一种吸波暗室的探针位置确定方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种吸波暗室的探针位置确定方法及装置，该方法中，获得目标场景下的待处理测试区域的目标测试范围值；将所述目标测试范围值作为输入值，输入至预先构建的所述目标场景所对应的数据模型中，获得所述数据模型的输出结果；将所获得的输出结果确定为所述待处理测试区域所对应的探针最佳位置。应用本发明实施例，可以提高信道仿真精确度。
【专利说明】
-种吸波暗室的探针位置确定方法及装置
技术领域
[0001] 本发明设及无线通信领域，特别设及一种吸波暗室的探针位置确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 多输入多输出(MIMO)技术已经成为实现无线通信高速传输的关键技术，移动设备 生产厂商和网络运营商目前正在大力推进对于MIMO设备性能的检测方法的研究。多输入多 输出空中特性(MIMO 0TA)测试技术作为在实验室模拟真实的信道环境，从而测试MIMO设备 性能的可靠方法，已经受到了学术界和工业界的广泛关注。3GPPXTIA等组织已经启动了对 于MIMO OTA测试技术的标准化研究工作，目前公认的可靠方法之一是基于吸波暗室的多探 针法。
[0003] 基于吸波暗室的多探针法首先在吸波暗室中配置若干双极化探针天线，信道仿真 器产生所需的信道模型，通过探针传输到吸波暗室中，产生的信号在测试区域组合，从而再 现多径信号真实的传播过程。
[0004] 在基于吸波暗室的多探针法中，按照其仿真原理的区别，分别为预衰落合成技术 (PFS)和平面波合成技术(PWS) ePFS(Pre-Faded Si即al Synthesis)技术根据目标信号的 功率谱密度和目标信道的空间相关性，为每个探针分配不同的权重，进行信号的空间域重 现，它重现了多簇信号到达待测设备的情况，仿真的场景是不存在视距传输的情况。
[0005] 预衰落合成技术是在探针位置已经确定的基础上进行研究的，探究不同的测试区 域大小对于仿真精确度的影响。如何在测试区域大小有要求的情况下，确定吸波暗室中探 针所在的最佳位置，提高信道仿真精确度，成为了一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例公开了一种吸波暗室的探针位置确定方法及装置，用于在测试区域 大小有要求的情况下，确定吸波暗室中探针所在的最佳位置，提高信道仿真精确度。
[0007] 为达到上述目的，本发明实施例公开了一种吸波暗室的探针位置确定方法，包括 步骤：
[0008] 获得目标场景下的待处理测试区域的目标测试范围值；
[0009] 将所述目标测试范围值作为输入值，输入至预先构建的所述目标场景所对应的数 据模型中，获得所述数据模型的输出结果;其中，所述输出结果为：与所述目标测试范围值 相关的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差的最小值所对应的关于探针的目标位 置；
[0010] 将所获得的输出结果确定为所述待处理测试区域所对应的探针最佳位置；
[0011] 其中，所述目标场景所对应的数据模型的构建方式如下：
[0012] 利用预衰落合成技术，分别计算探针处于各个目标位置时所述目标场景下的预设 测试区域的所有取样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差，其中，所述目标位 置为所述探针按照预设位置变化规则在所述预设测试区域内进行位置变化后所处的位置；
[0013] 利用预衰落合成技术，分别计算探针处于预设位置时所述目标场景下的各个目标 测试区域内所述所有采样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差，其中，各个目 标测试区域为根据预定范围变化规则进行范围变化所得的区域范围，该预设位置处于每一 目标测试区域内；
[0014] 根据各个目标测试区域的测试范围值、所述探针所处的各个目标位置、所得理论 与仿真的空间相关系数之间均方误差的对应关系，建立所述目标场景所对应的数据模型。
[0015] 较佳的，所述待处理测试区域为：
[0016] 包含测试对象的区域，其中所述测试对象为含有多输入多输出MIMO天线的设备。
[0017] 较佳的，所述目标位置和预设位置均通过：
[0018] 探针所在的圆球半径W及探针角度来表征。
[0019] 较佳的，所述数据模型具体为：
[0020] W各个目标测试区域的测试范围值和探针所处的各个目标位置为水平坐标，W理 论与仿真的空间相关系数之间的均方误差为纵坐标，建立的空间坐标系，用=维矩阵表征。
[0021] 为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种吸波暗室的探针位置确定装置，包 括：
[0022] 测试范围获取模块、数据模型应用模块、结果确定模块和数据模型建立模块；
