CN116388907B - 一种高精度电磁环境重构方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高精度电磁环境重构方法及系统，解决外场的电磁衰落特性在实验室中高精度电磁重构的问题。高精度电磁环境重构方法，包括步骤：三维多探头暗室中每个信号通路的幅相对齐；计算三维多探头暗室中每个探头两个正交极化上的复权重；生成信道冲激响应文件并通过信道模拟设备在暗室中心区域构造出特定外场环境的电磁衰落特征。高精度电磁环境重构系统，包含顺序连接的信号发生模块、信道模拟模块和三维多探头暗室。三维多探头暗室，有多个天线探头，每个探头包含两个相互正交的极化分量信号通路。本申请可以在室内高精度重现外场特定电磁衰落环境，并以接收电信号特征作为评估指标，高保真度的使通信设备的室内外行为保持一致。

Description

一种高精度电磁环境重构方法及系统

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种高精度电磁环境重构方法及系统。

背景技术

随着5G大规模部署，其所能提供的便捷互联网接入和强大信息互联能力，为数字经济的发展注入了新的活力，不仅进一步丰富了人民的移动互联网体验，如高清视频、AR/VR等，也推动了工业、交通、农业、矿业、医疗、环境等垂直行业的数字化转型，展现了良好的应用前景。

然而5G作为一种基础信息交互管道，是以电磁波为信息载体，以开放式空口为传输媒介。由于电磁波在空口传输时存在直射、反射、衍射、透射、折射等物理现象，从而在收发机之间形成路损、阴影、多径等传输效应，造成了接收电信号的快速时变衰落，这种环境相关的随机不确定性对传输的可靠性产生了较大的威胁，也是工业、医疗、自动驾驶等对可靠性要求严苛的垂直应用场景对5G的主要质疑之一。

为了克服上述不良衰落影响，可以通过不断的测试检验提升产品性能。一种有效的测试手段是直接外场测量，在不同的应用场景下开展大量外场试验，检验通信产品或通信系统的可靠性和有效性。然而外场测试的实验环境往往是不可控的，会受到周围人流、车流、天气等不确定因素的影响，难以实现高精准、定量的结果反馈，所以往往用于定性检验，性能提升效率通常比较低下。此外，诸如矿井、机场、工厂等实验环境，会由于安全、管控等因素难以长时间开展测试任务。因此业界十分关注于如何将外场的电磁衰落特性在实验室中进行模拟和重现，基于空口的信道建模理论，重现外场空、时、频、极化等多维度的电磁特征，从而可以在实验室可控环境下，针对性验证天线、射频、基带等通信组件或者整机的通信性能，提升检验精度和效率。室内测试可重复性高，可以满足产品优化定量评估需求。然而，如何实现高精度、高准确度的电磁重构一直是产业界的痛点问题，特别是电信号级别的复现能力，业界尚无解决方案。只有在充分证明室内外环境一致的条件下，才可以让专业研发、测试人员充分的相信并应用实验室的测试结果。因此，该解决方案的提出将极大促进室内电磁环境重构技术在产品设计和测试验证阶段的应用水平和依赖程度，支撑产品与系统高效、精准性能提升。

发明内容

本申请提出一种高精度电磁环境重构方法及系统，解决外场的电磁衰落特性在实验室中高精度电磁重构的问题。

本申请实施例提供一种高精度电磁环境重构方法，包括以下步骤：

将三维多探头暗室中每个信号通路的幅度和相位对齐；

根据外场采集的无线信道参数计算重构区域内目标电场分布，并根据载波频率、时延对目标电场分布的相位属性进行修正；所述无线信道参数包含时延、三维方位、两个正交极化上的复增益；

