CN105553579A - 针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台*** - Google Patents

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Abstract

本发明属于无线通信技术领域，主要涉及一种针对毫米波信道测试领域的高精度信道测试云台***。针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***，包括：型材支架，手摇升降机和方位轴，其特征在于：还包括负载托盘和三轴平台，所述负载托盘负责承载发送和接收天线馈源，所述三轴平台负责X轴，Y轴，Z轴三轴方位的转动，所述型材支架配备调平地脚，所述手摇升降机安装于型材支架上，所述方位轴固定在手摇升降机上，所述三轴平台固定在方位轴上，所述负载托盘固定在三轴平台上，所述负载托盘上安装有通讯接口。本发明将原来固定的、人工进行移动的云台进行机械化和程序化设计，从而大大解决了毫米波小尺度信道测量的精度问题和云台本身的智能化问题。

Description

针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，主要涉及一种针对毫米波信道测试领域的高精度信道测试云台***。
背景技术
随着人们对高速高质量的无线通信服务的需求，无线技术中的传输速率已经从最初的Kbit/s发展到Mbit/s，更高更好的无线传输必定是无线技术发展的趋势。而目前主要的无线技术，比如超宽带(UWB)无线技术和802.11n标准最高也只能提供数百Mbps的速率，已经不能满足目前的无线技术发展需求。此外，现有的无线技术使得频谱资源越来越紧张，大大限制了新技术的发展。60GHz短距通信技术由于能够提供高达数吉比特的速率，提供免许可的7GHz带宽的频谱资源等优势，成为未来无线技术的最具潜力的备选技术之一。
美国联邦通信委员会(FederalCommunicationsCommission，FCC)在60GHz附近的频段划分出了高达7GHz的无需申请的频带，并且对这个频段的发射功率的限制远远没有UWB所在的频段严格，这为短距离高速无线通信带来了新的选择。在最初的阶段，由于在毫米波频段的器件成本很高，使得在60GHz频段上的应用研究没有很大的吸引力，而随着CMOS器件在这个频段的成功开发，人们开始把目光投向了这个尚未开发的频段上。
相对于目前广泛应用和研究的短距离无线通信技术，如WLAN、UWB等，60GHz频段的无线通信具有显著的特点。
毫米波所处的频率范围为30GHz-300GHz，相应的波长为1mm-10mm。在60GHz频段的毫米波信号的物理空间传播特性和低频段相比有很大的差别。这种差别主要体现在，信号的传播更具有方向性，也就是说多径分量的数量大大降低。信号的绕射性能差，多径信号更多的是由反射信号而不是由散射信号组成；同时信号的路径损耗很大，大的路径损耗会给我们的通信距离、发射功率等带来很大的影响。但是，大的路径损耗也将有利于60GHz短距离通信降低相邻用户的干扰。如，处于不同房间的用户之间的干扰会大大降低，这有利于提高单位空间的用户数。
在50-70GHz频段，无线电波有比较严重的氧气衰减，因此，在大气层内的通信中，60GHz通信技术很难应用于长距离的传输业务。然而，对于室内短距离通信，如WLAN或者点对点的流媒体传输，氧衰带来的影响比较小，100米传输距离的氧衰仅为1.5dB,而相同距离的自由空间路径损失为108dB(假设采用全向天线)。
对于60GHz室内通信来说，更加重要的是信号对建筑材料的反射率和穿透率。60GHz信号穿透一些建筑材料的能力要比低频段信号差，信号很难从一个房间穿透墙壁传到另一个房间。加州大学伯克利无线研究中心(BWRC)的测试表明，60GHz信号在室内墙和地板的损失高达24dB。这些都表明：与目前应用的WLAN不同，60GHz无线***不太适合家庭环境的应用，因为在这种环境中，一般一个WLAN基站可以为整个房子内几个不同的用户共享，但60GHz的低穿透性使得穿过墙壁和地板的高速通信很难实现。然而也正是由于这种高穿透损耗，使得相邻房间的干扰很小，大大提高了频率复用率。几乎每个房间都可以作为一个小区，利用所有的频段而不用担心小区间的干扰。同时，室内信道的多径传播也有很大的改善，即使采用全向天线，多径时延扩展也要比低频段小，并且多径的路径也要短很多，因为主要的多径反射信号来自于同一房间的物体反射。
智能手机和移动互联网业务的快速发展使高带宽数据业务呈现***式增长，运营商网络将面临越来越大的容量压力，室内和热点区域业务的比重增长迅速，网络热点和盲点亟需灵活的部署方案来完善覆盖。与此同时，数据流量的增长并没有使运营商的收入同步合理增长，导致流量与收入的剪刀差随之增大。如何提高网络容量，满足用户日益增长的数据业务需求，同时降低网络建设和运营成本，是所有运营商面临的问题。
在传统的网络架构下，限制条件比较多，包括频谱资源及站址物业难获取等方面，网络无法经济有效地处理大量的数据业务。因此单纯建设宏站的部署方式已难以应对急剧增长的数据业务需求。小基站(SmallCell)可以增加网络容量，有效应对日益激增的网络流量，提高宏基站边缘覆盖区域的用户上网速率。小基站部署灵活快捷，还能与无线局域网(WLAN)有机互补与融合，为用户带来最佳的移动宽带体验。到了4G时代，小基站的作用将尤为突出，甚至比2G、3G时代更加重要。原因是4G的频段较高，对建筑物的穿透力较差，而且4G本身的技术造成了若需达到较高的传输数据速率会需要更高的信噪比，因此小基站的深度和精确的热点覆盖更加有效。小基站组网及立体异构网络(HetNet)也因此成为当前业界广泛关注的焦点。相对于宏基站，小基站可以更好地灵活地部署.
在小站回传的频段中，60GHz由于其无需授权、高带宽、高载波无信号污染等优点在待选频段中脱颖而出，所以研究60GHz的中远距离传播特性尤为重要，特别是在微小站可能建立在室内向外回传的情况下，研究60GHz频段的室内室外回传特性变成了信道测量的重中之重。
信道测量是研究信道衰落特性的有效手段。信号在无线信道中的传播特的基本方式为反射、绕射和散射三种方式。同时也会受路径损耗、阴影衰落和多径衰落等由于信道的复杂性和时变性而引起衰减损耗的影响。
在进行具体实施信道测试的同时，测量点的选择直接影响到数据的正确与否，信道特性的采样是否具有特点性，针对无线通信信道中衰落特性进行分类，可将其信道测量方法分为大尺度衰落测量和小尺度衰落测量。
发明内容
本发明为克服现有技术中的不足，提出一种针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***，将原来固定的、人工进行移动的云台进行机械化和程序化设计，从而大大解决了毫米波小尺度信道测量的精度问题和云台本身的智能化问题。
针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***，包括：型材支架，手摇升降机和方位轴，其特征在于：还包括负载托盘和三轴平台，所述负载托盘负责承载发送和接收天线馈源，所述三轴平台负责X轴，Y轴，Z轴三轴方位的转动，所述型材支架配备调平地脚，所述手摇升降机安装于型材支架上，所述方位轴固定在手摇升降机上，所述三轴平台固定在方位轴上，所述负载托盘固定在三轴平台上，所述负载托盘上安装有通讯接口。
进一步地，所述三轴平台的X轴平移的最大速度为30mm/s，平移的移动范围小于等于15mm，所述三轴平台的Y轴平移的最大速度为30mm/s，平移的移动范围小于等于150mm，所述三轴平台的Z轴平移的最大速度为30mm/s，平移的移动范围小于等于150mm。
进一步地，所述方位轴可以连续旋转，所述方位轴的方位旋转的方位精度为0.1°，所述方位轴的方位速度为4°/s。
进一步地，***整体负载小于等于5Kg，手摇升降机升降范围为1m。
进一步地，所述通讯接口为串口。
本发明的有益效果是：
在进行毫米波信道测试的时候实现高精度的X轴，Z轴，Y轴和方位轴的四轴移动，并且能够使用电脑发送串口命令来实现距离和操作的可控。
附图说明
图1为毫米波信道测量云台框架示意图。
图2为毫米波信道测量云台前视图。
图3为毫米波信道测量云台后视图。
图4为毫米波信道测量云台侧视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，详细说明本发明的技术方案。
如图1所示：
针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***，包括：
用于支撑设备的型材支架，安装于型材支架上的手摇升降机和方位轴，型材支架上配备调平地脚，用于调整***水平。型材支架选用铝型材，***整体负载小于等于5Kg，***自重小于等于35Kg，可模块拆卸，方便野外使用。手摇升降机升降范围为1m，可用于随时调整***高度。
手摇升降机上安装有方位轴，所述方位轴可以连续旋转，方位精度为0.1°，方位速度为4°/s。
三轴平台固定在方位轴上，所述三轴平台负责X轴，Y轴，Z轴三轴方位的转动。所述三轴平台的X轴平移的最大速度为30mm/s，平移的移动范围小于等于15mm，所述三轴平台的Y轴平移的最大速度为30mm/s，平移的移动范围小于等于150mm，所述三轴平台的Z轴平移的最大速度为30mm/s，平移的移动范围小于等于150mm。
三轴平台上安装有负载托盘。所述负载托盘负责承载发送和接收天线馈源，所述负载托盘上安装有通讯接口。所述通讯接口通常选用串口(DB9接口，可与USB转串口线连接)。

