CN117278148A - 一种无线通信系统抗干扰能力空口测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线通信系统抗干扰能力的空口测量系统及方法,包括一个球形探头墙,一个多自由度转台,一组无线通信系统天线阵面以及一组适用于近场环境的干扰天线,无线通信系统天线阵面位于该多自由度转台上,干扰天线位于该球形探头墙上,其中,在球形探头墙上具有一组用于信道仿真的探头簇,及多个位于球形探头墙上的测量探头。本发明能够模拟各种复杂干扰源于无线通信系统的对抗,实现在室内近场模拟真实的远场干扰源,从而实现对于无线通信系统抗干扰能力的测试。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统,具体为一种无线通信系统中的抗干扰能力空口测量系统及方法。
背景技术
5G蜂窝移动通信、机载通信、卫星通信等通信系统往往面临抗干扰能力测试问题。传统的传导测量将通信系统和射频前端、天线分离成两个独立的系统,传导测量是通信测量中非常重要的一环,传统的通信系统性能和协议一致性测量往往通过传导测量实现,但是传导测量绕过了通信系统中非常重要的射频前端、天线部分,随着系统复杂性的增加,传统测量方法无法对通信系统整体进行地面测试,不能充分检测通信系统功能,也无法验证抗干扰等新的技术要求,因此对整个通信系统进行空口测量非常必要。
空间环境复杂性不断提高促使抗干扰技术不断发展,并对测试系统提出了抗干扰性能测试的需求,目前抗干扰测试系统按照环境可分为全数字仿真测试、半实物仿真测试和外场测试。全数字仿真测试模型的各个模块一理论公式为基础,一般用于验证抗干扰技术理论上的可行性。国内外普遍认为单靠理论和仿真研究是不足以测试抗干扰性能的,为了更真实地反映复杂的空间环境,半实物仿真测试系统和外场测试系统应运而生,而对于外场测试,由于组织实施复杂、设备量大、实现代价高昂,已收环境条件制约,得到的数据量较少等缺点,随着通信系统的发展,尤其是卫星通信等实现外场测试困难。而对于半实物仿真测试系统,是一种近场测试系统,通过信号仿真干扰信号模型和无线通信系统模型,通过接收设备进行数据传输,从而进行测试评估,具有可控性强,成本适中、安全性好等优点,但如今受限于干扰源数量,可测阵列单元数量有限,而随着无线通信系统的发展,空间环境越来越复杂性,干扰信号的多样性,设计一种能够有效模拟各种复杂干扰源的通信测试系统是非常有必要的,CISPR 2019年上海会议MT8工作组的提案也反应了近距离射频抗扰度测试方案研究的必要性。
因此设计一种能够有效模拟各种复杂干扰源的无线通信系统抗干扰能力空口测量系统及方法是非常有必要的。
发明内容
本发明技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种无线通信系统抗干扰能力空口测量系统及方法,以便解决现有技术中所存在的上述技术问题。
本发明采用的技术解决方案如下:
第一方面,本发明提供一种无线通信系统抗干扰能力空口测量系统,所述系统包括:球形探头墙、多自由度转台、无线通信系统天线阵面、一组用于信道仿真的探头簇、一组适用于近场环境的干扰天线、多个测量探头、链路控制系统和信道模拟系统;链路控制系统与无线通信系统天线阵面连接,实现上下行互易的无线通信信号传输,在无干扰情况下,实现无线通信系统上下行链路通信;
所述一组适用于近场环境的干扰天线中,每个干扰天线由紧缩场或平面波模拟器在近距离模拟远场环境,所述紧缩场通过反射面实现,所述平面波模拟器通过对干扰天线中各阵列单元的幅度相位调整实现;
所述无线通信系统天线阵面由多个天线单元组成,位于多自由度转台上;
在所述球形探头墙上根据无线通信系统中真实的信道模型和干扰信号模型布局所述述探头簇、所述干扰天线及多个测量探头。