计算重构区域内的合成电场分布，以目标电场分布与合成电场分布偏差最小化为原则，计算三维多探头暗室中每个探头上两个正交极化分量上的复权重；

基于复权重，生成信道冲激响应文件并通过信道模拟设备在暗室中心区域构造出外场环境的电磁衰落特征。

进一步地，还包含以下步骤：

进行室内外标定对比测试；

以终端在不同形态下各向接收电信号特征的一致性为指标，计算室内外接收功率曲线偏差；响应于功率曲线偏差值小于设定阈值，实现电磁环境重构。

进一步地，采用多点联合校准实现三维多探头暗室中每个信号通路的幅相对齐，所述多点联合校准包含以下步骤：

围绕暗室中心选取若干个校准位置，呈三维中心对称排布，测量并记录每个位置上每个信号通路的幅度和相位；

对不同位置的测量结果取平均，得到校准结果。

进一步地，对目标电场分布的相位属性进行修正，具体包含以下步骤：

根据外场采集的无线信道参数计算重构区域内目标电场分布；

对暗室中心区域进行采样，记录每个采样点在全局坐标系下的笛卡尔坐标；

计算每条路径两个正交极化分量在全局坐标下的坐标表达，并根据采样点的位置、传播方程、空间指向，计算每个采样点处的目标电场矢量；

根据时延和载波频率，对目标电场矢量进行时延补偿，修正其相位属性；

进一步地，计算两个正交极化分量上的复权重，具体包含以下步骤：

计算不同探头到不同采样点的空间转移函数，并基于空间转移函数计算合成电场矢量，以目标电场矢量和合成电场矢量偏差最小化为原则，通过凸优化计算得到每个探头两个正交极化上的复权重。

进一步地，造出特定外场环境的电磁衰落特征，具体包含以下步骤：

计算探头两个正交极化上的综合信道冲激响应函数；

将综合信道冲激响应函数导入信道模拟设备，在暗室中心区域模拟出外场特定电磁环境。

进一步地，还包含步骤：利用构造的电磁环境开展终端性能测试。

本申请实施例还提供一种高精度电磁环境重构系统，用于实现上述任意一项实施例所述方法，包含信号发生模块、信道模拟模块和三维多探头暗室。所述信号发生模块，用于产生信号并发送至信道模拟设备。所述信道模拟模块，用于接收信号并在暗室中心校准位置模拟外场特定电磁环境。所述三维多探头暗室，有多个天线探头，每个探头包含两个正交极化信号通路。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现本申请任一实施例所述的方法。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请任一实施例所述的方法。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本申请，可以在室内高精度重现外场特定电磁衰落环境，并以接收电信号特征作为评估指标，高保真度的使通信设备的室内外行为保持一致。

附图说明

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

图1为本申请实施例一种高精度电磁环境重构方法流程图；

图2为本申请实施例不同校准位置示意图；

图3为本申请实施例探头空间位置定义示意图；

图4为本申请实施例信号空间位置与水平垂直极化定义示意图；

图5为本申请实施例测试区内优化采样示意图；

图6为本申请实施例一种高精度电磁环境重构系统结构图；

图7是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本申请实施例一种高精度电磁环境重构方法流程图。

本申请实施例提供一种高精度电磁环境重构方法，包括步骤101~106：

步骤101、将三维多探头暗室中每个信号通路的幅度和相位对齐；

例如，进一步地，采用多点联合校准实现三维多探头暗室中每个信号通路的幅相对齐。

所述多点联合校准包含步骤：

步骤101-1、围绕暗室中心选取若干个校准位置，呈三维中心对称排布，测量并记录每个位置上每个信号通路的幅度和相位；

将校准天线放置在三维多探头暗室的校准位置。图2为本申请实施例不同校准位置示意图。假设暗室中有个天线探头，如图2所示，每个天线探头包含垂直极化和水平极化两个信号通路，则共有/>个信号通路。

