基于分布式天線的機(jī)艙內(nèi)部功率覆蓋優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于分布式天線的機(jī)艙內(nèi)部功率覆 蓋優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，無線通信的應(yīng)用范圍越來越廣泛。基于飛機(jī)安全 性的考慮，目前飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)仍然無法應(yīng)用無線通信。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)艙內(nèi)無線通信的需求，人們 開始將目光集中在機(jī)艙這個(gè)移動(dòng)通信領(lǐng)域中的孤島上。實(shí)現(xiàn)機(jī)艙內(nèi)無線通信的前提是要建 立適合機(jī)艙環(huán)境下的無線信道模型。其中，對(duì)于機(jī)艙內(nèi)無線通信是否能在實(shí)際中得到應(yīng)用， 功率分布是一個(gè)非常重要且必須要考慮的因素。良好的功率覆蓋能力能保證在通信正常范 圍內(nèi)進(jìn)行無線通信。但對(duì)于遮擋豐富的機(jī)艙環(huán)境，功率覆蓋的效果很難達(dá)到理想情況。為 了使機(jī)艙內(nèi)無線通信的質(zhì)量得到保證。需要在機(jī)艙內(nèi)提高發(fā)射功率的利用率并且使功率覆 蓋更加的均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] (一）要解決的技術(shù)問題
[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何設(shè)計(jì)一種機(jī)艙內(nèi)部功率覆蓋優(yōu)化方法，使得機(jī) 艙內(nèi)功率覆蓋更加均勻，為實(shí)現(xiàn)機(jī)艙內(nèi)高質(zhì)量無線通信打下基礎(chǔ)。
[0005] (二）技術(shù)方案
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于分布式天線的機(jī)艙內(nèi)部功率覆蓋 優(yōu)化方法，包括以下步驟：
[0007] Sl、布置機(jī)艙場(chǎng)景
[0008] 信號(hào)發(fā)送端采用等距離分布在機(jī)艙頂部的s根頻率為A的天線，信號(hào)接收端采用 單根的頻率為A的天線，根據(jù)各天線的不同位置，設(shè)定天線MISO指標(biāo)的測(cè)量位置，s為大于 1的整數(shù)；
[0009] S2、確定機(jī)艙內(nèi)功率覆蓋情況
[0010] s根信號(hào)發(fā)送端天線共同發(fā)射信號(hào)時(shí)組成的天線系統(tǒng)為分布式天線系統(tǒng)；每根信 號(hào)發(fā)送端天線單獨(dú)發(fā)射信號(hào)時(shí)組成的系統(tǒng)為集中式天線系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)發(fā)射功率相同；通 過測(cè)量數(shù)據(jù)的信道沖擊響應(yīng)來計(jì)算各個(gè)測(cè)量點(diǎn)接收到的功率值，從而得到分布式天線系統(tǒng) 和集中式天線系統(tǒng)的不同功率覆蓋情況；
[0011] S3、根據(jù)分布式天線系統(tǒng)和集中式天線系統(tǒng)的功率覆蓋情況進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)天線 位置的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)艙內(nèi)部功率覆蓋的優(yōu)化。
[0012] 優(yōu)選地，步驟S3具體包括：
[0013] S31根據(jù)分布式天線系統(tǒng)和集中式天線系統(tǒng)的功率覆蓋情況進(jìn)行相對(duì)誤差分析， 得到每根發(fā)送天線接收功率的平均相對(duì)誤差；
[0014] S32利用最小二乘法對(duì)步驟S3. 1得到的多組平均相對(duì)誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，確定平 均相對(duì)誤差最小值的點(diǎn)的位置，根據(jù)所確定的位置對(duì)發(fā)送天線的位置進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)天線 位置的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)艙內(nèi)部功率覆蓋的優(yōu)化。
[0015] 優(yōu)選地，步驟S2中通過測(cè)量數(shù)據(jù)的信道沖擊響應(yīng)來計(jì)算各個(gè)測(cè)量點(diǎn)接收到的功 率值具體包括：
