極化信道的去極化效應(yīng)分析方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種極化信道的去極化效應(yīng)分析方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著極化域頻譜檢測(cè)、極化分集與復(fù)用、極化濾波與干擾抑制、極化調(diào)制和極分多 址等極化信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，無線極化信道建模的需求越來越迫切。相對(duì)于傳統(tǒng)的無線 信道建模研究而言，極化信道建模的研究還不夠完善。
[0003] 目前，結(jié)合不同的無線信道建模方法，獲取信道去極化效應(yīng)的方法也不盡相同。最 直接的方法就是通過實(shí)際物理場(chǎng)景下的測(cè)量，測(cè)量分為室內(nèi)無線信道場(chǎng)景和室外無線信道 場(chǎng)景。然而，實(shí)測(cè)場(chǎng)景測(cè)量需要耗費(fèi)大量物力財(cái)力，效率極低，而且無法自適應(yīng)各種環(huán)境?；?于射線跟蹤的方法，通過仿真物理場(chǎng)景，能夠有效地建模無線信道中存在的天線去極化和 散射去極化機(jī)理，獲得了不同場(chǎng)景下的極化功率不平衡和極化相關(guān)性?；谏渚€的跟蹤建 模方法雖然操作簡(jiǎn)便，但建模復(fù)雜度和計(jì)算復(fù)雜度都較大。
[0004] 因此，需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種極化信道的去極化效應(yīng)分析的方法及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有 技術(shù)中建模復(fù)雜度高的問題。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例采用以下技術(shù)方案：
[0007] 第一方面，提供一種極化信道的去極化效應(yīng)分析方法，包括：預(yù)設(shè)發(fā)射天線、接收 天線、和位于所述發(fā)射天線和所述接收天線至少一側(cè)的散射體所構(gòu)成的一組極化平面；分 別根據(jù)所述發(fā)射天線所發(fā)射的極化信號(hào)相對(duì)所述極化平面的第一極化角、和所述極化信號(hào) 經(jīng)所述散射體散射后相對(duì)該組中各所述極化平面的第二極化角，計(jì)算所述極化信號(hào)分別在 水平接收和垂直接收的極化分量上的極化函數(shù)；基于對(duì)應(yīng)所述極化信號(hào)的各極化函數(shù)，確 定所述極化信號(hào)所在信道的交叉極化鑒別度，并基于所述交叉極化鑒別度，對(duì)所述信道中 的電波信號(hào)進(jìn)行去極化效應(yīng)分析。
[0008] 優(yōu)選地，所述計(jì)算所述極化信號(hào)分別在水平接收和垂直接收的極化分量上的極化 函數(shù)的方式包括：確定所述極化信號(hào)分別對(duì)應(yīng)水平接收和垂直接收的極化分量的振幅；基 于該組所述極化信號(hào)所對(duì)應(yīng)的各振幅、各第一極化角及各第二極化角，計(jì)算對(duì)應(yīng)各所述極 化分量的極化函數(shù)。
[0009] 優(yōu)選地，所述基于對(duì)應(yīng)極化信號(hào)的各極化函數(shù)，確定所述極化信號(hào)所在信道的交 叉極化鑒別度的方式包括：基于各所述極化函數(shù)計(jì)算所述極化信號(hào)所對(duì)應(yīng)的各所述極化分 量的脈沖響應(yīng)函數(shù)；基于各所述脈沖響應(yīng)函數(shù)，確定所述信道的交叉極化鑒別度。
[0010] 優(yōu)選地，一組所述極化平面包括：發(fā)射天線、接收天線、和位于所述發(fā)射天線一側(cè) 的散射體所構(gòu)成的極化平面；以及所述發(fā)射天線、接收天線、和位于所述接收天線一側(cè)的散 射體所構(gòu)成的極化平面。
[0011] 優(yōu)選地，所述基于交叉極化鑒別度，對(duì)所述信道中的電波信號(hào)進(jìn)行去極化效應(yīng)分 析方式包括：通過建模確定當(dāng)所述發(fā)射天線和接收天線之間的水平距離、和/或電波信號(hào) 的到達(dá)方位角分布擴(kuò)散常數(shù)發(fā)生變化時(shí)，所述交叉極化鑒別度的變化規(guī)律；根據(jù)所述變化 規(guī)律，對(duì)所述信道中的電波信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的去極化效應(yīng)分析。
[0012] 第二方面，還提供一種極化信道的去極化效應(yīng)分析系統(tǒng)，包括：預(yù)處理模塊，用于 預(yù)設(shè)發(fā)射天線、接收天線、和位于所述發(fā)射天線和所述接收天線至少一側(cè)的散射體所構(gòu)成 的一組極化平面；極化函數(shù)計(jì)算模塊，用于分別根據(jù)所述發(fā)射天線所發(fā)射的極化信號(hào)相對(duì) 所述極化平面的第一極化角、和所述極化信號(hào)經(jīng)所述散射體散射后相對(duì)該組中各所述極化 平面的第二極化角，計(jì)算所述極化信號(hào)分別在水平接收和垂直接收的極化分量上的極化函 數(shù)；交叉極化鑒別度計(jì)算模塊，用于基于對(duì)應(yīng)所述極化信號(hào)的各極化函數(shù)，確定所述極化信 號(hào)所在信道的交叉極化鑒別度，并基于所述交叉極化鑒別度，對(duì)所述信道中的電波信號(hào)進(jìn) 行去極化效應(yīng)分析。
