CN105842546A - 基于天线方向图信息的电磁波传播矩阵的逆矩阵求解方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线终端天线方向图信息的电磁波传播矩阵逆矩阵的求解方法，其中，微波暗室内包括n个测试天线，无线终端包括m个接收天线，m个接收天线与选定的m个测试天线以电磁波形式进行数据传输，m≥2，n≥m。该方法对电磁波传播矩阵逆矩阵求解包括以下步骤：获取m个接收天线的方向图信息；根据上述方向图信息计算适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，在上述适合坐标点，对相应的传播矩阵的逆矩阵进行求解。该求解方法，在进行MIMO测试国际标准之一的辐射两步法计算时可以快速地求解满足要求的逆矩阵，无需人为干预，省时省力。

Description

基于天线方向图信息的电磁波传播矩阵的逆矩阵求解方法

技术领域

本发明属于无线设备性能测试技术领域，尤其涉及一种基于无线终端天线方向图信息的电磁波传播矩阵的逆矩阵的求解方法，及该方法在LTE MIMO OTA(Over The Air)测试国际标准之一辐射两步法中应用。

技术背景

MIMO OTA测试的目的是保证在实验室的测试结果能够真实反映无线终端在各种复杂的实际使用环境及用户使用状态下的无线性能。

目前，国际无线最高标准组织，3GPP(3rd Generation Partnership Project)提供的主要测试标准有多探头法、辐射两步法、混响法。其中，在相关技术中，公开了一种基于辐射两步法的、快速、准确、经济的MIMO OTA测试解决方案，如图1所示，终端测试环境包括了基站仿真器、信道模拟器、屏蔽电波暗室、转台、天线，能够实现在高效的内完成对LTE终端的性能的测量。

辐射两步法是传导两步法发展而来。传导两步法的实现是通过在计算机中计算出应该到达每一个接收机的信号，然后通过传导线直接输送到该接收机上，实现了和多探头等效的测量过程。但是，由于传导两步法并不能包含接收天线引入的互干扰以及不符合OTA测试理念，因此逐步向辐射两步法发展。辐射两步法是在传导两步法的基础上，去掉传导线，让信号在暗室模拟的自由空间传播到被测件，然后利用相应的方法解调出该空间传播矩阵的逆矩阵，这样一来，就可以在空间实现两根虚拟传导线的效果，使信号在虚拟传导线上直接传输到达接收机。因此，辐射两步法面临的困难之一就是对电磁波传播的空间矩阵的逆矩阵的求解。

电磁波传播的空间矩阵不仅与暗室环境有关，而且与所选取的传播信号的天线位置、极化以及与被测件的姿态有关，这些变量的组合可以产生非常多的电磁波传播矩阵，由于一个矩阵是否存在逆矩阵是有条件的，因此，在这些传播矩阵中，可能存在很多不能进行逆矩阵求解，如果无法预知哪些传播矩阵适合求解逆矩阵，唯一做法就是按照顺序轮序或者随机查询每一个可能的正向传播矩阵的逆矩阵是否满足要求。这样的做法是极其耗费时间的和低效，经常会出现几个小时甚至更久都没有轮训到满足的逆矩阵。更为致命的是，测试人员必须全程跟踪测试，对每一个解出来的逆矩阵的性能做出主观上是否满足要求的判断。因此，严重阻碍着辐射两步法的发展和推广。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明需要提出一种基于无线终端天线方向图信息的电磁波传播矩阵逆矩阵的求解方法，该计算方法在进行辐射两步法中逆矩阵计算时可以快速地求解满足要求的逆矩阵，无需人为干预，省时省力。

为了解决上述问题，本发明实施例提出一种基于天线方向图信息的电磁波传播矩阵逆矩阵的求解方法，其中，微波暗室内包括转台和n个测试天线，其中，无线终端放置在所述转台上，所述无线终端包括m个接收天线，所述m个接收天线与选定的m个测试天线以电磁波形式进行数据传输，其中，m≥2，n≥m，所述求解方法包括以下步骤：获取所述m个接收天线的方向图信息；根据所述m个接收天线的方向图信息计算适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，其中，所述坐标点包括影响所述电磁波传播矩阵的参数信息；以及在所述适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，对相应的电磁波传播矩阵的逆矩阵进行求解。

