[发明专利]一种基于遮挡物衰减因子的高频段信道建模方法及装置

说明书

本发明公开一种基于遮挡物衰减因子的高频段信道建模方法及装置。针对非视距场景下高频段传输时遮挡物对无线信道路径损耗的影响，本发明首先利用电磁场传播的基本理论去分析遮挡物对无线电波在传播过程中造成的影响；然后确定需要建模的目的参数：遮挡物衰减因子和路径损耗指数；根据典型的对数距离模型初始化遮挡物衰减因子模型的基本结构，通过分析目的变量在实际场景中由遮挡物位置不同对接收端造成的附加影响进行数学建模，使用最小均方误差拟合目的参数，得出本模型，使之能够更准确的表征现实通信场景中由于遮挡物的出现对终端信号的影响，相比传统模型，加入遮挡物的影响因子，更加贴近真实测量结果。

技术领域

本发明涉及一种基于遮挡物衰减因子的高频段信道建模方法及装置，属于无线移动通信技术领域。

背景技术

目前全球5G整体正处于商用前夕，随着5G基础设施建设铺开、SA独立组网标准落地、5G手机终端换机潮展开，5G时代的流量将会是数十倍甚至百倍的量级的爆发。同时终端用户对通信服务质量的要求也越来越高，使得无线数据流量爆炸式的增长，解决频谱资源短缺问题迫在眉睫。目前，低频段(6GHz以下)频谱资源逐渐拥塞，难以获取连续的大带宽频谱资源，而高频段无线频谱资源相对空闲，因此探索高频频谱资源成为业界共识。

无线信道作为通信系统信号传输的媒介，其特性极大地影响着无线通信系统的通信质量。因此，准确了解真实场景下无线信道特性是保证通信系统良好性能的前提。但是由于传播环境复杂多变，使得无线信道呈现出随机、时变特性，不同传播环境下的无线信道特性在链路损耗、多径时延以及阴影衰落等方面存在较大差别。因此，需要采集在真实通信场景下的信号数据，然后通过实测数据对无线信道特性进行建模，从而根据信道模型设计出满足需求的无线通信系统。为此，开展高频段典型场景下无线信道测量与建模的研究是十分必要的。

然而，这些现有的高频段室内非视距场景的信道建模均是基于静态遮挡物进行研究的，即考虑的是一个由室外到室内、室内到室内之间的墙壁、窗户作为遮挡物构建的非视距场景，而没有考虑遮挡移动物对信道传播特性的影响。在实际的通信系统中，遮挡物不是一直静止不动的，信道的传播特性会随遮挡物的相对位置变化而变化，遮挡物相对位置的变化会对路径损耗、时延扩展等信道参数产生一定的影响，并且该影响可能会随着传输频率的改变而发生变化。因此，研究不同频率场景下遮挡物位置变化的信道模型对更准确地描述高频段室内无线信道的传播特性具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于遮挡物衰减因子的高频段信道建模方法及装置，旨在提高复杂场景下信道模型的准确性。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种基于遮挡物衰减因子的高频段信道建模方法，包括以下步骤：

获取测量数据：所述测量数据包括各位置点上的接收端与信号源距离d、接收端距遮挡物距离D和各位置点的路径损耗值PL；

构建具有遮挡物衰减因子的信道初始模型：

其中，PL(d,f)表示在距离信号源d处，传输频率为f时的路径损耗值，PL(d₀,f)表示在距离信号源d₀处，传输频率为f时的路径损耗值，n表示路径损耗指数，SAF(D,f)为传输频率为f时接收端距离遮挡物D距离时遮挡物造成的额外路径损耗衰减值，是均值为零，标准差为σ_SAF的高斯分布随机变量；d₀为接收端至信号源的参考距离，d表示接收端至信号源的距离；

基于所述信道初始模型和测量数据，求解获取测量场景的路径损耗指数n和传输频率为f时接收端距离遮挡物D距离时遮挡物造成的额外路径损耗衰减值SAF(D,f)；

利用最小均方误差方法进行参数提取，拟合出遮挡物造成的额外路径损耗衰减值SAF与接收端距离遮挡物距离D的关系表达式；