專利名稱：一種信道參數(shù)確定方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線信道技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種信道參數(shù)確定方法和裝置。
背景技術(shù)：
研究無線信道的傳播特性是構(gòu)建移動(dòng)無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分。任何一個(gè)無線通 信系統(tǒng)在被研究、采納和應(yīng)用之前，應(yīng)該首先對(duì)無線信道的特征參數(shù)做出詳細(xì)的分析，建立 合理的信道模型。可見，確定無線信道的信道參數(shù)對(duì)信道模型的建立以及無線通信系統(tǒng)的研究等起 到了至關(guān)重要的作用。其中，典型的信道參數(shù)例如有時(shí)延擴(kuò)展(DS)、到達(dá)角擴(kuò)展(ASA)、離 開角擴(kuò)展(ASD)、陰影衰落(SF)、萊斯因子(K)等。另外，國(guó)內(nèi)外的研究表明，各個(gè)信道參 數(shù)之間并不是獨(dú)立的，而是有一定的互相關(guān)性，而且，每個(gè)參數(shù)又具有隨距離變化的自相關(guān) 性，這種互相關(guān)性和自相關(guān)性對(duì)信道模型建立以及系統(tǒng)級(jí)多用戶的仿真評(píng)估有著重要的意 義。目前，確定信道參數(shù)時(shí)，通過模擬真實(shí)的通信系統(tǒng)實(shí)地測(cè)量天線陣的沖擊響應(yīng)，根 據(jù)測(cè)得的沖擊響應(yīng)采用信道參數(shù)估計(jì)算法估計(jì)出信道參數(shù)。圖1是目前估計(jì)K因子的典型方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括步驟101，使用多個(gè)定向天線陣子組成一圈，測(cè)量每個(gè)定向天線陣子的定向信道沖 擊響應(yīng)。步驟102，根據(jù)各個(gè)定向天線陣子的定向信道沖擊響應(yīng)擬合出全向信道沖擊響應(yīng)。本步驟中，將各個(gè)定向天線因子的定向信道沖擊響應(yīng)按照恒定的增益進(jìn)行疊加， 得到全向沖擊響應(yīng)。步驟103，根據(jù)擬合出的全向信道沖擊響應(yīng)計(jì)算K因子。
Jp2 -P2本步驟中，火=、了 2 std 2，其中Pm_和Pstd分別是用于計(jì)算K因子的全向
"^mean "V ^mean ^std
信道沖擊響應(yīng)點(diǎn)集合的功率的均值和方差。由步驟102可知，該全向信道沖擊響應(yīng)是通過 將不同方向上的定向信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行疊加得到的。其中，不同方向上的天線響應(yīng)、即不同的定向信道沖擊響應(yīng)之間會(huì)有重疊的部分， 而每個(gè)定向信道沖擊響應(yīng)的波瓣范圍內(nèi)的增益也不是恒定的，請(qǐng)參見圖2。圖2是一圈含有八個(gè)天線陣元的天線陣列的沖擊響應(yīng)圖。圖2中，每個(gè)天線陣元的沖擊響應(yīng)都表示了一個(gè)方向上的定向信道的沖擊響應(yīng)， 由圖2可見，各個(gè)定向信道的沖擊響應(yīng)有相互重疊的部分。顯然地，將各個(gè)定向信道沖擊響應(yīng)按照恒定的增益進(jìn)行疊加得到的全向信道沖擊 響應(yīng)是不準(zhǔn)確的，根據(jù)該不準(zhǔn)確的全向信道沖擊響應(yīng)計(jì)算出的K因子的誤差也較大，實(shí)際 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果也驗(yàn)證了這一結(jié)論在室外基站高度5m，收發(fā)端距離20m-50m時(shí)，使用 傳統(tǒng)的全向單天線測(cè)量得到的K因子的典型值是3-10dB，而采用圖2方法得到的K因子最大值為1. 03dB，顯然圖2方法得到的K因子的值是不準(zhǔn)確的。另外，在確定各個(gè)信道參數(shù)的自相關(guān)性時(shí)，需要得到兩兩測(cè)量點(diǎn)之間的距離信息， 常用的方法有兩種，其一是在計(jì)算自相關(guān)性時(shí)根據(jù)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置信息實(shí)時(shí)地計(jì)算出兩 個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離并進(jìn)行排序搜索，這種方法不需要額外的空間來存儲(chǔ)距離信息，是空 間優(yōu)先的方法，其二是預(yù)先計(jì)算好所有測(cè)量點(diǎn)中兩兩測(cè)量點(diǎn)之間的距離，將所有的距離信 息進(jìn)行排序后進(jìn)行存儲(chǔ)，這種方法不需要在計(jì)算相關(guān)性時(shí)進(jìn)行排序搜索，是時(shí)間優(yōu)先的方 法。