根据本发明的基于移动终端天线方向图信息的电磁波传播矩阵逆矩阵的求解方法，可以直接依据接收天线的方向图信息判断每一个坐标是否满足合适求解逆矩阵的条件，更加快速地计算适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，在适合的坐标点对逆矩阵求解，并且可以智能化实现，无需人为干预，省时省力。

进一步地，根据所述m个接收天线的方向图信息计算适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点具体包括：提取对应坐标点的每个接收天线相对于每个测试天线的增益信息和任意两个接收天线相对于每一个测试天线的接收电磁波的相位差信息，其中，(Ant₁,Ant₂,...,Ant_m)为所述坐标点选定的测试天线的信息，为所述微波暗室内放置无线终端的转台的旋转角度信息；根据所述增益信息和所述相位差信息，分别运算求出加载了相应的逆矩阵之后实现的m个接收天线与m个测试天线之间的m条虚拟导线的隔离度；根据所述m条虚拟导线的隔离度判断对应所述坐标点是否为求解所述逆矩阵的合格坐标点。

更进一步地，根据所述m条隔离度判断对应所述坐标点是否为求解所述逆矩阵的合格坐标点具体包括：如果对应所述坐标点的m条虚拟导线的隔离度的正负符号相同且绝对值均大于预设阈值，则判断该坐标点为求解所述逆矩阵的合格坐标点。

上述方法还包括：遍历所属范围的所有坐标点，获得求解所述逆矩阵的所有的合格坐标点；以及在所述所有的合格坐标点中确定所述最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点。

进一步地，在所述所有的合格坐标点中确定所述最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点具体包括：对每一个所述合格坐标点的m条虚拟导线的隔离度取绝对值，并将绝对值中最小的隔离度值作为对应坐标点的综合隔离度值；选择所述所有的合格坐标点中综合隔离度最大的坐标点为最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点。

或者，分别计算所述m条虚拟导线的虚拟路损；以及对每一个所述合格坐标点的m条虚拟导线的虚拟路损取绝对值，并将绝对值中最大的虚拟路损值作为对应坐标点的综合虚拟路损值，选择所述所有的合格坐标点中综合虚拟路损值最小的的坐标点作为所述最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点。

或者，对每一个所述合格坐标点的m条虚拟导线的隔离度取绝对值，并将绝对值中最小的隔离度值作为对应坐标点的综合隔离度值；分别计算所述m条虚拟导线的虚拟路损，对每一个所述合格坐标点的m条虚拟导线的虚拟路损取绝对值，并将绝对值中最大的虚拟路损值作为对应坐标点的综合虚拟路损值；根据所述所有的合格坐标点的综合隔离度和综合虚拟路损值确定所述最佳求解电磁波传播矩阵逆矩阵的坐标点。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的无线终端测试环境的部分结构示意图；

图2是相关技术中的传导两步法的实现示意图；

图3是相关技术中辐射两步法实现***示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的辐射两步法中空间信号传播示意图；

图5是根据本发明的一个实施例的两个接收机实际工作过程中信号传播示意图及其等效示意图；

图6是根据本发明的一个实施例基于无线终端天线方向图信息的电磁波传播矩阵逆矩阵的求解方法的流程图；

图7是根据本发明的一个具体实施例的实现针对图6所述求解方法的配置***示意图；

图8中的(1)和(2)是根据本发明的另一个具体实施例的两个接收天线的方向图信息的数据表格。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为了表述本发明实施例的计算方法求取的逆矩阵可以在辐射两步法中使用，首先对辐射两步法和本发明实施例中涉及的几个定义性的概念做简单的介绍。

以两个接收机为例，传导两步法的实现可以如图2所示，将信道模型和天线的方向图信息的运算在仪表中运行，然后将运算结果借助传导线直接输入至被测件的接收机，即达到的效果可以表示为：

[R₁ R₂]＝[T₁ T₂] (1)