[0023] 所述测试范围获取模块，用于获得目标场景下的待处理测试区域的目标测试范围 值；
[0024] 所述数据模型应用模块，用于将所述目标测试范围值作为输入值，输入至所述数 据模型建立模块预先构建的所述目标场景所对应的数据模型中，获得所述数据模型的输出 结果;其中，所述输出结果为:与所述目标测试范围值相关的空间相关系数的均方误差中的 最小值所对应的关于探针的目标位置；
[0025] 所述结果确定模块，用于将所获得的输出结果确定为所述待处理测试区域所对应 的探针最佳位置；
[00%]其中，所述数据模型建立模块，包括：
[0027] 第一计算单元，用于利用预衰落合成技术，分别计算探针处于各个目标位置时所 述目标场景下的预设测试区域的所有取样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误 差，其中，所述目标位置为所述探针按照预设位置变化规则在所述预设测试区域内进行位 置变化后所处的位置；
[0028] 第二计算单元，用于利用预衰落合成技术，分别计算探针处于预设位置时所述目 标场景下的各个目标测试区域内所述所有采样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均 方误差，其中，各个目标测试区域为根据预定范围变化规则进行范围变化所得的区域范围， 该预设位置处于每一目标测试区域内；
[0029] 模型建立单元，用于根据各个目标测试区域的测试范围值、所述探针所处的各个 目标位置、所得理论与仿真的空间相关系数之间均方误差的对应关系，建立所述目标场景 所对应的数据模型。
[0030] 较佳的，所述待处理测试区域为：
[0031] 包含测试对象的区域，其中所述测试对象为含有多输入多输出MIMO天线的设备。
[0032] 较佳的，所述目标位置和预设位置均通过：
[0033] 探针所在的圆球半径W及探针角度来表征。
[0034] 较佳的，所述数据模型具体为：
[0035] W各个目标测试区域的测试范围值和探针所处的各个目标位置为水平坐标，W理 论与仿真的空间相关系数之间的均方误差为纵坐标，建立的空间坐标系，用=维矩阵表征。
[0036] 由上述的技术方案可见，本发明实施例公开了一种吸波暗室的探针位置确定方法 及装置，获得目标场景下的待处理测试区域的目标测试范围值;将所述目标测试范围值作 为输入值，输入至预先构建的所述目标场景所对应的数据模型中，获得所述数据模型的输 出结果;将所获得的输出结果确定为所述待处理测试区域所对应的探针最佳位置。可见，由 于预先为属于吸波暗室的目标场景构建关于测试区域的测试范围值、探针的位置W及均方 误差的对应关系的数据模型，进而在待处理测试区域确定后可W基于该数据模型来确定待 处理测试区域所对应的探针最佳位置，因此，通过本方案能够在测试区域大小有要求的情 况下，有效确定吸波暗室中探针所在的最佳位置，提高了信道仿真精确度。
[0037] 当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到W上所述的所有优 点。
【附图说明】
[0038] 为了更清楚地说明本发明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 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W 根据运些附图获得其他的附图。
[0039] 图1为本发明实施例提供的一种吸波暗室的探针位置确定方法的流程示意图；
[0040] 图2为本发明实施例提供的一种吸波暗室的探针位置确定装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，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，本领域普通技术人员在没有付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。
[0042] 为了解决现有的技术问题，本发明实施例公开了一种吸波暗室的探针位置确定方 法及装置，由于预先为属于吸波暗室的目标场景构建关于测试区域的测试范围值、探针的 位置W及均方误差的对应关系的数据模型，进而在待处理测试区域确定后可W基于该数据 模型来确定待处理测试区域所对应的探针最佳位置，因此，通过本方案能够在测试区域大 小有要求的情况下，有效确定吸波暗室中探针所在的最佳位置，提高了信道仿真精确度。
[0043] 下面通过具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0044] 图1为本发明实施例提供的一种吸波暗室的探针位置确定方法的流程示意图，包 括如下步骤：
[0045] SlOl:获得目标场景下的待处理测试区域的目标测试范围值；
