIMO OTA物理配置上，如图2和图3所示，从图2和图3中可看出探头环之间的探头有一部分在方位角上是相同的，这就使得水平面上探头的分布并不均匀，进而使得探头物理配置不优化，而在基于微波暗室的MIMO OTA的测试方案时，探头的物理配置方案是一个前提条件，探头的配置方案是否优化直接影响到能否为MIMO被测设备创建一个准确真实且可重复的无线信道环境，而现有这种物理探头配置方案，使得在基于微波暗室的MIMO OTA的测试时，为被测设备创建的无线信道环境的真实准确性还有待提高。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种MIMO OTA信道的创建方法及装置，在三维MIMO OTA测试方案测试时为被测MIMO设备创建一个准确且真实的无线信道环境。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种MIMO OTA信道的创建方法，包括：在位于微波暗室中探头环上探头的方位角改变后，多次获取所述探头的不同角度信息，其中，所述不同角度信息中的角度信息包括：方位角和高度角；获取多入多出空中特性MIMO OTA测试区域内采样点的采样位置，其中，所述采样点位于所述微波暗室中所述探头环内的所述球形测试区域 内；根据所述采样位置及所述不同角度信息，为所述探头分配角度功率权重；根据所述角度功率权重，得到在所述球形测试区域中每个采样点的仿真空间相关性；根据所述仿真空间相关性，创建与所述仿真空间相关性对应的无线信道环境。本专利技术实施例还公开了一种MIMO OTA信道的创建装置，包括：获取角度信息模块，用于在位于微波暗室中探头环上探头的方位角改变后，多次获取所述探头的不同角度信息，其中，所述不同角度信息中的角度信息包括：方位角和高度角；获取采样位置模块，用于获取球形测试区域内采样点的采样位置，其中，所述采样点位于所述微波暗室中所述探头环内的所述球形测试区域内；分配模块，用于根据所述采样位置及所述不同角度信息，为所述探头分配角度功率权重；处理模块，用于根据所述角度功率权重，得到在所述球形测试区域中每个采样点的仿真空间相关性；创建模块，用于根据所述仿真空间相关性，创建与所述仿真空间相关性对应的无线信道环境。本专利技术实施例通过获取位于微波暗室中探头环上探头的方位角和高度角；获取采样点的采样位置；根据采样位置及所述角度信息，为所述探头分配角度功率权重；根据所述角度功率权重，得到在所述球形测试区域中每个采样点的仿真空间相关性；根据所述仿真空间相关性，创建与所述仿真空间相关性对应的无线信道环境，为被测设备创建更加真实准确的无线信道环境。本专利技术实施例还通过改变探头的角度信息，使得探头分配更优化，进而在球形被测区域创建准确真实且可重复的无线信道环境，同时本专利技术的对物理探头角度信息的改变简便且易实现，不需要探头选择算法来选择某探头是否连接信道仿真器，且固定的探头物理分布，可以减少探头因移动造成的偏差。当然，实施本专利技术的任一产品或方法必不一定需要 同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的基于微波暗室的三维MIMO OTA测试方案示意图；图2为现有技术的三维MIMO OTA物理探头配置方案正视图；图3为现有技术图2的俯视图；图4为本专利技术实施例MIMO OTA信道的创建方法的流程图；图5为本专利技术实施例MIMO OTA球形测试区域示意图；图6为本专利技术实施例第一种物理探头配置方案正视图；图7为本专利技术实施例图6的俯视图；图8为现有技术的物理探头配置方案min-sum方法对应的空间相关性误差示意图；图9为现有技术的物理探头配置方案min-max方法对应的空间相关性误差示意图；图10为本专利技术实施例第一种物理探头配置方案min-sum方法对应的空间相关性误差示意图；图11为本专利技术实施例第一种物理探头配置方案min-max方法对应的空间相关性误差示意图；图12为本专利技术实施例第二种物理探头配置方案的正视图；图13为本专利技术实施例图12的俯视图；图14为本专利技术实施例第二种物理探头配置方案min-sum方法对应的 