其中，R₁和R₂分别表示两个接收机接收到的信号，T₁和T₂分别表示为信道模拟器的两路输出信号。

如图3所示，对于辐射两步法，由于信号在暗室中传播相当于在自由空间传播，如图4所示，假设空间传播矩阵为：

$H=\left[\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{12}\\ h_{21}& h_{22}\end{array}\right]---\left(2\right)$

则发射信号和接收信号关系表示为：

$\left[\begin{array}{cc}{R}_1^{,}& R_2^{,}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{T}_1& T_2\end{array}\right]*\left[\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{12}\\ h_{21}& h_{22}\end{array}\right]---\left(3\right)$

如果要达到与传导两步法同样的效果，可以在发射信号发射出之前，在仪表中进行以下运算，乘以一个新的矩阵：

$C=\left[\begin{array}{cc}{c}_{11}& c_{12}\\ c_{21}& c_{22}\end{array}\right]---\left(4\right)$

则新的发射信号和接收信号的关系为：

$\left[\begin{array}{cc}{R}_1^{,,}& R_2^{,,}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{T}_1& T_2\end{array}\right]*\left[\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{12}\\ h_{21}& h_{22}\end{array}\right]*\left[\begin{array}{cc}{c}_{11}& c_{12}\\ c_{21}& c_{22}\end{array}\right]---\left(5\right)$

则当满足条件：

$C*H=\left[\begin{array}{cc}x& 0\\ 0& x\end{array}\right]---\left(6\right)$

其中，x不为零，就可以实现辐射两步法和传导两步法的等效，即达到公式(1)的效果，即可以等效认为空间中存在两个“导线”，例如在本发明的实施例中称之为“虚拟导线”，可以通过此两个虚拟导线将信号直接输入到接收机，如图3所示。以上公式表述对于M(M≥3)个接收机的情况同样适用。

暗室中传播的正向电磁波传播矩阵与所选测试天线、被测件旋转角度有关。以2个接收机的2╳2正向矩阵为例，定义坐标其中，Ant₁表示所选的第一个测试天线，Ant₂表示所选择的第二个测试天线，θ表示被测件在如图1中θ轴上旋转的角度，表示被测件在如图1中φ轴上旋转的角度，则每一个坐标对应一个正向电磁波传播矩阵。

但是，并非每一个坐标对应的正向电磁波传播矩阵都存在逆矩阵或者不是每一个逆矩阵都能满足实际需求。针对于此，在本发明的实施例中提出一个“隔离度”的指标。以2个接收机的情况为例，在加入逆矩阵以后，2个接收机的实际工作情况如图5(1)所示，设逆矩阵C，C在仪表中写入，表示为上述公式(4)形式，暗室中空间传播矩阵表示为H，H表示为：

$H=\left[\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{12}\\ h_{21}& h_{22}\end{array}\right],$ 其中，当满足H*C等于公式(6)时，图5(1)中情况可以等效于如图5(2)所示。在实际上，接收机1(R1)不仅会接收到发射机1(T1)发出的信号，设上述功率大小表示为P₁₁，单位为dBm，接收机1(R1)还会接收到发射机2(T2)的干扰，设上述设功率大小为P₁₂，则认为虚拟导线1能够实现的抗干扰的隔离度大小为：

Iso₁＝P₁₁-P₁₂ (7)

同样地，令接收机2(R2)接收到的发射机2(T2)的信号为P₂₂，接收机2(R2)接收到的发射机1(T1)的干扰为P₂₁，则认为虚拟导线2能够实现的抗干扰的隔离度大小为：

Iso₂＝P₂₂-P₂₁ (8)

当两个隔离度大小满足一定要求时，可以认为来自另一路的干扰信号对接收机工作的影响可以忽略，即认为在此情况下与传导测量能获得同样的测试结果。需要说明的是，隔离度虽然不是虚拟导线的唯一指标，但是，隔离度是求解虚拟导线是否满足辐射两步法要求的必要指标。在本发明的实施例中，隔离度以dB数据形式表述，但是，在实际应用中对数据格式并不做要求，实数表达也可以。

在虚拟导线满足隔离度要求的基础上，在本发明的实施例中还定义了“虚拟路损”的概念。具体地，如图5(2)所示，假设T1和T2两路信号发出的功率大小分别为P_T1和P_T2，均以dBm数据格式表示，R1和R2两个接收机接收到的功率大小分别为P_R1和P_R2，则定义虚拟导线1和虚拟导线2的虚拟路损分别为：