[0046] 其中，当需要为属于吸波暗室的目标场景中待处理测试区域确定探针最佳位置 时，可W首先获得该目标场景下的待处理测试区域的目标测试范围值，进而利用该目标测 试范围值执行后续的处理。具体的，该待处理测试区域为包含测试对象的区域，所谓包含测 试对象即为:测试对象的整体被包含在内，其中，该测试对象为含有MIMO天线的设备，如手 机终端、电脑或PAD等。
[0047] 可W理解的是，在实际应用中，可W把测试区域设置为球形区域，并且，根据测试 对象的大小确定所需测试区域的大小，即为，要求测试区域所在的球形区域可W整体容纳 测试对象，整体的测试对象都要在测试区域里面。
[0048] 需要强调的是，理论上，测试区域可W根据实际需要设置为球形区域W外的区域， 运也是合理的。
[0049] S102:将目标测试范围值作为输入值，输入至预先构建的目标场景所对应的数据 模型中，获得数据模型的输出结果；
[0050] 其中，预先为目标场景构建有关于测试区域的测试范围值、探针的位置W及均方 误差的对应关系的数据模型，对于该模型而言，测试区域的测试范围值作为输入值，与作为 输入值的测试区域的测试范围值相关的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差的最 小值所对应的关于探针的目标位置作为输出值。
[0051] 因此，在获得待处理测试区域的目标测试范围值后，可W将该目标测试范围值作 为输入值，输入至预先构建的该目标场景所对应的数据模型中，获得该数据模型的输出结 果，其中，该输出结果为:与该目标测试范围值相关的理论与仿真的空间相关系数之间的均 方误差中的最小值所对应的关于探针的目标位置。其中，该目标场景所对应的数据模型的 构建方式如下：
[0052] 利用预衰落合成技术，分别计算探针处于各个目标位置时目标场景下的预设测试 区域的所有取样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差，其中，该目标位置为探 针按照预设位置变化规则在该预设测试区域内进行位置变化后所处的位置；
[0053] 利用预衰落合成技术，分别计算探针处于预设位置时目标场景下的各个目标测试 区域内所有采样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差，其中，各个目标测试区 域为根据预定范围变化规则进行范围变化所得的区域范围，该预设位置处于每一目标测试 区域内；
[0054] 根据各个目标测试区域的测试范围值、探针所处的各个目标位置、所得理论与仿 真的空间相关系数之间的均方误差的对应关系，建立目标场景所对应的数据模型。
[0055] 其中，利用预衰落合成技术，分别计算探针处于各个目标位置时目标场景下的预 设测试区域的所有取样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差，W及利用预衰落 合成技术，分别计算探针处于预设位置时目标场景下的各个目标测试区域内所有采样点的 理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差均可W采用现有技术来实现，具体的：对于所 要仿真的信道环境，确定信号的到达功率角度谱，选择信道模型，得到相应的到达功率谱密 度，利用公式：
[0化6]
[0化7] 求解理论上的空间相关系数P分布，式中，六和^是分别是包含天线U和V位置信息 的向量，a是空间角度Q的联合矩阵，k是波数，P(Q)是到达功率谱密度函数。
[005引探针发送信号时，每个探针发送的信号有着不同的幅度和分布，运就要求不同位 置的探针具备不同的权重，假设权重为W，利用公式：
[0化9]
[0060] 得出仿真的离散的空间相关系数P的分布表达式，式中，Wm是第m个探针的权重， 憂；是第m个探针的位置向量，M是探针的个数。
[0061] 利用凸优化技术，求解：
[0062]
[0063] 得出探针的权重W的分布，式中，P和P计算时均需化为MX1的向量，下面的2代表P 和細减W后的向量的二阶范数，向量的二阶范数计算公式为:14=(W+hr+'''+Kh;，'片 上面的2代表平方的意思，整体的即为求解最优的W值，使自和P向量中的所有分量 的差的平方和最小，可W理解为整体的误差最小。
[0064] 将探针权重W反代入公式：
[00 化]
[0066] 求解仿真的离散的空间相关系数P的分布，利用公式：
[0067]
[0068] 求解所有取样点理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差。
[0069] 根据上述计算过程，求出所有的测试范围和探针位置对应的理论与仿真的空间相 关系数之间的均方误差。
[0070] 具体的，对于该数据模型而言，W各个目标测试区域的测试范围值和探针所处的 各个目标位置为水平坐标，W理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差为纵坐标，建立 的空间坐标系，用S维矩阵表征。