步骤101-2、对不同位置的测量结果取平均，得到校准结果。

例如，将校准天线旋转N个角度，在每个角度下均测量并记录每个信号通路的幅度和相位；

三维多探头中心校准位置上有转台，将校准天线放置于转台中心，图3为本申请实施例探头空间位置定义示意图，如图3所示，将转台旋转个角度，在每个角度下均测量并记录每个信号通路的幅度和相位，假设第/>个角度下所有通路的幅相校准结果表示为

计算校准结果；

公式1

例如，暗室中有2个天线探头用于电磁环境重构，每个天线探头包含垂直极化和水平极化两个信号通路，则共有4个信号通路。将转台旋转2个角度进行联合校准，分别为0度和180度，其幅相校准结果分别表示为以及/>，最终的校准结果计算为：

步骤102、根据外场采集的无线信道参数计算重构区域内目标电场分布，并根据载波频率、时延对目标电场分布的相位属性进行修正；

进一步地，对目标电场分布的相位属性进行修正具体包含步骤：

步骤102-1、根据外场采集的无线信道参数计算重构区域内目标电场分布；

所述无线信道参数包含时延、三维方位、两个正交极化上的复增益。

进一步地，所述无线信道参数包括每一条信号路径的功率、相位、时延、方位角、俯仰角、水平极化复增益，垂直极化复增益。

步骤102-2、对暗室中心区域进行采样，记录每个采样点在全局坐标系下的笛卡尔坐标；

例如，天线探头主波束均指向暗室测试中心，对暗室中心重构区域进行采样，记录每个采样点的笛卡尔坐标，计算每条路径的方向矢量；

图4为本申请实施例信号空间位置与水平垂直极化定义示意图。例如，假设当前电磁空间中在接收机附近存在条信号路径，第/>条电磁信号的特征信息包括时延/>、达到方位角/>，达到天顶角/>，水平极化幅度/>及相位/>、垂直极化幅度/>及相位/>等，表征为，其中/>。图4示出了信号路径的方位角、天顶角、空间指向矢量、水平极化和垂直极化矢量的定义方法。

图5为本申请实施例测试区内优化采样示意图。假设暗室中第个天线探头的笛卡尔坐标为/>，天线探头主波束均指向暗室测试中心。如图5所示，对暗室中心重构区域进行采样，用于后续算法优化。假设共有/>个采样点，每个采样点的笛卡尔坐标为。第/>条信号路径的方位角和天顶角为/>，其方向矢量计算为：

公式2

其中为中心频点波长。

步骤102-3、计算每条路径两个正交极化分量在全局坐标下的坐标表达，并根据采样点的位置、传播方程、空间指向，计算每个采样点处的目标电场矢量；

计算出每条路径的极化矢量在全局坐标系的坐标转移矩阵；

例如，第条的极化矢量在全局坐标系的坐标转移矩阵计算为：

公式3

通过采样点方向矢量、坐标转移矩阵和重构区域内的目标电场矢量功率，计算出各信号路径在采样点的目标电场矢量；

例如，重构区域内的目标电场矢量功率为，则第/>条信号路径在第/>个采样点处的目标电场矢量计算为：

公式4

其中是向量转置函数，/>是以自然常数e为底的指数函数。

步骤102-4、根据时延和载波频率，对目标电场矢量进行时延补偿，修正其相位属性；

对电信号时延补偿。

对上述电信号进行时延补偿，计算如下：

公式5

其中是光速。

步骤103、计算基于三维多探头暗室的合成电场分布，以目标电场分布与合成电场分布偏差最小化为原则，计算三维多探头暗室中每个探头上两个正交极化分量上的复权重；

进一步地，计算两个正交极化分量上的复权重具体为：

计算不同探头到不同采样点的空间转移函数，并基于空间转移函数计算合成电场矢量，以目标电场矢量和合成电场矢量偏差最小化为原则，通过凸优化计算得到每个探头两个正交极化上的复权重。