L_p1＝P_T1-P_R1 (9)

L_p2＝P_T2-P_R2 (10)

由上述两个公式可以看出，虚拟路损的意义可以评估虚拟导线对功率的损耗。

在上述实施例中，坐标点的个数非常多。但是，由于无法预先求解每一个坐标对应传播矩阵的逆矩阵之后其对应的虚拟导线的隔离度，就无法判断该坐标点是否适合求解逆矩阵。辐射两步法对坐标的选择主要采取遍历或者随机的方式，即通过物理转动(以及射频切换)遍历所有的坐标，然后依次求解逆矩阵并验证相应的虚拟导线的隔离度，直至找到符合要求的即停止。此方式非常消耗时间而且不能保证找到使得虚拟导线隔离度达最大的坐标，因而大大降低了辐射两步法测试的效率以及抗干扰能力。

针对上述问题，本发明实施例提出一种新的逆矩阵计算方法，可以快速、智能地找到符合要求的坐标点，进而对该坐标点对应的正向传播矩阵的逆矩阵求解。

下面对本发明实施例的无线终端天线方向图信息的电磁波传播矩阵逆矩阵的求解方法进行说明。其中，数据传输在微波暗室内进行，微波暗室内包括转台和n个测试天线，无线终端放置在转台上，所述无线终端包括m个接收天线，m≥2，在微波暗室中的n个测试天线中选定m个测试天线，n≥m，所述m个接收天线与m个测试天线以电磁波形式进行数据传输，即m个接收天线接收电磁波，m个测试天线辐射电磁波，从而实现数据传输，因此此时微波暗室中m个接收天线和m个测试天线之间的电磁波传播的幅度和相位变化可以用一个m×m的数学矩阵表示，本发明实施例的求解方法即对该数学矩阵的逆矩阵进行求解。

如图6所示，本发明实施例的逆矩阵求解方法包括以下步骤：

S1，获取m个接收天线的方向图信息。

其中，天线方向图为天线的性能之一。具体地，如图1所示，被测无线终端(DUT)放置在一个转台的中心，测试天线和被测无线终端之间的距离满足标准规定。旋转无线终端的时候，测试天线测量获得被测无线终端在空间各个方向天线增益以及任意两个接收天线相对于每一个测试天线的相位差。该步骤的测量可以通过无线终端功能例如手机回报得到。

S2，根据m个接收天线的方向图信息计算适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点。

其中，坐标点包括影响电磁波传播矩阵的参数信息，即包括选定的测试天线和无线终端的位置等能改变传播矩阵的所有信息，例如，m个测试天线的位置信息和无线终端的旋转角度信息。具体地，定义坐标其中，(Ant₁,Ant₂,...,Ant_m)为测试天线的位置信息，为无线终端的旋转角度信息，m为进行MIMO OTA测试的无线终端的接收天线的个数，Ant₁,Ant₂...,Ant_m表示选取的m个暗室内的测试天线，暗室内包括至少m个测试天线，其中，m≥2，θ为如图1中所示的无线终端在θ轴上的旋转角度，转动的步进大小，转动范围依据暗室转台设计情况而定。为如图1中所示的无线终端在φ轴上的旋转角度，转动的步进大小，转动范围依据暗室转台涉及情况而定。

具体地，提取对应坐标点每个接收天线相对于每个测试天线的增益信息和任意两个接收天线之间的接收电磁波的相位差信息即任意两个接收天线相对于每一个测试天线的接收信号的相位差。例如，提取无线终端在转台为角度时，相对于各个测试天线的天线方向图信息，相对于任意一个测试天线Ant_i(0<i≤m)，提取的无线终端的接收天线的方向图信息包括m个接收天线的增益值和任意两个接收天线的相位差。以图4为例，其中，T₁,T₂,...,T_m为所选择的m个不同的测试天线，R₁,R₂,...,R_m为m个接收天线，可以将提取到的幅度和相位差信息表示为：