所述的信道模拟系统与一组用于信道仿真的探头簇连接,实现无线通信系统中不同类型信道模型仿真。
可选地,所述球形探头墙设有垂直和水平导轨,用于所述探头簇、所述干扰天线及所述多个测量探头的固定以及移动。
可选地,所述的无线通信系统天线阵面为自适应调零天线,根据信号在空间中所处位置的变化,自适应优化无线通信系统天线阵面中的加权矢量,使得目标信号方向形成主波束,干扰信号方向形成零陷。
第二方面,本发明提供一种无线通信系统抗干扰能力空口测量方法,实现如下:
(1)根据无线通信系统的来波的角度及所需要测量的无线通信系统中真实的信道模型,采用角度功率谱拟合方法对球形探头墙上的一组用于信道仿真的探头簇进行布局,所述布局包括所述探头簇的具体分布位置和极化;
(2)将信道模拟系统中多通道信道仿真仪和所述一组用于信道仿真的探头簇连接,所述一组用于信道仿真的探头簇中的各个单元与无线通信系统天线阵面的天线单元之间通过电磁波传播的格林函数建立空间传输矩阵,所述空间传输矩阵的逆矩阵置入多通道信道仿真仪,实现无线通信系统中不同类型信道模型的仿真;
(3)选定靠近球形探头墙中心附近的一组用于信道仿真的探头簇中的多个单元作为接收天线,由无线通信系统天线阵面在多自由度转台配合下,实现对近场方向图的初步测量,通过近远场变换算法对初步测量的近场方向进行近远场变换,恢复得到远场方向图,将所述远场方向图与所述真实信道模型相乘,根据所述相乘结果对所述一组用于信道仿真的探头簇的位置及接收天线之间的信号进行微调,补偿利用球形探头墙近场测试和真实远场的距离差距,从而恢复无线通信系统中的信道模型;
(4)根据干扰源的来波角度和干扰源的距离配置一组适用于近场环境的干扰天线的幅度和相位,布置干扰天线在球形探头墙上的位置,测量干扰天线中各个单元和无线通信系统天线阵面中各个天线单元间的空间传输矩阵,实现对任意近场距离下,利用角谱法将干扰天线中各个单元发射的球面波展开成平面波,从而得到不同干扰源,得到不同干扰源;
(5)针对不同干扰源的强度,链路控制系统分别计算不同干扰信号和待测天线与无线通信系统天线阵面之间的待测信号所需的幅度比值,完成无线通信系统吞吐率的测试,即无线通信系统的抗干扰能力测试。
可选地,所述步骤(1)中,所述角度功率谱拟合方法的实现步骤为:
(11)根据无线通信系统的来波的角度及所需要测量的无线通信系统中真实的信道模型确定所述探头簇的探头个数,利用接收机接收所述探头簇的信号,测量所述探头簇的角度功率谱;
(12)基于角度功率谱的分布模型,对接收机与所述探头簇之间接收的信号群集进行最佳拟合,得到信道模型中发射机和所述探头簇之间的接收角、离去角以及角度扩展;所述角度功率谱的分布模型为拉普拉斯分布、高斯分布或均匀分布模型;
(13)根据所述接收角、离去角以及角度扩展,确定所述探头簇的分布位置和极化。
可选地,所述步骤(4)中,干扰源的来波角度根据所述干扰源在球形探头墙上的位置,即干扰源与无线通信系统天线阵面连线的角度确定;
所述干扰源的距离为所述干扰源与无线通信系统天线阵面间的距离,即距离范围为2*D2/(10*λ)至2*D2/(1*λ),D为无线通信系统天线阵面的最大口径尺寸,λ为波长;
基于所述来波角度和距离,根据所需模拟近场距离,计算出干扰天线中各个单元发出的球面波的模式展开系数,配置幅度相位,并置入干扰天线。
第三方面,本发明提供一种电子设备,其特征在于,包括处理器和处理器;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的计算机程序,执行时实现所述的无线通信系统抗干扰能力空口测量系统或所述的无线通信系统抗干扰能力空口测量方法。
