一种MIMO OTA信道建模方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种MIMO OTA信道建模方法及装置，包括构建与测试场景所对应的初始信道模型，其中，所述初始信道模型为基于吸波暗室的MIMO OTA测试模型，且所述初始信道模型中包括M个探针；利用模拟退火算法，计算所述初始信道模型中各个探针所对应的权重值；为所述初始信道模型中各个探针设置所计算出的相应权重值，形成所述测试场景所对应的目标信道模型。相比于现有技术，应用本发明专利技术实施例，无需考虑目标函数和约束条件的凹凸限制问题，可以计算出分配给每个探针的权重，进而可以根据计算出的每个探针对应的权重获得信道模型。

MIMO OTA channel modeling method and device

The embodiment of the invention discloses a device and a MIMO OTA channel modeling method, including the construction of the initial channel model, and the corresponding test scenarios in which the initial channel model for MIMO OTA test model based on wave absorbing chamber, and the initial channel model includes M probe; simulated annealing algorithm to calculate the weight corresponding to each probe, the initial channel model; the corresponding weight for each probe set the initial channel model, the calculated values form the target channel model corresponding to the test scene. Compared with the prior art, the embodiment of the invention, without considering the objective function and constraint conditions of convex constraints can be calculated, the weights assigned to each probe, and can obtain the channel model according to the weight of each probe corresponds to the calculated.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种MIMO OTA信道建模方法及装置。
技术介绍
多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术由于可以极大的改善通信系统的性能，满足人们对于通信质量与速度等方面的需求，已经大量的应用到目前的终端设备制造中。广大设备生产厂商以及网络运营商正在大力推进对于MIMO设备进行性能检测方法的研究。其中，多输入多输出空中特性(Over The Air，OTA)测试技术能模拟真实的信道环境，从而成为了对MIMO设备性能进行测试的可靠方法，已经受到了学术界和工业界的广泛关注。3GPP、CTIA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。基于吸波暗室的多探针法首先在吸波暗室中配置若干探针，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进行组合，从而再现多径信号真实的传播过程。在基于吸波暗室的多探针法中，按照仿真原理的区别，分为预衰落合成(Pre-Faded Signal Sythesis，PFS)技术和平面波合成(Plane Wave Synthesis，PWS)技术。PFS技术根据目标场景的功率谱密度分布及目标信道的空间相关性，为每个探针分配不同的权重，从而实现信号的空间域与时间域的实际场景再现。它模拟了多径信号在不存在视距传输情况下，到达待测设备的场景。在使用PFS技术的过程中，如何计算分配给各个探针的权重是一个随机寻优问题，现有技术中使用凸优化算法(Convex Algorithm，CA)进行求解，但是使用凸优化算法进行求解时，由于目标函数和约束条件可能是非线性的以及目标函数和约束条件不总是凸的，导致在求解过程中目标函数和约束条件难以转化为标准凸优化形式，存在无法求出解的情况，进而存在无法计算出分配给各个探针的权重的问题，最终导致测试所需的信道模型不精确。
技术实现思路