其中，α_xy表示增益(实数表示)，表示相位差，以上只是一种表示形式，且不限于此唯一的表示形式，且此处对增益和任意两个接收天线相位差的表示形式并不做要求。

进一步地，根据上述提取的增益信息和相位差信息，分别运算求出加载了相应的逆矩阵之后实现的m个接收天线与m个测试天线之间的m条虚拟导线的隔离度。

上述m条虚拟导线的隔离度的计算公式与m的值有关(其定义式可以参见公式(7)和公式(8))，m不同时，虚拟导线的隔离度计算公式是不同的，本申请着重于给出m＝2时(即针对2×2传播矩阵逆矩阵的求解方法)的2条虚拟导线的隔离度求解公式如下文。

当m＝2时，虚拟导线隔离度求解说明：

具体地，提取对应坐标点两个接收天线相对于每个测试天线的增益信息和上述两个接收天线之间的接收电磁波的相位差信息。例如，提取无线终端在转台为角度时，相对于各个测试天线的天线方向图信息，相对于任意一个测试天线Ant_i(0<i≤m＝2)，提取的无线终端的接收天线的方向图信息包括2个接收天线的增益值和两个接收天线的相位差信息。其中，可以将提取到的幅度和相位差信息表示为：

其中，α_xy表示增益(实数表示)，表示相位差。则由公式(7)和(8)定义的虚拟导线隔离度的大小的具体计算公式如下：虚拟导线1能够实现的抗干扰的隔离度大小为(隔离度以dB数字形式表示)：

${\mathrm{Iso}}_1=10*\lg (\frac{{{\mathrm{\&alpha;}}_{11}}^2}{{{\mathrm{\&alpha;}}_{21}}^2}+\frac{{{\mathrm{\&alpha;}}_{12}}^2}{{{\mathrm{\&alpha;}}_{22}}^2}-\frac{2*{\mathrm{\&alpha;}}_{11}*{\mathrm{\&alpha;}}_{12}*cos({\mathrm{\&delta;}}_{21}-{\mathrm{\&delta;}}_{22})}{{\mathrm{\&alpha;}}_{21}*{\mathrm{\&alpha;}}_{22}})+20.---\left(13\right)$

虚拟导线2能够实现的抗干扰的隔离度大小为(隔离度以dB数字形式表示)：

${\mathrm{Iso}}_2=10*\lg (\frac{{{\mathrm{\&alpha;}}_{22}}^2}{{{\mathrm{\&alpha;}}_{12}}^2}+\frac{{{\mathrm{\&alpha;}}_{21}}^2}{{{\mathrm{\&alpha;}}_{11}}^2}-\frac{2*{\mathrm{\&alpha;}}_{21}*{\mathrm{\&alpha;}}_{22}*\cos ({\mathrm{\&delta;}}_{21}-{\mathrm{\&delta;}}_{22})}{{\mathrm{\&alpha;}}_{11}*{\mathrm{\&alpha;}}_{12}})+20---\left(14\right)$

其中，α_xy为增益信息，δ_xy为相位差信息，x＝1,2，y＝1,2。

进一步地，根据m条虚拟导线的隔离度判断对应坐标点是否为求解逆矩阵的合格坐标点。具体地，如果对应坐标点的m条虚拟导线的隔离度的正负符号相同且绝对值均大于预设阈值例如6dB，则判断该坐标点为求解逆矩阵的合格坐标点，例如标记该坐标点为“合格”坐标点。

需要说明的是，需要遍历所属范围的所有坐标点，获得求解逆矩阵的所有的合格坐标点，进而在所有的合格坐标点中确定最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，即找到最佳点求解逆矩阵。

在这里对于最佳点的判断标准不做特别限制，在本发明的一个实施例中，对每一个坐标点定义了综合隔离度的概念，其值等于一个坐标点中的所有虚拟导线的隔离度的绝对值的最小值。具体地，对每一个合格坐标点的m条虚拟导线的隔离度取绝对值，并将绝对值中最小的隔离度值作为对应坐标点的综合隔离度值，进而可以选择所有的合格坐标点中综合隔离度最大的坐标点为最适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，即求解逆矩阵的最佳点。