[0071] S103:将所获得的输出结果确定为待处理测试区域所对应的探针最佳位置。
[0072] 其中，在将待处理测试区域的目标测试范围值输入该数据模型后，获得该数据模 型所对应的输出结果，进而，可W将所获得的输出结果确定为待处理测试区域所对应的探 针最佳位置。
[0073] 需要强调的是，该目标位置和预设位置均可W通过:探针所在的圆球半径W及探 针角度来表征，当然并不局限于此。
[0074] 可见，由于预先为属于吸波暗室的目标场景构建关于测试区域的测试范围值、探 针的位置W及理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差的对应关系的数据模型，进而在 待处理测试区域确定后可W基于该数据模型来确定待处理测试区域所对应的探针最佳位 置，因此，通过本方案能够在测试区域大小有要求的情况下，有效确定吸波暗室中探针所在 的最佳位置，提高了信道仿真精确度。
[0075] 图2为本发明实施例提供的一种吸波暗室的探针位置确定装置的结构示意图，与 图1所示的流程相对应，该装置可W包括测试范围获取模块201、数据模型应用模块202、数 据模型建立模块2021、结果确定模块203。
[0076] 其中，测试范围获取模块201，用于获得目标场景下的待处理测试区域的目标测试 范围值。
[0077] 数据模型应用模块202,用于将该目标测试范围值作为输入值，输入至预先构建的 该目标场景所对应的数据模型中，获得该数据模型的输出结果。
[0078] 数据模型建立模块2021，用于建立数据模型，包括：
[0079] 第一计算单元，用于利用预衰落合成技术，分别计算探针处于各个目标位置时该 目标场景下的预设测试区域的所有取样点的理论与仿真空间相关系数的均方误差，其中， 该目标位置为该探针按照预设位置变化规则在该预设测试区域内进行位置变化后所处的 位置；
[0080] 第二计算单元，用于利用预衰落合成技术，分别计算探针处于预设位置时该目标 场景下的各个目标测试区域内该所有采样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误 差，其中，各个目标测试区域为根据预定范围变化规则进行范围变化所得的区域范围，该预 设位置处于每一目标测试区域内；
[0081 ]模型建立单元，用于根据各个目标测试区域的测试范围值、该探针所处的各个目 标位置、所得理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差的对应关系，建立该目标场景所 对应的数据模型。
[0082] 结果确定模块203,用于将所获得的输出结果确定为该待处理测试区域所对应的 探针最佳位置。
[0083] 可见，由于预先为属于吸波暗室的目标场景构建关于测试区域的测试范围值、探 针的位置W及均方误差的对应关系的数据模型，进而在待处理测试区域确定后可W基于该 数据模型来确定待处理测试区域所对应的探针最佳位置，因此，通过本方案能够在测试区 域大小有要求的情况下，有效确定吸波暗室中探针所在的最佳位置，提高了信道仿真精确 度。
[0084] 其中，该待处理测试区域为:包含测试对象的区域，其中测试对象为含有MIMO天线 的设备。
[0085] 其中，该目标位置和预设位置均可W通过:探针所在的圆球半径W及探针角度来 表征，当然并不局限于此。
[0086] 具体的，该数据模型可W为：
[0087] W各个目标测试区域的测试范围值和探针所处的各个目标位置为水平坐标，W理 论与仿真的空间相关系数之间的均方误差为纵坐标，建立的空间坐标系，用=维矩阵表征。
[0088] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示运些实体或操作之间存 在任何运种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为运种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0089] 本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实 施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所W描述的比较简单，相关之处参见方法实施例 的部分说明即可。
[0090] 本领域普通技术人员可W理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可 W通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可W存储于计算机可读取存储介质中， 运里所称得的存储介质，如:R0M/RAM、磁碟、光盘等。
[0091] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围 内。
【主权项】