第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序执行时,实现所述的无线通信系统抗干扰能力空口测量系统或所述的无线通信系统抗干扰能力空口测量方法。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)本发明克服现有近场测试干扰源有限、可测单元有限等不足,能够模拟各种复杂干扰源于无线通信系统的对抗,实现在室内近场模拟真实的远场干扰源,保证无线通信系统抗干扰能力的精准测试。
(2)针对现有近场测试的信号来向存在的角度偏差导致的失真问题,本发明采用角度功率谱拟合方法实现无线通信系统中不同类型信道模型的仿真,建立仿真的探头簇与无线通信系统天线阵面之间的空间传输矩阵,在干扰方向自适应置零,保证无失真接收卫星信号。
(3)针对现有系统无法复现复杂干扰源,本发明通过建立干扰天线单元到无线通信系统天线阵面的空间传输矩阵,利用角谱法将干扰天线中各个单元发射的球面波展开成平面波,实现对任意近场距离下干扰源的模拟,从而可以实现更加丰富的干扰源模拟。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种无线通信系统抗干扰能力空口测量系统结构图;
图2为本发明实施例提供的一种无线通信系统抗干扰能力空口测量方法方框图;
图3为本发明实施例提供的卫星球形探头墙尺寸及导轨;
图4为本发明实施例提供的0.9m口径等幅同相阵列天线方向图对比;
图5为本发明实施例提供的收发共用卫星相控阵天线阵列与球形探头墙布局图;
图6为本发明实施例提供的收发不共用卫星相控阵天线阵列与球形探头墙布局图;
图7为本发明实施例提供的整个卫星通信空口测量系统的空间布局图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面对本发明实施例进行详细说明。
如图1所示,本发明实施例提供的一种无线通信系统抗干扰能力的空口测量系统,包括:球形探头墙1、多自由度转台2、无线通信系统天线阵面3、一组用于信道仿真的探头簇4、一组适用于近场环境的干扰天线5、多个测量探头6、屏蔽微波暗室7、链路控制系统8、信道模拟系统9、垂直导轨10、水平导轨11。
在一些实施例中,整个空口测量系统位于室内屏蔽微波暗室7内;链路控制系统8与无线通信系统天线阵面3连接,实现上下行互易的无线通信信号传输,在无干扰情况下,实现无线通信系统上下行链路通信;
在一些实施例中,所述链路控制系统8包括计算机、矢量网络分析仪、放大器、直流电源,用于控制收发信号。矢量网络分析仪与放大器和连接,放大器与直流电源连接,计算机与矢量网络分析仪连接,控制矢量网络分析仪,实现自动化控制。
在一些实施例中,所述一组适用于近场环境的干扰天线5中,每个干扰天线由紧缩场或平面波模拟器在近距离模拟远场环境,所述紧缩场通过反射面实现,所述平面波模拟器通过对所述一组适用于近场环境的干扰天线5中各阵列单元的幅度相位调整实现;
在一些实施例中,所述无线通信系统天线阵面3由多个天线单元组成,位于多自由度转台2上,所述无线通信系统天线阵面3为自适应调零天线,根据信号在空间中所处位置的变化,自适应优化无线通信系统天线阵面3中的加权矢量,使得目标信号方向形成主波束,干扰信号方向形成零陷。
在一些实施例中,在所述球形探头墙1上根据无线通信系统中真实的信道模型和干扰信号模型布局所述一组用于信道仿真的探头簇4、所述一组适用于近场环境的干扰天线5及多个测量探头6。
所述球形探头墙1设有垂直10和水平导轨11,用于所述一组用于信道仿真的探头簇4、所述一组适用于近场环境的干扰天线5及所述多个测量探头6的固定以及移动。
在一些实施例中,所述信道模拟系统9由多通道仿真仪与线缆组成,与一组用于信道仿真的探头簇4连接,实现无线通信系统中不同类型信道模型仿真。