另外，对每一个坐标点定义了综合虚拟路损的概念，其值等于坐标点中的所有虚拟导线的虚拟路损的绝对值的最大值。具体地，分别计算m条虚拟导线的虚拟路损，对于虚拟路损的计算可以参照公式(9)和(10)，在这里不再赘述，进而，对每一个合格坐标点的m条虚拟导线的虚拟路损取绝对值，并将绝对值中最大的虚拟路损值作为对应坐标点的综合虚拟路损值，选择所有的合格坐标点中综合虚拟路损最小的坐标点作为最适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点。

或者，综合考虑综合隔离度和综合虚拟路损来确定最佳坐标，具体地，对每一个合格坐标点的m条虚拟导线的隔离度取绝对值，并将绝对值中最小的隔离度值作为对应坐标点的综合隔离度值，以及，分别计算m条虚拟导线的虚拟路损，对每一个所述合格坐标点的m条虚拟导线的虚拟路损取绝对值，并将绝对值中最大的虚拟路损值作为对应坐标点的综合虚拟路损值，进而根据所有的合格坐标点中综合隔离度和综合虚拟路损确定最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，例如将两者的综合值作为判据以确定最佳点坐标。

S3，在适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点对应传播矩阵的逆矩阵进行求解。

概括地说，无线终端在微波暗室或者自由空间中，其接收天线和暗室测试天线进行数据传输时，电磁波传输的幅度和相位变化可以以一组传播矩阵进行表示，该传播矩阵与测试天线的选择和无线终端相对于测试天线的位置有关。本发明实施例的求解方法，基于无线终端的接收天线的方向图信息，可以快速、智能地计算出所有传播矩阵与逆矩阵相乘之后形成的虚拟导线的隔离度和虚拟路损，进而根据虚拟导线的隔离度大小，即可规划出适合做逆矩阵的测试天线和无线终端旋转角度的组合。

下面以两发两收的MIMO OTA性能测试为例对本发明实施例的逆矩阵求解方法进行说明。

在实际应用中，如图7所示，依据如图所示***配置得出，对于图7所示***配置说明如下：测试仪表为Keysight E7515A(中文简称为UXM)，其集成了模拟基站和MIMO信道仿真仪。微波暗室包括：箱体、吸波棉、测试天线、转台、射频开关、控制器等。其中，测试天线位于图7中标注的位置1至位置11处。每个位置处都有两个交叉极化的测试天线，通信天线位于箱体顶部位置0处，转台只能沿着一个轴心转动(例如图7中的Z轴)，其转动的角度对应于图1中的φ轴，1800控制器上的Aux2口只能连接到位置6的水平极化测试天线，In/Out口可以连接到位置1至位置11的任意一个测试天线，Aux1连接暗室通信天线，Aux3连接位置6的垂直极化测试天线。由图7可见，UXM的一条下行链路连接在Aux2口，即连接位置6处的水平极化测试天线，另一条下行链路连接在In/Out口，可以选择位置1至位置11的任意一个测试天线，包括位置6处的水平极化测试天线。

在进行测试时，首先获取无线终端的方向图信息，由于在本实施例中，无线终端有两个接收天线例如命名为Main天线和Sub天线，因此方向图信息包括Main天线的H极化增益和V极化增益，Sub天线的H极化增益和V极化增益以及两个天线的相位差信息。例如，如图8(1)和(2)分别为一款终端的Main天线和Sub天线的2D方向图信息，其中测试角度在θ方向为0到360°间隔为30°，在φ方向上固定为90°。

其中，为了表示Main天线和Sub天线的相位差，规定Main天线的相位为0°，Sub天线相位为两个接收天线的相位差。

其次，根据上述获得的两个接收天线的方向图信息计算适合求解逆矩阵的坐标点，并在该坐标点求解逆矩阵。具体地，定义坐标其中，Ant₁,Ant₂表示选取的图7中的测试天线，为转台转动的角度。遍历所有前述定义的坐标点，进行以下操作：为了更加详尽地说明，以下以坐标(6_H,6_V,90)为例，其中，6_H表示位置6的H极化测试天线，6_V表示位置6的V极化测试天线，90表示转台转动90°.