1. 一种吸波暗室的探针位置确定方法，其特征在于，所述方法包括步骤： 获得目标场景下的待处理测试区域的目标测试范围值； 将所述目标测试范围值作为输入值，输入至预先构建的所述目标场景所对应的数据模 型中，获得所述数据模型的输出结果;其中，所述输出结果为：与所述目标测试范围值相关 的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差的最小值所对应的关于探针的目标位置； 将所获得的输出结果确定为所述待处理测试区域所对应的探针最佳位置； 其中，所述目标场景所对应的数据模型的构建方式如下： 利用预衰落合成技术，分别计算探针处于各个目标位置时所述目标场景下的预设测试 区域的所有取样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差，其中，所述目标位置为 所述探针按照预设位置变化规则在所述预设测试区域内进行位置变化后所处的位置； 利用预衰落合成技术，分别计算探针处于预设位置时所述目标场景下的各个目标测试 区域内所述所有采样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差，其中，各个目标测 试区域为根据预定范围变化规则进行范围变化所得的区域范围，该预设位置处于每一目标 测试区域内； 根据各个目标测试区域的测试范围值、所述探针所处的各个目标位置、所得理论与仿 真的空间相关系数之间均方误差的对应关系，建立所述目标场景所对应的数据模型。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理测试区域为： 包含测试对象的区域，其中所述测试对象为含有多输入多输出Μ頂0天线的设备。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标位置和预设位置均通过： 探针所在的圆球半径以及探针角度来表征。4. 根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述数据模型具体为： 以各个目标测试区域的测试范围值和探针所处的各个目标位置为水平坐标，以理论与 仿真的空间相关系数之间的均方误差为纵坐标，建立的空间坐标系，用三维矩阵表征。5. -种吸波暗室的探针位置确定装置，其特征在于，所述装置包括： 测试范围获取模块、数据模型应用模块、结果确定模块和数据模型建立模块； 所述测试范围获取模块，用于获得目标场景下的待处理测试区域的目标测试范围值； 所述数据模型应用模块，用于将所述目标测试范围值作为输入值，输入至所述数据模 型建立模块预先构建的所述目标场景所对应的数据模型中，获得所述数据模型的输出结 果;其中，所述输出结果为:与所述目标测试范围值相关的空间相关系数的均方误差中的最 小值所对应的关于探针的目标位置； 所述结果确定模块，用于将所获得的输出结果确定为所述待处理测试区域所对应的探 针最佳位置； 其中，所述数据模型建立模块，包括： 第一计算单元，用于利用预衰落合成技术，分别计算探针处于各个目标位置时所述目 标场景下的预设测试区域的所有取样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误差，其 中，所述目标位置为所述探针按照预设位置变化规则在所述预设测试区域内进行位置变化 后所处的位置； 第二计算单元，用于利用预衰落合成技术，分别计算探针处于预设位置时所述目标场 景下的各个目标测试区域内所述所有采样点的理论与仿真的空间相关系数之间的均方误 差，其中，各个目标测试区域为根据预定范围变化规则进行范围变化所得的区域范围，该预 设位置处于每一目标测试区域内； 模型建立单元，用于根据各个目标测试区域的测试范围值、所述探针所处的各个目标 位置、所得理论与仿真的空间相关系数之间均方误差的对应关系，建立所述目标场景所对 应的数据模型。6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述待处理测试区域为： 包含测试对象的区域，其中所述测试对象为含有多输入多输出Μ頂0天线的设备。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标位置和预设位置均通过： 探针所在的圆球半径以及探针角度来表征。8. 根据权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述数据模型具体为： 以各个目标测试区域的测试范围值和探针所处的各个目标位置为水平坐标，以理论与 仿真的空间相关系数之间的均方误差为纵坐标，建立的空间坐标系，用三维矩阵表征。
【文档编号】H04B17/391GK105827340SQ201610153545
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】王卫民, 刘元安, 袁源, 吴永乐, 苏明, 黎淑兰, 于翠屏
【申请人】北京邮电大学