如图2所示,本发明实施例提供一种无线通信系统抗干扰能力空口测量方法,实现如下:
(1)根据无线通信系统的来波的角度及所需要测量的无线通信系统中真实的信道模型,采用角度功率谱拟合方法对球形探头墙上的一组用于信道仿真的探头簇进行布局,所述布局包括所述探头簇的具体分布位置和极化;
在一些实施例中,所述角度功率谱拟合方法的实现步骤为:
(11)根据无线通信系统的来波的角度及所需要测量的无线通信系统中真实的信道模型确定所述探头簇的探头个数,利用接收机接收所述探头簇的信号,测量所述探头簇的角度功率谱;
(12)基于角度功率谱的分布模型,对接收机与所述探头簇之间接收的信号群集进行最佳拟合,得到信道模型中发射机和所述探头簇之间的接收角、离去角以及角度扩展;所述角度功率谱的分布模型为拉普拉斯分布、高斯分布或均匀分布模型;
(13)由于接收信号的幅度取决于天线的空间位置,所以角度扩展会导致空间选择性衰落,所以根据所述接收角、离去角以及角度扩展可以活得一个改进的模型,从而确定所述探头簇的分布位置和极化。
(2)将信道模拟系统中多通道信道仿真仪和所述一组用于信道仿真的探头簇连接,所述一组用于信道仿真的探头簇中的各个单元与无线通信系统天线阵面的天线单元之间通过电磁波传播的格林函数建立空间传输矩阵,在本发明实施例中,空间传输矩阵如下:
其中,l为信道路径的数目,为m号发射天线与n号接收天线间的传输信道的复系数;在一些实施例中,所述空间传输矩阵的逆矩阵置入多通道信道仿真仪,实现无线通信系统中不同类型信道模型的仿真;
(3)选定靠近球形探头墙中心附近的一组用于信道仿真的探头簇中的多个单元作为接收天线,由无线通信系统天线阵面在多自由度转台配合下,实现对近场方向图的初步测量,通过近远场变换算法对初步测量的近场方向进行近远场变换,恢复得到远场方向图,将所述远场方向图与所述真实信道模型相乘,根据所述相乘结果对所述一组用于信道仿真的探头簇的位置及接收天线之间的信号进行微调,补偿利用球形探头墙近场测试和真实远场的距离差距,从而恢复无线通信系统中的信道模型;
(4)根据干扰源的来波角度和干扰源的距离配置一组适用于近场环境的干扰天线的幅度和相位,布置干扰天线在球形探头墙上的位置,测量干扰天线中各个单元和无线通信系统天线阵面中各个天线单元间的空间传输矩阵,实现对任意近场距离下,利用角谱法将干扰天线中各个单元发射的球面波展开成平面波,从而得到不同干扰源,得到不同干扰源;
上述干扰源的来波角度根据所述干扰源在球形探头墙上的位置,即干扰源与无线通信系统天线阵面连线的角度确定;
在本发明实施例中,所述干扰源的距离为所述干扰源与无线通信系统天线阵面间的距离,即距离范围为2*D2/(10*λ)至2*D2/(1*λ),D为无线通信系统天线阵面的最大口径尺寸,λ为波长;
在一些实施例中,基于所述来波角度和距离,根据所需模拟近场距离,计算出干扰天线中各个单元发出的球面波的模式展开系数,配置幅度相位,并置入干扰天线。
(5)针对不同干扰源的强度,链路控制系统分别计算不同干扰信号和待测天线与无线通信系统天线阵面之间的待测信号所需的幅度比值,完成无线通信系统吞吐率的测试,即无线通信系统的抗干扰能力测试。
如图3所示,本发明优选实施例之一,其中,无线通信系统天线阵面为卫星天线,球形探头墙的球心位置位于卫星中心,其垂直中心线于水平中心线交点与天线阵面处于同一高度,高度为3m,且球的半径为L=20m;球形探头墙为球的一部分,正面投影尺寸为12m(长)*7.5m(高),其中,下半弧面高度a为3m,下半弧面高度b为4.5m。为了可以在探头墙上水平和垂直两个方向自由改变探头的位置,需要在探头墙上设计导轨:水平方向弧形导轨对应的弦长c为9m,对称分布,垂直方向弧形导轨对应的弦长7.5m,并安装在水平导轨上可以自由滑动,总共需要2条水平弧形4条垂直弧形导轨,每条垂直弧形导轨上放置两个探头。由于探头扫描需要一定的精度,要保证导轨的设计精度高于1mm,并且需要保证每次改变探头位置后能准确返回到之前的位置。
