极化信道的去极化效应分析方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，尤其涉及一种极化信道的去极化效应分析方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着极化域频谱检测、极化分集与复用、极化滤波与干扰抑制、极化调制和极分多 址等极化信号处理技术的发展，无线极化信道建模的需求越来越迫切。相对于传统的无线 信道建模研究而言，极化信道建模的研究还不够完善。
[0003] 目前，结合不同的无线信道建模方法，获取信道去极化效应的方法也不尽相同。最 直接的方法就是通过实际物理场景下的测量，测量分为室内无线信道场景和室外无线信道 场景。然而，实测场景测量需要耗费大量物力财力，效率极低，而且无法自适应各种环境。基 于射线跟踪的方法，通过仿真物理场景，能够有效地建模无线信道中存在的天线去极化和 散射去极化机理，获得了不同场景下的极化功率不平衡和极化相关性。基于射线的跟踪建 模方法虽然操作简便，但建模复杂度和计算复杂度都较大。
[0004] 因此，需要对现有技术进行改进。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种极化信道的去极化效应分析的方法及系统，用于解决现有 技术中建模复杂度高的问题。
[0006] 本发明实施例采用以下技术方案：
[0007] 第一方面，提供一种极化信道的去极化效应分析方法，包括：预设发射天线、接收 天线、和位于所述发射天线和所述接收天线至少一侧的散射体所构成的一组极化平面；分 别根据所述发射天线所发射的极化信号相对所述极化平面的第一极化角、和所述极化信号 经所述散射体散射后相对该组中各所述极化平面的第二极化角，计算所述极化信号分别在 水平接收和垂直接收的极化分量上的极化函数；基于对应所述极化信号的各极化函数，确 定所述极化信号所在信道的交叉极化鉴别度，并基于所述交叉极化鉴别度，对所述信道中 的电波信号进行去极化效应分析。
[0008] 优选地，所述计算所述极化信号分别在水平接收和垂直接收的极化分量上的极化 函数的方式包括：确定所述极化信号分别对应水平接收和垂直接收的极化分量的振幅；基 于该组所述极化信号所对应的各振幅、各第一极化角及各第二极化角，计算对应各所述极 化分量的极化函数。
[0009] 优选地，所述基于对应极化信号的各极化函数，确定所述极化信号所在信道的交 叉极化鉴别度的方式包括：基于各所述极化函数计算所述极化信号所对应的各所述极化分 量的脉冲响应函数；基于各所述脉冲响应函数，确定所述信道的交叉极化鉴别度。
[0010] 优选地，一组所述极化平面包括：发射天线、接收天线、和位于所述发射天线一侧 的散射体所构成的极化平面；以及所述发射天线、接收天线、和位于所述接收天线一侧的散 射体所构成的极化平面。
[0011] 优选地，所述基于交叉极化鉴别度，对所述信道中的电波信号进行去极化效应分 析方式包括：通过建模确定当所述发射天线和接收天线之间的水平距离、和/或电波信号 的到达方位角分布扩散常数发生变化时，所述交叉极化鉴别度的变化规律；根据所述变化 规律，对所述信道中的电波信号进行相应的去极化效应分析。
[0012] 第二方面，还提供一种极化信道的去极化效应分析系统，包括：预处理模块，用于 预设发射天线、接收天线、和位于所述发射天线和所述接收天线至少一侧的散射体所构成 的一组极化平面；极化函数计算模块，用于分别根据所述发射天线所发射的极化信号相对 所述极化平面的第一极化角、和所述极化信号经所述散射体散射后相对该组中各所述极化 平面的第二极化角，计算所述极化信号分别在水平接收和垂直接收的极化分量上的极化函 数；交叉极化鉴别度计算模块，用于基于对应所述极化信号的各极化函数，确定所述极化信 号所在信道的交叉极化鉴别度，并基于所述交叉极化鉴别度，对所述信道中的电波信号进 行去极化效应分析。
[0013] 优选地，所述极化函数计算模块包括：振幅计算子模块，用于确定所述极化信号分 别在水平接收和垂直接收的极化分量的振幅；极化函数计算子模块，用于基于该组所述极 化信号所对应的各振幅、各第一极化角及各第二极化角，计算对应各所述极化分量的极化 函数。
