【摘要】：在26 GHz室外微蜂窩場(chǎng)景測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,研究了毫米波段路徑損耗、陰影衰落和大尺度參數(shù)的建模方法,提出優(yōu)化的分簇方法和萊斯因子計(jì)算方法,比較了參數(shù)化和非參數(shù)化方法對(duì)信道建模的差異,對(duì)比分析了不同微蜂窩場(chǎng)景環(huán)境對(duì)路徑損耗和大尺度參數(shù)的影響。結(jié)果表明,非參數(shù)化方法對(duì)路徑損耗影響較小,對(duì)大尺度參數(shù)影響較大,如均方根角度擴(kuò)展。建筑物上的玻璃窗和環(huán)境中的樹(shù)木對(duì)大尺度參數(shù)有較大影響,對(duì)路損影響較小。毫米波頻段簇的數(shù)目比6 GHz以下頻段更少。為26 GHz室外微蜂窩場(chǎng)景毫米波鏈路和系統(tǒng)仿真以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了信道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和模型。
【圖文】：

如建筑表面鏡面反射體和植被等）對(duì)路徑損耗和大尺度參數(shù)的影響。本文為26GHz室外微蜂窩場(chǎng)景5G毫米波鏈路和系統(tǒng)仿真以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了信道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和模型。2測(cè)量環(huán)境與測(cè)量系統(tǒng)本文毫米波室外信道測(cè)量工作在華北電力大學(xué)（簡(jiǎn)稱“華電”）校園內(nèi)開(kāi)展，選取的2個(gè)微蜂窩場(chǎng)景分別位于華電學(xué)生公寓區(qū)和留學(xué)生公寓區(qū)。學(xué)生公寓建筑表面窗戶很少，樹(shù)木密度高；留學(xué)生公寓建筑表面窗戶多，樹(shù)木密度相對(duì)較低。在每個(gè)場(chǎng)景下分別構(gòu)造了一條視距（LoS,line-of-sight）路徑和一條非視距（NLoS,non-line-of-sight）測(cè)試路徑，如圖1所示。發(fā)射端(Tx)采用全向天線，高6.10m；接收端(Rx)采用喇叭天線，高1.85m，其半波功率角（HPBW,half-powerbeamwidth）為10°。喇叭天線通過(guò)精密步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)控制，可使其在水平面和垂直面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描測(cè)量。為得到完備的三維電波到達(dá)角信息，兼顧測(cè)量時(shí)間和效率，喇叭天線在選定的若干仰角下以5°為步長(zhǎng)進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)掃描，仰角間隔為10°。對(duì)于距離發(fā)射端較近的測(cè)量位置，所測(cè)仰角數(shù)較多，隨著收發(fā)端距離增大，電波到達(dá)角主要集中在水平面附近，此時(shí)所測(cè)仰角圖1場(chǎng)景測(cè)量規(guī)劃示意2017171-2

·134·通信學(xué)報(bào)第38卷目前，毫米波信道測(cè)量主要采用DSS系統(tǒng)[21]，在如圖2所示的DSS測(cè)量系統(tǒng)中，假設(shè)測(cè)量時(shí)信道不隨時(shí)間變化，，則可將天線旋轉(zhuǎn)的不同位置看作虛擬天線陣列。由于測(cè)量時(shí)收發(fā)端靜止，且不考慮移動(dòng)散射體影響，因此多普勒頻偏為0，則目標(biāo)函數(shù)(;)lst可寫(xiě)為;,lllllstcu(5)圖2旋轉(zhuǎn)掃描測(cè)試系統(tǒng)下的信號(hào)模型假設(shè)測(cè)試時(shí)饋點(diǎn)保持在旋轉(zhuǎn)中心，則導(dǎo)向矢量c(,)為111(,)(,)(,)(,)(,)MMMcfcfc(6)這樣，在DSS系統(tǒng)下的SAGE算法實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)SAGE算法一致。3.4基于MCD的分簇算法和萊斯因子計(jì)算方法在3GPP和WINNER等6GHz以下頻段的基于幾何基礎(chǔ)的隨機(jī)模型以及超寬帶SV(Saleh-Valen-zula)模型中，多徑分量(MPC,multipathcomponents)被分成若干個(gè)簇(cluster)。簇的個(gè)數(shù)、簇時(shí)延擴(kuò)展和簇角度擴(kuò)展等參數(shù)是WINNER仿真模型中重要的輸入?yún)?shù)。目前，主要的分簇算法有人工觀察法、KPM(K-power-means)法和基于多徑分量距離(MCD,multipathcomponentdistance）的分簇算法[21]。人工觀察法主要應(yīng)用于時(shí)延域分簇，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在時(shí)延功率譜(PDP,power-delay-profile)上確定簇的數(shù)目，如果同時(shí)考慮多徑的角度域參數(shù)，簇的判定將變得不直觀，這種方法不適用于多維參數(shù)空間的分簇。KPM法需要預(yù)先設(shè)定簇?cái)?shù)的估計(jì)值，因目前毫米波段測(cè)量結(jié)果較少，該估計(jì)值難以得到。MCD法是多徑分量在時(shí)延域和角度域上的歐式距離，物理含義直觀明確，常用來(lái)定量描述多徑在空時(shí)參數(shù)空間上的差異程度。然而，實(shí)測(cè)結(jié)果表明，傳統(tǒng)的基于MCD的分簇算法在視距場(chǎng)景下沒(méi)有考慮視距徑的因素，使用統(tǒng)一的閾值進(jìn)行分簇，會(huì)導(dǎo)致包含視距徑的簇能量明顯偏大。在本文建模工作中，提出了一種改進(jìn)的基于MCD的分簇算法
【作者單位】： 華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院;電信科學(xué)技術(shù)研究院無(wú)線移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;東南大學(xué)毫米波國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：電信科學(xué)技術(shù)研究院無(wú)線移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金資助項(xiàng)目(No.DTimo.15.094) 毫米波國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題基金資助項(xiàng)目(No.K201517)~~
【分類號(hào)】：TN928

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本文編號(hào)：2546542