整个空口测量系统位于室内屏蔽微波暗室内;链路控制系统与卫星天线连接,实现上下行互易的无线通信信号传输,在无干扰情况下,实现无线通信系统上下行链路通信;
在所述球形探头墙上根据无线通信系统中真实的信道模型和干扰信号模型布局所述述探头簇、所述干扰天线及多个测量探头。
对不同距离和远场下0.9m口径等幅同相阵列天线方向图进行仿真,结果如图4所示,由图4可知,0.9米口径等幅同相阵列天线在5米、10米、20米处的方向图与远场方向图进行对比可以得到在20米处的方向图更加接近远场方向图,有明显的主瓣指向,且兼顾成本等因素,选择距离为20米作为球形探头墙与阵列天线的距离,因此设计卫星距离球形探头墙20m。
如图5所示,在优选实施例中,为收发共用卫星相控阵天线阵列与球形探头墙布局图,天线阵列直径为0.9m,卫星天线在总扫描角度17度时,对应球形探头墙上的扫描区域为6*6米,即图中k=a=0.9m,表示天线阵列为0.9米×0.9米,b=c=6m,表示对应的球形探头墙上的扫描区域,L=20m,表示天线阵列与球形探头墙的距离为20m焦斑尺寸在小角度波束偏转范围内变化不明显,整体焦斑直径在0.4米左右,在6*6米区域的探头数量可以选择8*8共计64个,通过后接64*8开关矩阵可以模拟多波束多通道通信状态,从而实现抗干扰能力测试,针对不同极化可以增配一台64*8开关矩阵。在收发共用同一个阵面时,球形探头可以通过双工器或者环形器等支持上下行,也可以增配开关实现时分通信。
在本发明优选实施例中,在收发不共用相同阵面时,如图6所示,在球形探头墙的横向需要扩展馈电单元,馈电单元尺寸,扩展尺寸略小于两收发阵面的中心间距。如果收发天线中心间距较近,扩展尺寸较小,可以采用收发分别应用不同探头,能够模拟多波束同时通信,从而实现抗干扰能力测试。
本发明还公开了一种面向Ka频段高速宽带卫星通信系统的空口测量系统,主要包括卫星OTA暗室、卫星球形探头墙空口测量子系统、链路控制系统、信道模拟系统、地球站(信关站和卫星终端)OTA测量系统、软件平台、校准系统、操作和展示平台八个主要的子系统。
卫星球形探头墙空口测量子系统主要针对卫星和卫星通信子系统的上下行模拟,具体包括高性能大型屏蔽暗室,球形探头墙、多自由度转台、无线通信系统天线阵面、一组用于信道仿真的探头簇、一组适用于近场环境的干扰天线、多个测量探头、屏蔽微波暗室、链路控制系统、信道模拟系统、上下变频模块,放大器组件和软件控制系统等主要组成部分。可进行真实复杂信道仿真,覆盖各种相对运动场景。
地球站球形探头墙空口测量子系统主要针对地球站的上下行模拟,具体包括高性能大型屏蔽暗室,球形探头墙、多自由度转台、无线通信系统天线阵面、一组用于信道仿真的探头簇、一组适用于近场环境的干扰天线、多个测量探头、屏蔽微波暗室、链路控制系统、信道模拟系统、上下变频模块,放大器组件和软件控制系统等主要组成部分。可针对地球站进行真实复杂信道仿真,测量吞吐率,误码率,误包率等系统指标。
图7所示,为本发明实施例提供的卫星通信空口测量系统的空间布局图。图中所示为卫星OTA暗室12、地球站(信关站和卫星终端)OTA暗室13,操作和展示大厅14。
作为本发明另一优选实施例,卫星OTA暗室12的整体尺寸为长30m,宽12m,高8m,卫星OTA暗室12能容纳卫星整星测试系统;暗室左边设置高6m,宽7m的滑动门16供卫星转运AGV车及人其他人员设备进出操作;卫星正前方安装有球形探头墙18,卫星距离球形探头墙L=20m,小型球形探头墙17距离后墙3米,小型球形探头墙17中心高度为3m,半径为10m,宽度为10m;暗室墙壁覆盖有吸波材料,以及在暗室中装配照明系统,通风系统以及监控系统等;