本专利技术实施例公开了一种MIMO OTA信道建模方法及装置，用于计算出分配给每个探针的权重，进而根据计算出的每个探针对应的权重形成所需要的信道模型。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种MIMO OTA信道建模方法，包括：构建与测试场景所对应的初始信道模型，其中，所述初始信道模型为基于吸波暗室的MIMO OTA测试模型，且所述初始信道模型中包括M个探针；利用模拟退火算法，计算所述初始信道模型中各个探针所对应的权重值；为所述初始信道模型中各个探针设置所计算出的相应权重值，形成所述测试场景所对应的目标信道模型；其中，所述模拟退火算法，计算多个探针所对应的权重值，包括：S1，设置初始温度T、温度递减系数α、温度终止界限T-end、迭代次数L，以及各个探针所对应的第一类随机权重值W1为预设值，其中，所述第一类随机权重值W1的数量与探针的数量相同；S2，为各个探针构建第二类随机权重值W2，其中，所述第二类随机权重值W2的数量与探针的数量相同；S3，利用所述第一类随机权重值W1和第二类随机权重值W2，确定第一评价函数C1和第二评价函数C2；S4，根据第二评价函数C2与第一评价函数C1的差值△t，确定各个探针所对应的备用权重值，并将所述确定的备用权重值更新为新的第一类随机权重值W1，其中，△t＝C2-C1；S5，判断是否执行了迭代次数L次，如果是，则令T’＝α×T，并执行S6，如果否，返回到S2；S6，判断是否满足T’<T-end，如果满足，将各个探针所对应的备用权重值分别作为所述初始信道模型中相应探针所对应的权重值，若不满足，将T更新为T’，返回到S2。较佳地，所述根据第二评价函数C2与第一评价函数C1的差值△t，确定各个探针所对应的备用权重值，包括：判断第二评价函数C2与第一评价函数C1的差值△t是否满足△t>0；若满足，产生一个在0-1之间的随机数K，判断随机数K是否小于概率exp(△t/T)，若小于，确定当前的第二类随机权重值W2作为各个探针所对应的备用权重值，若不小于，确定当前的第一类随机权重值W1作为各个探针所对应的备用权重值；若不满足，确定当前的第二类随机权重值W2作为各个探针所对应的备用权重值；将所述确定的备用权重值更新为新的第一类随机权重值W1。较佳地，M个探针所对应的第一类随机权重值W1之和为1；M个探针所对应的第二类随机权重值W2之和为1。较佳地，所述利用所述第一类随机权重值W1和第二类随机权重值W2，确定第一评价函数C1和第二评价函数C2，包括：确定理论空间相关系数ρ分布；利用第一类随机权重值W1，确定第一仿真空间相关系数分布，利用第二类随机权重值W2，确定第二仿真空间相关系数分布；利用理论空间相关系数ρ分布、第一类随机权重值W1以及第一仿真空间相关系数分布，确定第一评价函数C1，利用理论空间相关系数ρ分布、第二类随机权重值W2以及第二仿真空间相关系数分布，确定第二评价函数C2。其中，确定第一评价函数C1和第二评价函数C2的过程的公式为： C 1 = 1 M Σ m = 1 M | ρ - ρ 1 ^ | 2 ]]> C 2 = 1 M Σ m = 1 M | ρ - ρ 2 ^ | 2 ]]>其中，和分别是包含测试区域内取样点u和v位置信息的向量，是空间角度Ω的联合矩阵，k是波数，P(Ω)是到达功率谱密度函数，W1m为第m个探针的第一类随机权重值，W2m为第m个探针的第二类随机权重值，为第m个探针的位置向量。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种MIMO OTA信道建模装置，包括：构建模块，用于构建与测试场景所对应的初始信道模型，其中，所述初始信道模型为基于吸波暗室的MIMO OTA测试模型，且所述初始信道模型中包括M个探针；计算模块，用于利用模拟退火算法，计算所述初始信道模型中各个探针所对应的权重值；设置模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MIMO OTA信道建模方法，其特征在于，包括：构建与测试场景所对应的初始信道模型，其中，所述初始信道模型为基于吸波暗室的MIMO OTA测试模型，且所述初始信道模型中包括M个探针；利用模拟退火算法，计算所述初始信道模型中各个探针所对应的权重值；为所述初始信道模型中各个探针设置所计算出的相应权重值，形成所述测试场景所对应的目标信道模型；其中，所述模拟退火算法，计算多个探针所对应的权重值，包括：S1，设置初始温度T、温度递减系数α、温度终止界限T‑end、迭代次数L，以及各个探针所对应的第一类随机权重值W1为预设值，其中，所述第一类随机权重值W1的数量与探针的数量相同；S2，为各个探针构建第二类随机权重值W2，其中，所述第二类随机权重值W2的数量与探针的数量相同；S3，利用所述第一类随机权重值W1和第二类随机权重值W2，确定第一评价函数C1和第二评价函数C2；S4，根据第二评价函数C2与第一评价函数C1的差值△t，确定各个探针所对应的备用权重值，并将所述确定的备用权重值更新为新的第一类随机权重值W1，其中，△t＝C2‑C1；S5，判断是否执行了迭代次数L次，如果是，则令T’＝α×T，并执行S6，如果否，返回到S2；S6，判断是否满足T’<T‑end，如果满足，将各个探针所对应的备用权重值分别作为所述初始信道模型中相应探针所对应的权重值，若不满足，将T更新为T’，返回到S2。...