计算探头到采样点的空间转移函数。

计算第个探头到第/>个采样位置的空间转移函数，表示为/>，如下

公式6

公式7

其中为与/>有关的标量功率因子函数，通常来说/>越大/>越小。

用空间转移函数计算不同天线探头两个正交极化的功率权重因子。

计算不同天线探头水平极化和垂直极化的功率权重因子和/>，其中，计算方法如下：

公式8

其中：

公式9

公式10

和/>分别是第/>个探头的天顶角和方位角，并且与其笛卡尔坐标/>具有如下关系：

公式11

公式12

其中为反正切函数。

例如，对空间中每一条电磁波进行计算，生成每个探头在垂直极化和水平极化两个通路上的复权重。假设当前电磁空间中在接收机附近存在条信号路径，以第/>条路径为例进行说明，其他信号路径计算方法完全相同，不再赘述。假设第/>条电磁信号的特征信息为时延0ns、达到方位角0度，达到天顶角90度（对应/>），水平极化幅度1、相位0度、垂直极化幅度1、相位30度（对应/>）等，表征为/>。系统中心频点为2.6GHz，波长/>约为0.1154m，光速/>为/>m/s。

假设暗室中两个天线探头的位置可以表示为，，天线探头的主波束均指向暗室测试中心。对暗室中心重构区域进行采样，共有2个采样点，坐标分别为/>，/>。根据上述假设，第/>条信号路径的方位角和天顶角为/>，其方向矢量计算为：

第条的极化分量在全局坐标系的坐标转移矩阵计算为：

假设重构区域内的目标电场矢量功率为，则第/>条信号路径在2个采样点处的期望电场信号分别计算为：

对上述电信号进行时延补偿，计算如下：

其中是光速。

假设标量功率因子函数，则计算2个天线探头到2个采样位置的空间转移函数，如下

对第条信号路径，计算不同天线探头水平极化和垂直极化的功率权重因子/>和，可以采用凸优化等数学优化工具，直接求解下面的优化目标函数：

其中，/>，/>。

步骤104、基于复权重，生成信道冲激响应文件并通过信道模拟设备在暗室中心区域构造出特定外场环境的电磁衰落特征。

根据复权重和，生成信道冲激响应文件并通过信道模拟设备在暗室中心区域构造出特定外场环境的电磁衰落特征。

进一步地，造出特定外场环境的电磁衰落特征具体包含步骤：

步骤104-1、计算探头两个正交极化上的综合信道冲激响应函数；

第个探头水平极化和垂直极化上的综合信道冲击响应函数计算如下：

公式13

其中为冲击响应函数，/>为第/>条信号路径的多普勒频偏。

步骤104-2、将综合信道冲激响应函数导入信道模拟设备，在暗室中心区域模拟出外场特定电磁环境。

进一步地，还包含步骤：

步骤105、进行室内外标定对比测试。

具体为：

步骤105-1、以终端在不同形态下各向接收电信号特征的一致性为指标，计算室内外接收功率曲线偏差；

步骤105-2、响应功率曲线偏差值小于设定阈值，实现高精度的电磁环境重构流程。

开展室内外标定对比测试，检验电磁环境重构的准确性。以终端在不同形态下各向接收电信号特征的一致性为指标，计算室内外接收功率曲线偏差，当功率曲线偏差值小于设定阈值，则认为实现了高精度的电磁环境重构流程。

以终端在不同方向上接收电信号的功率曲线作为比对指标，验证电磁环境重现精度。假设共探测多个（个）空间方向，在重构环境中的每个角度上终端接收电信号功率分别为/>，在外场真实环境中的每个角度上终端接收电信号功率分别为/>，计算两条曲线偏差，当偏差小于某一个用户允许的阈值，则认为测试环境搭建完成。可以进一步开展后续的室内定量的测试，用于产品性能验证与优化提升。