地球站(信关站和卫星终端)OTA暗室13整体尺寸为长为7m,宽5m,高5m;暗室中安装有小型球形探头墙17,以及一个三维转台15,通过三维转台模拟被测卫星终端或信关站不同方位和俯仰变化;暗室墙壁完全覆盖吸波材料,安装照明系统,通风系统和监控系统;其中L为20米,表示卫星距离球形探头墙的距离为20米。
操作和展示大厅14的长9m,宽5m,高8m;大厅中装有大型显示屏,用于暗室外人机交互系统显示和实时显示被测卫星和测量系统的状态;大厅显示屏对面有八个工位用于工作人员操作;大厅设有设备箱,用于放置设备。
通过卫星OTA暗室和地球站(信关站和卫星终端)OTA暗室两个暗室分别基于本发明的一种无线通信系统抗干扰能力的空口测量系统及方法模拟卫星及卫星终端通信,实现近场测试卫星通信系统的抗干扰能力。
本发明以上优选实施例仅代表可实现的其中一种方式,所有通信系统均可以应用本方案进行抗干扰能力测试。
本发明实施例提供的Ka波段宽带卫星通信系统具有端到端的空口性能测试能力,能够有力支撑新型卫星空口技术的性能验证、支撑波束赋形和波束跟踪等核心算法的性能验证,优化产品设计,推动毫米波卫星通信子系统和整星通信系统测试进步,支持我国卫星领域国家标准和行业标准制定。
基于同一发明构思,本发明的另一实施例提供一种电子设备(例如计算机、服务器、智能手机等),其包括存储器和处理器,所述存储器存储计算机程序,所述计算机程序执行时,实现前述本发明实施例提供的系统及方法。
基于同一发明构思,本发明的另一实施例提供一种计算机可读存储介质(例如ROM/RAM、磁盘、光盘),所述计算机可读存储介质存储计算机程序,所述计算机程序被计算机执行时,实现前述本发明实施例提供的系统及方法。
提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的,而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改,均应涵盖在本发明的范围之内。
Claims (8)
1.一种无线通信系统抗干扰能力空口测量系统,其特征在于,包括:球形探头墙、多自由度转台、无线通信系统天线阵面、一组用于信道仿真的探头簇、一组适用于近场环境的干扰天线、多个测量探头、链路控制系统和信道模拟系统;链路控制系统与无线通信系统天线阵面连接,实现上下行互易的无线通信信号传输,在无干扰情况下,实现无线通信系统上下行链路通信;
所述一组适用于近场环境的干扰天线中,每个干扰天线由紧缩场或平面波模拟器在近距离模拟远场环境,所述紧缩场通过反射面实现,所述平面波模拟器通过对干扰天线中各阵列单元的幅度相位调整实现;
所述无线通信系统天线阵面由多个天线单元组成,位于多自由度转台上;
在所述球形探头墙上根据无线通信系统中真实的信道模型和干扰信号模型布局所述述探头簇、所述干扰天线及多个测量探头;
所述的信道模拟系统与一组用于信道仿真的探头簇连接,实现无线通信系统中不同类型信道模型仿真。
2.根据权利要求1所述的一种无线通信系统抗干扰能力空口测量系统,其特征在于,所述球形探头墙设有垂直和水平导轨,用于所述探头簇、所述干扰天线及所述多个测量探头的固定以及移动。
3.根据权利要求1所述的一种无线通信系统抗干扰能力空口测量系统,其特征在于,所述的无线通信系统天线阵面为自适应调零天线,根据信号在空间中所处位置的变化,自适应优化无线通信系统天线阵面中的加权矢量,使得目标信号方向形成主波束,干扰信号方向形成零陷。
4.一种无线通信系统抗干扰能力空口测量方法,其特征在于,实现如下:
(1)根据无线通信系统的来波的角度及所需要测量的无线通信系统中真实的信道模型,采用角度功率谱拟合方法对球形探头墙上的一组用于信道仿真的探头簇进行布局,所述布局包括所述探头簇的具体分布位置和极化;
