[发明专利]基于双极化天线的LTE MIMO通信传播信道建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体是一种基于双极化天线的LTE MIMO 通信传播信道建模方法。

背景技术

LTE MIMO通信系统是在通信系统发射和接收两端同时使多个天线， 充分利用无线多径信道的空间自由度提高系统容量与传输速率，以增加系统 的复杂程度为代价换取更高的频谱利用率，是在丰富的多径环境中满足不断 增长的容量需求的强有力的解决方案。

有效利用无线多径信道的空间自由度，发掘传播信道的资源是LTE MIMO通信系统物理设计的核心问题。天线是LTE MIMO通信系统直接面 对传播信道的部分，也是系统对空间自由度最敏感的部分。传统的MIMO 通信系统中，基站端往往利用间距很大的多天线阵列实现空间分集，其中天 线单元结构为单线天线结构。随着LTE MIMO技术的不断发展，天线之间 的间距也不断减小，天线单元之间的耦合问题则变得越来越严重，制约了系 统性能的提高。不同于空间LTE MIMO天线，多极化天线利用位于同一位 置的多个天线单元，充分利用电磁波的多个场分量的信息，极大幅度地提高 有限空间内的自由度，获得与空间LTE MIMO天线类似的增益。

目前，对于如何在不增加LTE MIMO通信系统空间复杂度的情况下， 提高LTE MIMO通信系统的系统容量与传输速率的解决方案，主要集中在 有效编码和优化天线单元间的拓扑结构等方面。这些优化需要对LTE MIMO 通信传播信道模型进行研究而做出，而目前还没有基于双极化天线的LTE MIMO通信传播信道建模方法。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，为此，本发明提出一种基于双极化天线 的LTE MIMO通信传播信道建模方法，以建立以LTE MIMO通信系统的信 道矩阵与极化失配功率为主的模型，供优化研究使用。

本发明的目的是这样实现的：基于双极化天线的LTE MIMO通信传播信道 建模方法，在LTE MIMO通信系统中，基站发射端的发射天线和移动接收端的 接收天线均采用双极化天线阵列，所述双极化天线由多个双极化天线单元构成， 所述双极化天线单元由第一线天线和第二线天线构成，所述建模方法包括如下 步骤：

将基站发射端发射的信号通过LTE MIMO通信传播信道传送到移动接收 端，所述LTE MIMO通信传播信道为双极化天线传播信道；

获得发射天线和接收天线中双极化天线单元的复响应；

获得LTE MIMO通信传播信道的复响应；

通过发射天线和接收天线的复响应以及LTE MIMO通信传播信道的复响应 获得LTE MIMO通信系统的信道矩阵并导出。

进一步，所述发射天线或接收天线中双极化天线单元的复响应通过如下方 法获得：

测得第一线天线的倾斜角α；

测得发射天线的去波角θ或接收天线的来波角θ；

测得发射天线或接收天线的天线增益G(θ)；

通过下式算得发射天线或接收天线中双极化天线单元的复响应：

进一步，所述发射天线或接收天线中双极化天线单元的复响应通过如下方 法获得：

测得第一线天线的倾斜角α；

测得发射天线的去波角θ或接收天线的来波角θ；

测得发射天线或接收天线增益G(θ)；

测得第一线天线的自阻抗Z₁₁、第二线天线的自阻抗Z₂₂、第一线天线与第二 线天线之间的互阻抗Z₁₂、第二线天线与第一线天线之间的互阻抗Z₂₁、发射天 线或接收天线的负载阻抗Z_L；

通过下式计算第一天线与第二天线的互耦矩阵：