提取MIMO无线终端在该坐标的幅度和相位信息，表示为：

依据获得幅度和相位差信息运算求出加载了相应的逆矩阵之后能够实现两条虚拟导线的隔离度例如为：I_SO1＝33dB，I_SO2＝23dB，并且求出各个虚拟导线的虚拟路损例如为：L_p1＝2dB，L_p2＝12dB，可以看出，该坐标的所有虚拟导线的隔离度的绝对值都大于6dB，即标记该坐标为“合格”坐标点。

在遍历上述定义的坐标点之后，在所有确认的“合格”坐标点中，根据该坐标上所有虚拟导线隔离度或者虚拟路损或者两者综合值确定最佳点，并在最佳点求解逆矩阵。

由上面具体实施例可以看出，本发明实施例的逆矩阵求解方法可以直接依据接收天线的方向图信息判断每一个坐标是否满足合适求解逆矩阵的条件，以及所求逆矩阵对应的虚拟导线的最大隔离度即抗干扰能力。本发明实施例的方法可以解决辐射两步法中不能智能地、自动求解空间矩阵的逆矩阵的问题。

在本说明书的说明中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种基于无线终端天线方向图信息的电磁波传播矩阵逆矩阵的求解方法，其特征在于，微波暗室内包括n个测试天线和转台，无线终端放置在所述转台上，所述无线终端包括m个接收天线，所述m个接收天线与选定的m个测试天线以电磁波形式进行数据传输，其中，m≥2，n≥m，所述求解方法包括以下步骤：

获取所述m个接收天线的方向图信息；

根据所述m个接收天线的方向图信息计算适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，其中，所述坐标点包括影响所述电磁波传播矩阵的参数信息；以及

在所述适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，对相应的电磁波传播矩阵的逆矩阵进行求解。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述m个接收天线的方向图信息计算适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，具体包括：

提取对应坐标点处，每个接收天线相对于每个测试天线的增益信息和任意两个接收天线相对于每一个测试天线的接收电磁波相位差信息，其中，(Ant₁,Ant₂,...,Ant_m)为所述坐标点选定的测试天线的信息，为所述微波暗室内放置无线终端的转台的旋转角度信息；

根据所述增益信息和所述相位差信息，分别运算求出加载了相应的逆矩阵之后实现的m个接收天线与m个测试天线之间的m条虚拟导线的隔离度；

根据所述m条虚拟导线的隔离度判断对应所述坐标点是否为求解所述逆矩阵的合格坐标点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述m条虚拟导线的隔离度判断对应所述坐标点是否为求解所述逆矩阵的合格坐标点具体包括：

如果对应所述坐标点的m条虚拟导线的隔离度的符号相同且绝对值均大于预设阈值，则判断该坐标点为求解所述逆矩阵的合格坐标点。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

遍历所属范围的所有坐标点，获得求解所述逆矩阵的所有的合格坐标点；以及

在所述所有的合格坐标点中确定最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述所有的合格坐标点中确定所述最佳 求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，具体包括：

对每一个所述合格坐标点的m条虚拟导线的隔离度取绝对值，并将绝对值中最小的隔离度值作为对应坐标点的综合隔离度值；以及

选择所述所有的合格坐标点中综合隔离度最大的坐标点为所述最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述所有的合格坐标点中确定所述适合求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，具体包括：

分别计算所述m条虚拟导线的虚拟路损；以及

对每一个所述合格坐标点的m条虚拟导线的虚拟路损取绝对值，并将绝对值中最大的虚拟路损值作为对应坐标点的综合虚拟路损值；

选择所述所有的合格坐标点中综合虚拟路损值最小的的坐标点作为所述最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述所有的合格坐标点中确定所述最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点，具体包括：

对每一个所述合格坐标点的m条虚拟导线的隔离度取绝对值，并将绝对值中最小的隔离度值作为对应坐标点的综合隔离度值；

分别计算所述m条虚拟导线的虚拟路损，对每一个所述合格坐标点的m条虚拟导线的虚拟路损取绝对值，并将绝对值中最大的虚拟路损值作为对应坐标点的综合虚拟路损值；

根据所述所有的合格坐标点的综合隔离度和综合虚拟路损值确定所述最佳求解电磁波传播矩阵的逆矩阵的坐标点。