(2)将信道模拟系统中多通道信道仿真仪和所述一组用于信道仿真的探头簇连接,所述一组用于信道仿真的探头簇中的各个单元与无线通信系统天线阵面的天线单元之间通过电磁波传播的格林函数建立空间传输矩阵,所述空间传输矩阵的逆矩阵置入多通道信道仿真仪,实现无线通信系统中不同类型信道模型的仿真;
(3)选定靠近球形探头墙中心附近的一组用于信道仿真的探头簇中的多个单元作为接收天线,由无线通信系统天线阵面在多自由度转台配合下,实现对近场方向图的初步测量,通过近远场变换算法对初步测量的近场方向进行近远场变换,恢复得到远场方向图,将所述远场方向图与所述真实信道模型相乘,根据所述相乘结果对所述一组用于信道仿真的探头簇的位置及接收天线之间的信号进行微调,补偿利用球形探头墙近场测试和真实远场的距离差距,从而恢复无线通信系统中的信道模型;
(4)根据干扰源的来波角度和干扰源的距离配置一组适用于近场环境的干扰天线的幅度和相位,布置干扰天线在球形探头墙上的位置,测量干扰天线中各个单元和无线通信系统天线阵面中各个天线单元间的空间传输矩阵,实现对任意近场距离下,利用角谱法将干扰天线中各个单元发射的球面波展开成平面波,从而得到不同干扰源;
(5)针对不同干扰源的强度,链路控制系统分别计算不同干扰信号和待测天线与无线通信系统天线阵面之间的待测信号所需的幅度比值,完成无线通信系统吞吐率的测试,即无线通信系统的抗干扰能力测试。
5.根据权利要求4所述的一种无线通信系统抗干扰能力空口测量方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述角度功率谱拟合方法的实现步骤为:
(11)根据无线通信系统的来波的角度及所需要测量的无线通信系统中真实的信道模型确定所述探头簇的探头个数,利用接收机接收所述探头簇的信号,测量所述探头簇的角度功率谱;
(12)基于角度功率谱的分布模型,对接收机与所述探头簇之间接收的信号群集进行最佳拟合,得到信道模型中发射机和所述探头簇之间的接收角、离去角以及角度扩展;所述角度功率谱的分布模型为拉普拉斯分布、高斯分布或均匀分布模型;
(13)根据所述接收角、离去角以及角度扩展,确定所述探头簇的分布位置和极化。
6.根据权利要求4所述的一种无线通信系统抗干扰能力空口测量方法,其特征在于,所述步骤(4)中,干扰源的来波角度根据所述干扰源在球形探头墙上的位置,即干扰源与无线通信系统天线阵面连线的角度确定;
所述干扰源的距离为所述干扰源与无线通信系统天线阵面间的距离,即距离范围为2*D2/(10*λ)至2*D2/(1*λ),D为无线通信系统天线阵面的最大口径尺寸,λ为波长;
基于所述干扰源的来波角度和距离,根据所需模拟近场距离,计算出干扰天线中各个单元发出的球面波的模式展开系数,配置幅度相位,并置入干扰天线。
7.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和处理器;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的计算机程序,计算机程序执行时,实现权利要求1-3中任意之一所述的无线通信系统抗干扰能力空口测量系统或权利要求4-6所述的无线通信系统抗干扰能力空口测量方法。
8.一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,所述计算机程序执行时,实现权利要求1-3中任意之一所述的无线通信系统抗干扰能力空口测量系统或权利要求4-6所述的无线通信系统抗干扰能力空口测量方法。
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