含微小孔径的毫米波信道特性提取方法、装置及存储介质

本申请属于电磁波与微波，尤其涉及含微小孔径的毫米波信道特性提取方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、信道是对无线通信中发送端和接收端之间通路的一种形象比喻，信道特性主要包括时延、功率和场强分布。目前对时延和功率常用的信道特性提取方法和建模方法主要是射线追踪方法。射线追踪方法针对给定的场景模型进行射线传播的预测，并且通过提取预测点的场强来获取信道特征。但是，射线追踪方法适用于室内电大场景或室外场景，通过射线与几何物体表面的交互(反射、绕射以及散射等)来计算场强和功率值。然而，对于一些特定的场景，例如一些微小的孔径(电小尺寸)，由于电磁波会在微小孔径处产生绕射现象，所以射线追踪法并不能够获取准确的信道信息，从而导致最终信道提取结果的不准确。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了含微小孔径的毫米波信道特性提取方法、装置及存储介质，可以解决信道提取结果不准确的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种含微小孔径的毫米波信道特性提取方法，包括：

3、获取场景数据，所述场景数据至少包括相邻设置的第一金属腔和第二金属腔，所述第一金属腔和所述第二金属腔之间通过微小孔径连通，所述第一金属腔内具有第一模拟发射端和第一模拟接收端，所述第二金属腔内具有第二模拟发射端和第二模拟接收端，所述第一模拟接收端和所述第二模拟发射端均靠近所述微小孔径设置，且所述第一模拟接收端和所述第二模拟发射端分别设置于所述微小孔径的相对两端；

4、根据全波仿真法获取所述微小孔径的方向图；

5、根据射线追踪法和所述微小孔径的方向图生成所述第一模拟发射端至所述第一模拟接收端的第一功率时延分布；

6、根据射线追踪法和所述微小孔径的方向图生成所述第二模拟发射端至所述第二模拟接收端的第二功率时延分布；

7、根据所述第一功率时延分布和所述第二功率时延分布生成所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的第三功率时延分布。

8、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据射线追踪法和所述微小孔径的方向图生成所述第一模拟发射端至所述第一模拟接收端的第一功率时延分布，包括：

9、根据射线追踪法生成所述第一模拟发射端至所述第一模拟接收端的过渡功率时延分布，根据所述过渡功率时延分布和所述微小孔径的方向图得到所述第一功率时延分布；或者，

10、确定射线追踪法在所述第一模拟接收端的接收方向图为所述微小孔径的方向图，根据射线追踪法生成所述第一模拟发射端发射至所述第一模拟接收端后的第一功率时延分布。

11、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据射线追踪法和所述微小孔径的方向图生成所述第二模拟发射端至所述第二模拟接收端的第二功率时延分布，包括：

12、确定射线追踪法在所述第二模拟接收端的发射方向图为所述微小孔径的方向图，根据射线追踪法生成所述第二模拟发射端发射至所述第二模拟接收端后的第二功率时延分布。

13、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述第一功率时延分布和所述第二功率时延分布生成所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的第三功率时延分布，包括：

14、所述第一模拟发射端至所述第一模拟接收端的路径数量为m，所述第二模拟发射端至所述第二模拟接收端的路径数量为n，对所述第一功率时延分布和所述第二功率时延分布进行卷积运算，生成所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的所述第三功率时延分布。

15、在第一方面的一种可能的实现方式中，对所述第一功率时延分布和所述第二功率时延分布的功率时延分布进行卷积运算，卷积结果为：

16、其中，δ为抽样函数，τi为第一模拟接收端的第i条路径的时延，τj为所述第二模拟接收端的第j条路径的时延，ai为所述第一模拟接收端的第i条径的功率，bj为所述第二模拟接收端的第j条径的功率。

17、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的功率为ai+bj，所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的时延为τi+τj。

18、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的功率为ai+bj+cd，所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的时延为τi+τj+τd，cd为信号在所述微小孔径中传播的传输系数，τd为信号在所述微小孔径中传播的时延。

19、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一模拟发射端的数量为p个，所述第二模拟接收端的数量为q个，根据p个所述第一功率时延分布和q个所述第二功率时延分布生成所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的p·q个第三功率时延分布，其中，p和q均为正整数。