【技术特征摘要】
1.一种MIMO OTA信道建模方法，其特征在于，包括：构建与测试场景所对应的初始信道模型，其中，所述初始信道模型为基于吸波暗室的MIMO OTA测试模型，且所述初始信道模型中包括M个探针；利用模拟退火算法，计算所述初始信道模型中各个探针所对应的权重值；为所述初始信道模型中各个探针设置所计算出的相应权重值，形成所述测试场景所对应的目标信道模型；其中，所述模拟退火算法，计算多个探针所对应的权重值，包括：S1，设置初始温度T、温度递减系数α、温度终止界限T-end、迭代次数L，以及各个探针所对应的第一类随机权重值W1为预设值，其中，所述第一类随机权重值W1的数量与探针的数量相同；S2，为各个探针构建第二类随机权重值W2，其中，所述第二类随机权重值W2的数量与探针的数量相同；S3，利用所述第一类随机权重值W1和第二类随机权重值W2，确定第一评价函数C1和第二评价函数C2；S4，根据第二评价函数C2与第一评价函数C1的差值△t，确定各个探针所对应的备用权重值，并将所述确定的备用权重值更新为新的第一类随机权重值W1，其中，△t＝C2-C1；S5，判断是否执行了迭代次数L次，如果是，则令T’＝α×T，并执行S6，如果否，返回到S2；S6，判断是否满足T’<T-end，如果满足，将各个探针所对应的备用权重值分别作为所述初始信道模型中相应探针所对应的权重值，若不满足，将T更新为T’，返回到S2。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第二评价函数C2与第一评价函数C1的差值△t，确定各个探针所对应的备用权重值，包括：判断第二评价函数C2与第一评价函数C1的差值△t是否满足△t>0；若满足，产生一个在0-1之间的随机数K，判断随机数K是否小于概率exp(△t/T)，若小于，确定当前的第二类随机权重值W2作为各个探针所对应的备用权重值，若不小于，确定当前的第一类随机权重值W1作为各个探针所对应的备用权重值；若不满足，确定当前的第二类随机权重值W2作为各个探针所对应的备用权重值；将所述确定的备用权重值更新为新的第一类随机权重值W1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，M个探针所对应的第一类随机权重值W1之和为1；M个探针所对应的第二类随机权重值W2之和为1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一类随机权重值W1和第二类随机权重值W2，确定第一评价函数C1和第二评价函数C2，包括：确定理论空间相关系数ρ分布；利用第一类随机权重值W1，确定第一仿真空间相关系数分布，利用第二类随机权重值W2，确定第二仿真空间相关系数分布；利用理论空间相关系数ρ分布、第一类随机权重值W1以及第一仿真空间相关系数分布，确定第一评价函数C1，利用理论空间相关系数ρ分布、第二类随机权重值W2以及第二仿真空间相关系数分布，确定第二评价函数C2。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定第一评价函数C1和第二评价函数C2的过程的公式为： C 1 = 1 M Σ m = 1 M | ρ - ρ 1 ^ | 2 ]]> C 2 = 1 M Σ m = 1 M | ρ - ρ 2 ^ | 2 ]]>其中，和分别是包含测试区域内取样点u和v位置信息的向量，是空间角度Ω的联合矩阵，k是波数，P(Ω)是到达功率谱密度函数，W1m为第m个探针的第一类随机权重值，W2m为第m个探针的第二类随机权重值，为第m个探...

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