例如，验证不同形态各向接收电信号特征的室内外一致性。以终端在不同方向上接收电信号的功率曲线作为比对指标，验证电磁环境重现精度。假设共探测12个水平方向，角度间隔为30度，则探测角度分别为0度，30度，…,330度，在重构环境中的每个角度上终端接收电信号功率分别为，在外场真实环境中的每个角度上终端接收电信号功率分别为/>，计算两条曲线偏差。假设允许的偏差为3dB，则当室内测量曲线和室外测量曲线每个方向上偏差值小于3dB时，认为测试环境搭建完成。可以进一步开展后续的室内定量的测试，用于产品性能验证与优化提升。

进一步地，还包含步骤：

步骤106、利用构造的电磁环境进行终端性能测试。

基于所构造的测试环境，可以开展不同类型的性能测试，检验通信设备或系统的吞吐量、时延、接收信号强度等关键通信指标。

例如，将综合信道冲激响应函数导入信道模拟设备，在暗室中心区域模拟出外场特定电磁环境。

将上述信道冲击响应函数，导入信道模拟设备，从而在暗室中心区域模拟出外场特定电磁环境。

需要说明的是，本申请所述高精度是指真实世界中某个测量值与仿真世界测量结果偏差小于一个用户允许的阈值，在本申请中特指通信终端接受的电信号特征表现的偏差，包括电功率强度、电功率平衡度、电信号相关性等。以室内外通信设备自身接收的电信号特征作为评估指标，评估电磁环境重构的准确性，根据惠更斯原理，满足一定采样密度的条件下，球面电场分布的一致性可以表征球内区域内场的完全复现。

由于通信设备受限于其物理形态其天线方向图往往十分不规则，因此以终端天线作为探针进行评估将更加复杂，而这却恰恰是通信工程师十分关注的，因为它反映了通信设备外场最真实的接收信号特征。

本申请所述方法可以在实验室三维多探头暗室中高精度重构真实世界的无线电磁环境衰落特征，使得通信设备外场接收电信号表现与室内重构环境高度一致，从而满足产品测试验证对于电磁环境复现的严苛要求。首先开展多点联合校准，实现三维多探头暗室中每个信号通路的幅度和相位对齐，然后根据外场采集的关键无线信道参数，具体包括每一条信号路径的功率、相位、时延、方位角、天顶角、水平极化复增益，垂直极化复增益等，计算三维多探头暗室中每个探头上水平极化和垂直极化的复权重；基于计算的复权重和时延等信息，生成信道冲击响应文件，并导入信道模拟设备，从而在暗室中心区域构造出特定外场环境的电磁衰落特征。为了进一步检验室内外电磁特征的一致性，以终端在不同形态下各向接收电信号特征的一致性作为评价标准，计算功率曲线偏差，当偏差值小于某个阈值时则完成电磁环境重构的全部流程。基于室内重构环境，可以定量开展不同类型的性能测试，检验通信设备或系统的吞吐量、时延、接收信号强度等关键通信指标。

本发明方法的创新点和意义在于清晰地呈现了一种高精度电磁环境重构方法，可以在室内高精度重现外场特定电磁衰落环境，并以接收电信号特征作为评估指标，高保真度的使通信设备的室内外行为保持一致。首先，给出了一种多点联合校准方法，可以增强暗室校准结果的鲁棒性，提升校准精度，然后展示了外场关键电磁特征参数集合包括每一条路径的功率、相位、时延、方位角、俯仰角、水平极化复增益，垂直极化复增益等，并给出了暗室探头复功率权重的具体计算方法以及信道衰落文件的生成方法。最后给出了一种新颖的验证复现准确度的指标方法，即以终端各向接收电信号功率曲线偏差衡量模拟环境的差异性。基于所构建的室内电磁环境，可以进一步开展各种专业的通信性能指标测试，如吞吐量、时延、信号强度等。

