[发明专利]移动终端天线信道的建模方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种移动终端天线信道的建模方法及装置。

背景技术

目前，3GPP以及Winner采用的信道模型(例如，SCM、SCME)，均是准物理模型，因为该模型中散射体的物理空间位置是不确定的，因此，信道建模方法主要基于空间信道收发两端所定义散射体的出/入射平面村量波的散射统计信息。其所得到的信道模型虽然理论上可支持任意拓扑结构的天线单元和阵列，但在，在实际应用中，该标准化信道模型所考虑的只是一种理想化的、脱离实际使用的均匀直线天线阵(ULA)模型。以该均匀直线天线阵模型来评价天线系统性能，则将导致较大偏差，无法满足LTE和超三代(B3G)无线链路性能准确仿真和评估的需要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种移动终端天线信道的建模方法，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种移动终端天线信道的建模方法，包括：将移动终端天线信道作为一个包括一个路端口和一个场端口的两端口网络，根据场端口到路端口的S参数、场端口的散射参数、场端口对应外部激励源以及外部激励源的反射系统参数，确定天线与信道的耦合系数；使用天线输入反射系数和路端口的有源负载反射系数，确定表示场端口与路端口的传输及耦合特性的β元素；根据场路端口传输系数及β元素，确定表示单天线信道模型的矩阵。

根据本发明的另一方面，提供了一种移动终端天线信道的建模装置，包括：场端口/散射特性表征模块，用于根据线场端口到路端口的S参数、场端口散射参数以及场端口对应外部激励源参量V_g、反射系数参数Γ_g参量，表征天线对入射源的互作用；路端口传输/反射特性表征模块，用于采用路端口有源负载反射系数和天线输入反射系数，表征天线与负载的相互作用；场/路端口传输/耦合特性表征模块，用于基于路端口的S参数和路端口的有源负载反射系数，表征场端口与路端口的传输及耦合特性；单天线信道交叉极化扩展特性表征模块，用于基于场路端口传输参数，得到天线场路端口转移矩阵以表征单天线信道。

通过本发明，可以根据移动终端单天线网路参数和天线三维增益参数以及负载、源匹配参数，建立起单天线行为级相关矩阵通用表征模型，为移动终端单天线的性能研究、测试和认证提供保证。同时，本发明方法还具有环境要求低、精度适中、简便易行的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例移动终端多天线物理参数的结构示意图；

图2为本发明实施例中单天线场端口网络示意图；

图3为本发明实施例中单天线路端口网络示意图；

图4为根据本发明实施例的移动终端天线信息的建模方法的流程图；

图5为移动终端天线坐标定义示意图；

图6为移动终端单天线测试结果图；

图7a为移动终端单天线极化扩展特性的一仿真结果图；

图7b为移动终端单天线极化扩展特性的另一仿真结果图；

图7c为移动终端单天线极化扩展特性的又一仿真结果图；以及

图8为根据本发明实施例的移动终端天线信道的建模装置的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明实施例中，将终端单天线信道考虑成为一个双端口微波网络，即1个路端口和1个场端口，采用双端口网络S参数表征方法和天线辐射电场的极化特性表征方法，建立场路转换矩阵模型，提取场路一体化极化扩展信息，得到天线信道交叉极化扩展特性的通用表示模型。

图1为根据本发明实施例的天线物理模型的结构示意图，如图1所示，该天线物理模型主要包括以下5个部分：

(1)圆柱导体0

圆柱导体0是一个Z轴方向总长度为X0，半径为R0金属圆柱体。

(2)主辐射元件1

主辐射元件1是一个外半径为Rpat、内半径为Rpin、Z向厚度为Hpat的圆环型金属贴片结构；以三维坐标系原点为参考点，所述主辐射元件1位于Z向高度Hrad处，与一个带有螺纹结构的金属圆柱体1.1连接在一起，进而可对主辐射元件1的Z向高度Hrad进行调节。所述带有螺纹结构的金属圆柱体1.1是一个Z向高度为Hpin、半径为Rpin、侧边上带有螺纹的圆柱体结构，下表平面位于坐标系XY平面上。

(3)副辐射元件2.1、2.2、2.3、2.4