极化信道的去极化效应分析方法及系统的制作方法_3

文档序号:9352624阅读:来源:国知局
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:步骤S31和S32 (均未予图示)。
[0076] 在步骤S31中,所述分析系统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。
[0077] 在步骤S32中,所述分析系统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。
[0078] 具体地,对于基于一个极化平面所建立的模型来说,所述分析系统利用如下公式 (13)-(16)执行步骤 S31 和 S32。
[0083] 单接收端散射模型中垂直发射垂直接收功率。
[0084] 其与依次相对应:
[0085] Av是垂直发射信号的共同垂直平面的极化量在接收端的振幅;
[0086] fvv'是垂直发射垂直接收的极化函数;
[0087] pr是 Von Mises 分布函数;
[0088] 是相关的到达方位角;
[0089] 爲,是到达仰角;
[0090] 其中:
fcSl _爸_〇此等式为Von Mises分布;
[0091] &为到达方位角的分布扩散常数,表现在实际环境中一个位置到另一个位置的 变化。
[0092] 为平均到达方位角;
[0093] 1。( ?)第一类零阶贝塞尔函数;
[0098] 若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A1 ;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A2。
[0099] 所述分析系统分别计算垂直发射信号和水平发射信号相对垂直接收和水平接收 的冲击响应。
[0100] 其中,所述分析系统垂直发射信号相对垂直接收的冲激相应可表示为:
[0101]
(17)
[0102] 墻?为移动发射端到移动接收端模型中发射垂直极化波接收垂直极化波的功 率;
[0103] 为单接收端散射模型中垂直发射垂直接收功率;
[0104] 为单发射端散射模型中垂直发射垂直接收功率;
[0105] 为双发射端接收端散射模型中垂直发射垂直接收功率;
[0106] f视距分量;
[0107] 其中:
[0116] 其中,参数nSBT,nSBR和n DB是相应的三种传播模式的相对混合功率,〇彡n SBT, n SBR,n DB< 1和n SBT+ n SBR+ n DB= 1。所述三种传播模式包括:单发射端散射模式,单接收 端散射模式,双发射端接收端散射模式。
[0117] 公式(17)中:
[0120] | A?, | - A,ji,a- / 2
[0121] 这里通常小于20。。
[0122] 同理,所述分析系统可以得到端气嫱'蠟% XPD的平均值为:
[0123]
[0124] 在计算出所述交叉极化鉴别度之后,所述分析系统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。
[0125] 以固定多发射天线-接收天线信道散射模型的模型为例,当心从0~9变化时, xro平均值随发射接收端水平距离变化的曲线。当k R固定不变时,xro随发射接收端水平 距离的变化趋近于一条直线。而当发射接收端水平距离固定不变时,xro是随着k R的增大 而减小的,kR= 〇时,对应各向同性的方位角散射情况,此时,XPD的取值最大。当到达方位 角在90°左右时,kR取值为7~9,这时,XPD在零值左右。
[0126] 在实际场景中,选取市区宏蜂窝和市区微蜂窝。其中,载频分别为1.9GHz和 1. 8GHz。由于实际环境的复杂性,假设在理想情况下,其余参数均为定值,探讨XPD随模型 中到达方位角的变化趋势。市区宏蜂窝的平均XPD的值为9dB,市区微蜂窝的平均XPD为 7dB。由图中曲线趋势可知,无论是市区宏蜂窝还是市区微蜂窝,XPD的值随着到达方位角 的变化趋势是关于对称,XPD在0、180°、360°时,取得最大值,也就是说,此时的交叉极化 分量最小,去极化效应最小,且在〇~180°时,XPD先减小再增大,相对应的,去极化效应先 增强再减弱。
[0127] 由上可见,所述分析系统可根据上述规律在发射电波信号时选定合适的角,以最 小化的减少极化现象。在此,去极化效应分析的过程为现有技术,在此不予详述。
[0128] 如图5所示,本发明提供一种极化信道的去极化效应分析系统。所述分析系统1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。
[0129] 所述分析系统1包括:预处理模块11、极化函数计算模块12、交叉极化鉴别度计算 丰旲块13。
[0130] 所述预处理模块11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。
[0131] 具体地,所述预处理模块11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。所述预处理模块11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。
[0132] 例如,所述预处理模块11可将所述发射天线、接收天线、和位于所述发射天线一 侧的散射体所构成的一个极化平面作为预设的一组极化平面(如图4所示)。
[0133] 又如,所述预处理模块11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)。
[0134] 优选地,所述预处理模块11预设的一组极化平面包括:发射天线、接收天线、和位 于所述发射天线一侧的散射体S1所构成的极化平面A1 ;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S2所构成的极化平面A2。
[0135] 在此,所述预处理模块11对应的能够预知所述发射天线、接收天线、散射体S1、散 射体S2之间的几何模型的所有几何关系值(如角度、距离等)。如图3所示。
[0136] 所述极化函数计算模块12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。
[0137] 若一组所述极化平面中仅包含一个极化平面,则所述极化函数计算模块12利用 在步骤S1中已知的几何关系,计算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。
[0138] 在此,所述极化信号可为垂直发射信号、或水平发射信号。为了准确计算交叉极化 鉴别度,所述极化函数计算模块12分别计算所述发射天线所发射的垂直发射信号和水平 发射信号的第一极化角和第二极化角。其中,9 V1为所述垂直发射信号所对应的第一极化 角,9'"为所述垂直发射信号所对应的第二极化角。9 V2为所述水平发射信号所对应的第 一极化角,9 \2为所述水平发射信号所对应的第二极化角。
[0139] 接着,所述极化函数计算模块12分别计算所述垂直发射信号和水平发射信号相 对于垂直接收和水平接收的极化分量的极化函数。
[0140] 在此,所述极化函数计算模块12将所述垂直发射信号对应垂直接收的极化分量 的极化函数定义为f vv,将所述垂直发射信号对应水平接收的极化分量的极化函数定义为 fHV,将所述水平发射信号对应垂直接收的极化分量的极化函数定义为f VH,将所述水平发射
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