[0014] 优选地，所述交叉极化鉴别度计算模块包括：冲击响应函数计算子模块，用于基于 各所述极化函数计算所述极化信号所对应的各所述极化分量的脉冲响应函数；交叉极化鉴 别度计算子模块，用于基于各所述脉冲响应函数，确定所述信道的交叉极化鉴别度。
[0015] 优选地，一组所述极化平面包括：发射天线、接收天线、和位于所述发射天线一侧 的散射体所构成的极化平面；以及所述发射天线、接收天线、和位于所述接收天线一侧的散 射体所构成的极化平面。
[0016] 优选地，所述交叉极化鉴别度计算模块还用于通过建模确定当所述发射天线和接 收天线之间的水平距离、和/或电波信号的到达方位角分布扩散常数发生变化时，所述交 叉极化鉴别度的变化规律；根据所述变化规律，对所述信道中的电波信号进行相应的去极 化效应分析。
[0017] 如上所述，本发明的极化信道的去极化效应分析方法及系统，具有以下有益效果： 通过本信道模型，能够在很大程度上减少传统信道建模的复杂性，并能够直观的再现信号 的传输过程。将信道的极化函数由信道模型的几何参量表示出来，并通过确立散射体的分 布，得到信道的极化函数。在单天线的基础上，多天线的信道可并行传输多路极化信号，并 可应用到大规模天线阵列中，极大程度上提高信息的传输速率，增大频谱利用率。
【附图说明】
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所 需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 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，还可以根据本发明实施 例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0019] 图1是本发明的极化信道的去极化效应分析方法的一个实施例的方法流程图。
[0020] 图2是本发明的极化信道的去极化效应分析方法中一个极化平面中发射天线、接 收天线和散射体之间的几何关系模型示意图。
[0021]图3是本发明的极化信道的去极化效应分析方法中两个极化平面中发射天线、接 收天线和散射体之间的几何关系模型示意图。
[0022] 图4是本发明的极化信道的去极化效应分析方法中又一个极化平面中发射天线、 接收天线和散射体之间的几何关系模型示意图。
[0023]图5是本发明的极化信道的去极化效应分析系统的一个实施例的结构方框图。
【具体实施方式】
[0024]为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面 将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在 没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025] 如图1所示，本发明提供一种极化信道的去极化效应分析方法。所述分析方法主 要由分析系统来执行。所述分析系统包括安装在计算机设备的软件和硬件，用于模拟多输 入多输出通道的发射端和接收端。其中，所述发射端具有多天线，每个天线可发射一信道的 电波信号。所述发射端包括但不限于：固定基站、移动基站、无线网络接入设备等。所述移 动台包括但不限于：手机、如平板电脑等具有接收天线且可移动的电子设备。
[0026] 在步骤S1中，所述分析系统预设发射天线、接收天线、和位于所述发射天线和所 述接收天线至少一侧的散射体所构成的一组极化平面。
[0027] 具体地，所述分析系统根据技术人员所输入的散射体的位置、发射天线和接收天 线的距离等参数构建对应的极化平面。所述分析系统可已知所述发射天线tl与接收天线r 的距离D&，发射天线tl与散射体s的距离D tls，接收天线r与散射体s的距离D"，并根据 所构建的极化平面建立以所述散射体s相距接收天线r所在直线/发射天线tl所在直线 的距离为半径的圆柱坐标系，用于为步骤S2中第二极化角的计算做准备。
[0028]例如，所述分析系统可将所述发射天线、接收天线、和位于所述接收天线一侧的散 射体所构成的一个极化平面作为预设的一组极化平面（如图2所示）。