【摘要】：在26 GHz室外微蜂窩場景測量數(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算方法,比較了參數(shù)化和非參數(shù)化方法對信道建模的差異,對比分析了不同微蜂窩場景環(huán)境對路徑損耗和大尺度參數(shù)的影響。結(jié)果表明,非參數(shù)化方法對路徑損耗影響較小,對大尺度參數(shù)影響較大,如均方根角度擴展。建筑物上的玻璃窗和環(huán)境中的樹木對大尺度參數(shù)有較大影響,對路損影響較小。毫米波頻段簇的數(shù)目比6 GHz以下頻段更少。為26 GHz室外微蜂窩場景毫米波鏈路和系統(tǒng)仿真以及系統(tǒng)設(shè)計提供了信道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和模型。
【圖文】：

如建筑表面鏡面反射體和植被等）對路徑損耗和大尺度參數(shù)的影響。本文為26GHz室外微蜂窩場景5G毫米波鏈路和系統(tǒng)仿真以及系統(tǒng)設(shè)計提供了信道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和模型。2測量環(huán)境與測量系統(tǒng)本文毫米波室外信道測量工作在華北電力大學(xué)（簡稱“華電”）校園內(nèi)開展，選取的2個微蜂窩場景分別位于華電學(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，樹木密度高；留學(xué)生公寓建筑表面窗戶多，樹木密度相對較低。在每個場景下分別構(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°。喇叭天線通過精密步進電機轉(zhuǎn)臺控制，可使其在水平面和垂直面進行旋轉(zhuǎn)掃描測量。為得到完備的三維電波到達(dá)角信息，兼顧測量時間和效率，喇叭天線在選定的若干仰角下以5°為步長進行水平旋轉(zhuǎn)掃描，仰角間隔為10°。對于距離發(fā)射端較近的測量位置，所測仰角數(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，此時所測仰角圖1場景測量規(guī)劃示意2017171-2

·134·通信學(xué)報第38卷目前，毫米波信道測量主要采用DSS系統(tǒng)[21]，在如圖2所示的DSS測量系統(tǒng)中，假設(shè)測量時信道不隨時間變化，，則可將天線旋轉(zhuǎn)的不同位置看作虛擬天線陣列。由于測量時收發(fā)端靜止，且不考慮移動散射體影響，因此多普勒頻偏為0，則目標(biāo)函數(shù)(;)lst可寫為;,lllllstcu(5)圖2旋轉(zhuǎn)掃描測試系統(tǒng)下的信號模型假設(shè)測試時饋點保持在旋轉(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算方法在3GPP和WINNER等6GHz以下頻段的基于幾何基礎(chǔ)的隨機模型以及超寬帶SV(Saleh-Valen-zula)模型中，多徑分量(MPC,multipathcomponents)被分成若干個簇(cluster)。簇的個數(shù)、簇時延擴展和簇角度擴展等參數(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)用于時延域分簇，即根據(jù)經(jīng)驗在時延功率譜(PDP,power-delay-profile)上確定簇的數(shù)目，如果同時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)定簇數(shù)的估計值，因目前毫米波段測量結(jié)果較少，該估計值難以得到。MCD法是多徑分量在時延域和角度域上的歐式距離，物理含義直觀明確，常用來定量描述多徑在空時參數(shù)空間上的差異程度。然而，實測結(jié)果表明，傳統(tǒng)的基于MCD的分簇算法在視距場景下沒有考慮視距徑的因素，使用統(tǒng)一的閾值進行分簇，會導(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)研究院無線移動通信國家重點實驗室;東南大學(xué)毫米波國家重點實驗室;
【基金】：電信科學(xué)技術(shù)研究院無線移動通信國家重點實驗室開放基金資助項目(No.DTimo.15.094) 毫米波國家重點實驗室開放課題基金資助項目(No.K201517)~~
【分類號】：TN928

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本文編號：2546542