[0013] 優(yōu)選地，所述極化函數(shù)計(jì)算模塊包括：振幅計(jì)算子模塊，用于確定所述極化信號(hào)分 別在水平接收和垂直接收的極化分量的振幅；極化函數(shù)計(jì)算子模塊，用于基于該組所述極 化信號(hào)所對(duì)應(yīng)的各振幅、各第一極化角及各第二極化角，計(jì)算對(duì)應(yīng)各所述極化分量的極化 函數(shù)。
[0014] 優(yōu)選地，所述交叉極化鑒別度計(jì)算模塊包括：沖擊響應(yīng)函數(shù)計(jì)算子模塊，用于基于 各所述極化函數(shù)計(jì)算所述極化信號(hào)所對(duì)應(yīng)的各所述極化分量的脈沖響應(yīng)函數(shù)；交叉極化鑒 別度計(jì)算子模塊，用于基于各所述脈沖響應(yīng)函數(shù)，確定所述信道的交叉極化鑒別度。
[0015] 優(yōu)選地，一組所述極化平面包括：發(fā)射天線、接收天線、和位于所述發(fā)射天線一側(cè) 的散射體所構(gòu)成的極化平面；以及所述發(fā)射天線、接收天線、和位于所述接收天線一側(cè)的散 射體所構(gòu)成的極化平面。
[0016] 優(yōu)選地，所述交叉極化鑒別度計(jì)算模塊還用于通過建模確定當(dāng)所述發(fā)射天線和接 收天線之間的水平距離、和/或電波信號(hào)的到達(dá)方位角分布擴(kuò)散常數(shù)發(fā)生變化時(shí)，所述交 叉極化鑒別度的變化規(guī)律；根據(jù)所述變化規(guī)律，對(duì)所述信道中的電波信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的去極 化效應(yīng)分析。
[0017] 如上所述，本發(fā)明的極化信道的去極化效應(yīng)分析方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果： 通過本信道模型，能夠在很大程度上減少傳統(tǒng)信道建模的復(fù)雜性，并能夠直觀的再現(xiàn)信號(hào) 的傳輸過程。將信道的極化函數(shù)由信道模型的幾何參量表示出來，并通過確立散射體的分 布，得到信道的極化函數(shù)。在單天線的基礎(chǔ)上，多天線的信道可并行傳輸多路極化信號(hào)，并 可應(yīng)用到大規(guī)模天線陣列中，極大程度上提高信息的傳輸速率，增大頻譜利用率。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例描述中所 需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施 例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0019] 圖1是本發(fā)明的極化信道的去極化效應(yīng)分析方法的一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明的極化信道的去極化效應(yīng)分析方法中一個(gè)極化平面中發(fā)射天線、接 收天線和散射體之間的幾何關(guān)系模型示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明的極化信道的去極化效應(yīng)分析方法中兩個(gè)極化平面中發(fā)射天線、接 收天線和散射體之間的幾何關(guān)系模型示意圖。
[0022] 圖4是本發(fā)明的極化信道的去極化效應(yīng)分析方法中又一個(gè)極化平面中發(fā)射天線、 接收天線和散射體之間的幾何關(guān)系模型示意圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的極化信道的去極化效應(yīng)分析系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面 將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅 是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在 沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種極化信道的去極化效應(yīng)分析方法。所述分析方法主 要由分析系統(tǒng)來執(zhí)行。所述分析系統(tǒng)包括安裝在計(jì)算機(jī)設(shè)備的軟件和硬件，用于模擬多輸 入多輸出通道的發(fā)射端和接收端。其中，所述發(fā)射端具有多天線，每個(gè)天線可發(fā)射一信道的 電波信號(hào)。所述發(fā)射端包括但不限于：固定基站、移動(dòng)基站、無線網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備等。所述移 動(dòng)臺(tái)包括但不限于：手機(jī)、如平板電腦等具有接收天線且可移動(dòng)的電子設(shè)備。
[0026] 在步驟S1中，所述分析系統(tǒng)預(yù)設(shè)發(fā)射天線、接收天線、和位于所述發(fā)射天線和所 述接收天線至少一側(cè)的散射體所構(gòu)成的一組極化平面。
[0027] 具體地，所述分析系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)人員所輸入的散射體的位置、發(fā)射天線和接收天 線的距離等參數(shù)構(gòu)建對(duì)應(yīng)的極化平面。所述分析系統(tǒng)可已知所述發(fā)射天線tl與接收天線r 的距離D&，發(fā)射天線tl與散射體s的距離D tls，接收天線r與散射體s的距離D"，并根據(jù) 所構(gòu)建的極化平面建立以所述散射體s相距接收天線r所在直線/發(fā)射天線tl所在直線 的距離為半徑的圓柱坐標(biāo)系，用于為步驟S2中第二極化角的計(jì)算做準(zhǔn)備。
[0028]例如，所述分析系統(tǒng)可將所述發(fā)射天線、接收天線、和位于所述接收天線一側(cè)的散 射體所構(gòu)成的一個(gè)極化平面作為預(yù)設(shè)的一組極化平面（如圖2所示）。