[0016] S2. 1，用信號(hào)沖激響應(yīng)矩陣，先計(jì)算瞬時(shí)功率：
[0017] P (t，τ，S，u) = I h (t，τ，S，u) 12
[0018] 式中h表示信道沖擊響應(yīng)，t表示快拍（測(cè)量次數(shù)），τ表示天線時(shí)延，u表示接 收天線的總數(shù)；
[0019] S2. 2,在發(fā)送和接收天線維對(duì)步驟S2. 2計(jì)算得到的瞬時(shí)功率進(jìn)行平均：
[0021 ] S2. 3,在快拍和時(shí)延簇維對(duì)步驟S2. 2得到的功率進(jìn)行平均：
[0023] (三）有益效果
[0024] 本發(fā)明基于分布式天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種機(jī)艙內(nèi)部功率覆蓋優(yōu)化方法，利用了在發(fā) 射功率一定的前提下，分布式天線系統(tǒng)有均勻的功率覆蓋效果的特點(diǎn)，采用最小二乘法擬 合得到了天線的最佳放置位置，使得機(jī)艙內(nèi)功率覆蓋更加均勻，可保證在通信正常范圍內(nèi) 進(jìn)行無線通信，為實(shí)現(xiàn)機(jī)艙內(nèi)高質(zhì)量無線通信打下了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的方法中的機(jī)艙座位布局示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的方法中七根天線一起工作時(shí)的功率分布圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的方法中擬合得到桌板數(shù)據(jù)的平均相對(duì)誤差曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的
【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0029] 本發(fā)明提供了一種基于分布式天線的機(jī)艙內(nèi)部功率覆蓋優(yōu)化方法，包括以下步 驟：
[0030] Sl、布置機(jī)艙場(chǎng)景
[0031] 信號(hào)發(fā)送端采用等距離分布在機(jī)艙頂部的s根天線，本實(shí)施例中為7根3. 52GHz 發(fā)送天線，信號(hào)接收端采用單根的頻率為3. 52GHz的天線，根據(jù)各天線的不同位置，設(shè)定天 線MISO (多路進(jìn)，一路出）指標(biāo)的測(cè)量位置：座位的定點(diǎn)和桌板的定點(diǎn)測(cè)量。這兩個(gè)位置模 擬了乘客最主要的兩種應(yīng)用：打電話和筆記本上網(wǎng)。
[0032] 本實(shí)施例中，在經(jīng)濟(jì)艙4-28排內(nèi)的每個(gè)座椅和桌板上，都進(jìn)行了定點(diǎn)測(cè)量。在經(jīng) 濟(jì)艙共測(cè)量了 25排，第4至25排每排有5個(gè)座位，第26至28排每排有3個(gè)座位。頭等艙 還有三排座位，沒有進(jìn)行測(cè)量。機(jī)艙的座位分布如圖1所示。
[0033] 座位靠背高107. 7cm，寬36. 5cm。測(cè)量范圍為經(jīng)濟(jì)艙的第4排到第28排的每個(gè)座 位。將裝有單根天線的底座放置在座位的中間，保持天線的豎直，穩(wěn)定后進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收。
[0034] 桌板高度為61cm，長(zhǎng)度為42cm。測(cè)量范圍為經(jīng)濟(jì)艙的第4排到第28排的每個(gè)桌 板。類似于座位的定點(diǎn)測(cè)量，將裝有單根天線的天線底座放置于桌板的中心位置，待穩(wěn)定后 進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收。
[0035] S2、確定機(jī)艙內(nèi)功率覆蓋情況
[0036] 功率覆蓋在無線通信系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，均勻的功率覆蓋能保證區(qū)域內(nèi) 無線通信的正常運(yùn)行。7根信號(hào)發(fā)送端天線共同發(fā)射信號(hào)時(shí)組成的天線系統(tǒng)為分布式天線 系統(tǒng)；每根信號(hào)發(fā)送端天線單獨(dú)發(fā)射信號(hào)時(shí)組成的系統(tǒng)為集中式天線系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)發(fā)射 功率相同；通過測(cè)量數(shù)據(jù)的信道沖擊響應(yīng)來計(jì)算各個(gè)測(cè)量點(diǎn)接收到的功