图6为本申请实施例一种高精度电磁环境重构系统结构图。

本申请实施例还提供一种高精度电磁环境重构系统，用于实现上述任意一项实施例所述方法，包含信号发生模块510、信道模拟模块520和三维多探头暗室530。

所述信号发生模块，用于产生信号并发送至信道模拟设备。

所述信道模拟模块，用于接收信号并在暗室中心校准位置模拟外场特定电磁环境。

所述三维多探头暗室，有多个天线探头，每个探头包含两个正交极化信号通路。

例如，暗室中有个天线探头，每个天线探头包含垂直极化和水平极化两个信号通路，则共有/>个信号通路，校准的链路范围具体是指从信道模拟器的输入端口到暗室中心校准位置。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

因此，本申请还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请中任一实施例所述的方法。

进一步地，本申请还提出一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请任一实施例所述的方法。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (ROM) 或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

图7是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。所显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。其包括：一个或多个处理器620；存储装置610，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器620运行，使得所述一个或多个处理器620实现本申请实施例所述方法。

该电子设备600还包含输入装置630和输出装置640；电子设备中的处理器620、存储装置610、输入装置630和输出装置640可以通过总线或其他方式连接，图中以通过总线650连接为例。

存储装置610作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可运行程序以及模块单元，如本申请实施例中的云底高度的确定方法对应的程序指令。存储装置610可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置610可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置610可进一步包括相对于处理器620远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置630可用于接收输入的数字、字符信息或语音信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置640可包括显示屏、扬声器等电子设备。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种高精度电磁环境重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

将三维多探头暗室中每个信号通路的幅度和相位对齐；

根据外场采集的无线信道参数计算重构区域内目标电场分布，所述无线信道参数包含时延、三维方位、两个正交极化上的复增益；对暗室中心区域进行采样，记录每个采样点在全局坐标系下的笛卡尔坐标；计算每条路径两个正交极化分量在全局坐标下的坐标表达，并根据采样点的位置、传播方程、空间指向，计算每个采样点处的目标电场矢量；根据时延和载波频率，对目标电场矢量进行时延补偿，修正其相位属性；

计算不同探头到不同采样点的空间转移函数，并基于空间转移函数计算合成电场矢量，以目标电场矢量和合成电场矢量偏差最小化为原则，通过凸优化计算得到每个探头两个正交极化上的复权重；

基于复权重，生成信道冲激响应文件并通过信道模拟设备在暗室中心区域构造出外场环境的电磁衰落特征。

2.根据权利要求1所述高精度电磁环境重构方法，其特征在于，还包含以下步骤：

进行室内外标定对比测试，以终端在不同形态下各向接收电信号特征的一致性为指标，计算室内外接收功率曲线偏差；

响应于功率曲线偏差值小于设定阈值，实现电磁环境重构。

3.根据权利要求1所述高精度电磁环境重构方法，其特征在于，采用多点联合校准实现三维多探头暗室中每个信号通路的幅相对齐，所述多点联合校准包含以下步骤：

围绕暗室中心选取若干个校准位置，呈三维中心对称排布，测量并记录每个位置上每个信号通路的幅度和相位；

对不同位置的测量结果取平均，得到校准结果。

4.根据权利要求1所述高精度电磁环境重构方法，其特征在于，造出特定外场环境的电磁衰落特征，具体包含以下步骤：

计算探头两个正交极化上的综合信道冲激响应函数；

将综合信道冲激响应函数导入信道模拟设备，在暗室中心区域模拟出外场特定电磁环境。

5.根据权利要求3所述高精度电磁环境重构方法，其特征在于，还包含步骤：利用构造的电磁环境进行终端性能测试。

6.一种高精度电磁环境重构系统，用于实现权利要求1-5任意一项所述方法，其特征在于，包含信号发生模块、信道模拟模块和三维多探头暗室；

所述信号发生模块，用于产生信号并发送至信道模拟设备；

所述信道模拟模块，用于接收信号并在暗室中心校准位置模拟外场特定电磁环境；

所述三维多探头暗室，有多个天线探头，每个探头包含两个正交极化信号通路。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

8.一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。