20、第二方面，本申请实施例提供了一种毫米波信道特性提取的装置，包括：

21、场景获取单元，用于获取包括微小孔径的场景数据；

22、全波仿真单元，用于对所述微小孔径进行全波仿真，并获得所述微小孔径方向图；

23、射线追踪单元，用于生成第一模拟发射端发射至第一模拟接收端后的第一功率时延分布，以及用于生成第二模拟发射端发射至第二模拟接收端后的第二功率时延分布。

24、卷积单元，用于生成所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的第三功率时延分布。

25、第三方面，本申请实施例提供了一种网络设备，包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。

26、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

27、第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的含微小孔径的毫米波信道特性提取方法。

28、可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

29、本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请应用于含微小孔径场景的毫米波信道特性提取，场景数据至少包括相邻设置的第一金属腔和第二金属腔，第一金属腔内具有第一模拟发射端，第二金属腔内具有第二模拟接收端，连通第一金属腔和第二金属腔的微小孔径的两端分别为第一模拟接收端和第二模拟发射端。第一模拟发射端具有信号源，信号源依次传输至第一模拟接收端、第二模拟发射端和第二模拟接收端。通过射线追踪法获取第一金属腔和第二金属腔内的信道特征，通过全波仿真法获取微小孔径处的方向图和传输系数，结合射线追踪法和全波仿真法可以优化信道提取结果的准确性。

技术特征：

1.一种含微小孔径的毫米波信道特性提取方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的含微小孔径的毫米波信道特性提取方法，其特征在于，所述根据射线追踪法和所述微小孔径的方向图生成所述第一模拟发射端至所述第一模拟接收端的第一功率时延分布，包括：

3.如权利要求1所述的含微小孔径的毫米波信道特性提取方法，其特征在于，所述根据射线追踪法和所述微小孔径的方向图生成所述第二模拟发射端至所述第二模拟接收端的第二功率时延分布，包括：

4.如权利要求1所述的含微小孔径的毫米波信道特性提取方法，其特征在于，所述根据所述第一功率时延分布和所述第二功率时延分布生成所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的第三功率时延分布，包括：

5.如权利要求4所述的含微小孔径的毫米波信道特性提取方法，其特征在于，对所述第一功率时延分布和所述第二功率时延分布的功率时延分布进行卷积运算，卷积结果为：

6.如权利要求5所述的含微小孔径的毫米波信道特性提取方法，其特征在于，所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的功率为ai+bj，所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的时延为τi+τj。

7.如权利要求5所述的含微小孔径的毫米波信道特性提取方法，其特征在于，所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的功率为ai+bj+cd，所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的时延为τi+τj+τd，cd为信号在所述微小孔径中传播的传输系数，τd为信号在所述微小孔径中传播的时延。

8.如权利要求1-7任一项所述的含微小孔径的毫米波信道特性提取方法，所述第一模拟发射端的数量为p个，所述第二模拟接收端的数量为q个，根据p个所述第一功率时延分布和q个所述第二功率时延分布生成所述第一模拟发射端至所述第二模拟接收端的p·q个第三功率时延分布，其中，p和q均为正整数。

9.一种毫米波信道特性提取装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。

技术总结
本申请适用于电磁波与微波技术领域，提供了一种含微小孔径的毫米波信道特性提取方法、装置及可读存储介质，该方法包括获取场景数据、根据全波仿真法获取微小孔径的方向图、根据射线追踪法和微小孔径的方向图生成第一模拟发射端至第一模拟接收端的第一功率时延分布、根据射线追踪法和微小孔径的方向图生成第二模拟发射端至第二模拟接收端的第二功率时延分布、所述第一功率时延分布和第二功率时延分布生成第一模拟发射端至第二模拟接收端的第三功率时延分布。通过射线追踪法获取第一金属腔和第二金属腔内的信道特征，通过全波仿真法获取微小孔径处的方向图和传输系数，结合射线追踪法和全波仿真法可以优化信道提取结果的准确性。

技术研发人员：丁同禹,王孟于,韩崇志,张谅
受保护的技术使用者：集美大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12