空间相关性误差示意图；图15为本专利技术实施例第二种物理探头配置方案min-max方法对应的空间相关性误差示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MIMO OTA信道的创建方法，其特征在于，包括：在位于微波暗室中探头环上探头的方位角改变后，多次获取所述探头的不同角度信息，其中，所述不同角度信息中的角度信息包括：方位角和高度角；获取多入多出空中特性MIMO OTA测试区域内采样点的采样位置，其中，所述采样点位于所述微波暗室中所述探头环内的所述球形测试区域内；根据所述采样位置及所述不同角度信息，为所述探头分配角度功率权重；根据所述角度功率权重，得到在所述球形测试区域中每个采样点的仿真空间相关性；根据所述仿真空间相关性，创建与所述仿真空间相关性对应的无线信道环境。

【技术特征摘要】
1.一种MIMO OTA信道的创建方法，其特征在于，包括：在位于微波暗室中探头环上探头的方位角改变后，多次获取所述探头的不同角度信息，其中，所述不同角度信息中的角度信息包括：方位角和高度角；获取多入多出空中特性MIMO OTA测试区域内采样点的采样位置，其中，所述采样点位于所述微波暗室中所述探头环内的所述球形测试区域内；根据所述采样位置及所述不同角度信息，为所述探头分配角度功率权重；根据所述角度功率权重，得到在所述球形测试区域中每个采样点的仿真空间相关性；根据所述仿真空间相关性，创建与所述仿真空间相关性对应的无线信道环境。2.如权利要求1所述的MIMO OTA信道的创建方法，其特征在于，所述根据所述采样位置及所述不同角度信息，为所述探头分配角度功率权重，包括：根据所述采样位置及所述不同角度信息，根据凸优化算法，为所述探头分配角度功率权重。3.根据权利要求2所述的MIMO OTA信道的创建方法，其特征在于，所述根据所述采样位置及所述不同角度信息，根据凸优化算法，为所述探头分配角度功率权重，包括：根据所述采样位置及所述不同角度信息，确定所述球形测试区域内所述采样点的理想空间相关性；根据所述采样位置、所述不同角度信息及所述理想空间相关性，根据凸优化算法，为所述探头分配角度功率权重。4.根据权利要求3所述的MIMO OTA信道的创建方法，其特征在于，所述根据所述采样位置及所述不同角度信息，根据凸优化算法，为所述探头分配角度功率权重，包括：在时，根据凸优化算法，为所述探头分配角度功率权重；或在时，根据凸优化算法，为所述探头分配角度功率权重；其中，是指仿真空间相关性与理想空间相关性之间的误差，为仿真空间相关性，ωm为第m个探头的角度功率权重，m的取值为正整数，和是所述球形测试区域上包含所述采样点的采样位置的向量，所述采样点为两个相对球形测试区域球心对称的球面上的采样点，j为欧拉公式中的虚数单位，k为波数，满足λ为波长，为第m个探头的方位角；ρ为指理想空间相关性，和为球形测试区域球面上包含位置信息的向量，所述采样点两个相对球形测试区域球心对称的球面上的采样点，j为欧拉公式中的虚数单位，k为波数，满足λ为波长，P(Ω)＝P(θ)P(φ)cosθ,θ为所述探头的高度角，φ为所述探头的方位角。5.根据权利要求1所述的MIMO OTA信道的创建方法，其特征在于，所述根据所述探头的角度功率权重，得到在所述球形测试区域中每个采样点的仿真空间相关性，包括：代入所述角度功率权重至公式：内，计算得到在所述球形测试区域中每个采样点的仿真空间相关性；其中，为仿真空间相关性，ωm为第m个探头的角度功率权重，m的取值为正整数，和是所述球形测试区域上包含所述采样点的采样位置的向量，所述采样点为两个相对球形测试区域球心对称的球面上的采样点，j为欧拉公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫民，刘元安，李牧原，吴永乐，苏明，黎淑兰，于翠屏，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11