Claims (5)

1.针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***，包括型材支架，手摇升降机和方位轴，其特征在于：还包括负载托盘和三轴平台，所述负载托盘负责承载发送和接收天线馈源，所述三轴平台负责X轴，Y轴，Z轴三轴方位的转动，所述型材支架配备调平地脚，所述手摇升降机安装于型材支架上，所述方位轴固定在手摇升降机上，所述三轴平台固定在方位轴上，所述负载托盘固定在三轴平台上，所述负载托盘上安装有通讯接口。
2.根据权利要求1所述的针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***，其特征在于：所述三轴平台的X轴平移的最大速度为30mm/s，平移的移动范围小于等于15mm，所述三轴平台的Y轴平移的最大速度为30mm/s，平移的移动范围小于等于150mm，所述三轴平台的Z轴平移的最大速度为30mm/s，平移的移动范围小于等于150mm。
3.根据权利要求1所述的针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***，其特征在于：所述方位轴可以连续旋转，所述方位轴的方位旋转的方位精度为0.1°，所述方位轴的方位速度为4°/s。
4.根据权利要求1所述的针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***，其特征在于：***整体负载小于等于5Kg，手摇升降机升降范围为1m。
5.根据权利要求1所述的针对毫米波信道测试的高精度信道测试云台***，其特征在于：所述通讯接口为串口。
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