然而，上述兩種方法仍然存在各自的缺點(diǎn)，具體為空間優(yōu)先的方法需要在計(jì)算自 相關(guān)性時(shí)實(shí)時(shí)地計(jì)算距離并進(jìn)行距離的排序搜索，這在測(cè)量點(diǎn)數(shù)巨大時(shí)，會(huì)造成大量的重 復(fù)計(jì)算，因此在滿足空間最優(yōu)的同時(shí)，在時(shí)間復(fù)雜度上的代價(jià)非常高；時(shí)間優(yōu)先的方法中， 每個(gè)信道的測(cè)量點(diǎn)數(shù)目的典型值是10萬左右，對(duì)如此大的數(shù)據(jù)量進(jìn)行排序是對(duì)現(xiàn)有計(jì)算 機(jī)的能力的巨大挑戰(zhàn)，而且，目前都是采用浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置信息采樣值，當(dāng)采 樣點(diǎn)數(shù)值是10萬左右時(shí)，需要的存儲(chǔ)空間是50(ibytes數(shù)量級(jí)，需要占用的存儲(chǔ)空間非常 大。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種信道參數(shù)確定方法和裝置，以提高 信道參數(shù)的準(zhǔn)確性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種信道參數(shù)確定方法，確定出信道包含的各個(gè)徑的時(shí)延τ、功率P、到達(dá)角AOA 和離開角A0D，該方法還包括預(yù)先設(shè)定視距LOS徑的個(gè)數(shù)閾值、時(shí)延閾值范圍和角度閾值 范圍；在所述信道包含的徑的個(gè)數(shù)不小于所述個(gè)數(shù)閾值時(shí)，選出時(shí)延τ在所述時(shí)延閾 值范圍內(nèi)、且到達(dá)角AOA和離開角AOD均在所述角度閾值范圍內(nèi)的備選LOS徑；按照預(yù)設(shè)的搜索角度范圍大小△ θ遍歷搜索各個(gè)備選LOS徑，計(jì)算每次搜索時(shí) 落在相應(yīng)搜索角度范圍內(nèi)的備選LOS徑的功率和，從計(jì)算出的所有功率和中選擇最大功率 和，用該最大功率和除以落在該最大功率和對(duì)應(yīng)的角度范圍以外的所有徑的功率和，將所 得商值確定為萊斯因子K的值。一種信道參數(shù)確定裝置，該裝置包括第一確定模塊、存儲(chǔ)模塊、備選LOS徑選擇模 塊、功率搜索模塊和第二確定模塊；所述第一確定模塊，確定出信道包含的各個(gè)徑的時(shí)延τ、功率P、到達(dá)角AOA和離 開角AOD ；所述存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)定的視距LOS徑的個(gè)數(shù)閾值、時(shí)延閾值范圍和角度閾 值范圍；所述備選LOS徑選擇模塊，在所述信道包含的徑的個(gè)數(shù)不小于所述個(gè)數(shù)閾值時(shí)， 選出時(shí)延τ在所述時(shí)延閾值范圍內(nèi)、且到達(dá)角AOA和離開角AOD均在所述角度閾值范圍內(nèi) 的備選LOS徑；所述功率搜索模塊，按照預(yù)設(shè)的搜索角度范圍大小△ θ遍歷搜索各個(gè)備選LOS 徑，計(jì)算每次搜索時(shí)落在相應(yīng)搜索角度范圍內(nèi)的備選LOS徑的功率和；
所述第二確定模塊，從計(jì)算出的所有功率和中選擇最大功率和，用該最大功率和 除以落在該最大功率和對(duì)應(yīng)的角度范圍以外的所有徑的功率和，將所得商值確定為萊斯因 子K的值。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明預(yù)先設(shè)定視距LOS徑的個(gè)數(shù)閾值、時(shí)延閾值范圍和 角度閾值范圍，在所述信道包含的徑的個(gè)數(shù)不小于所述個(gè)數(shù)閾值時(shí)，選出時(shí)延τ在所述時(shí) 延閾值范圍內(nèi)、且到達(dá)角AOA和離開角AOD均在所述角度閾值范圍內(nèi)的備選LOS徑，按照預(yù) 設(shè)的搜索角度范圍大小△ θ遍歷搜索各個(gè)備選LOS徑，計(jì)算每次搜索時(shí)落在相應(yīng)搜索角度 范圍內(nèi)的備選LOS徑的功率和，從計(jì)算出的所有功率和中選擇最大功率和，用該最大功率 和除以落在該最大功率和對(duì)應(yīng)的角度范圍以外的所有徑的功率和，將所得商值確定為萊斯 因子K的值。其中，所述最大功率和對(duì)應(yīng)的角度范圍內(nèi)的備選LOS徑就是選出的真實(shí)LOS 徑；該角度范圍外的所有徑包括該角度范圍外的備選LOS徑和非備選LOS徑，該所有徑是非 LOS 徑?？梢?，當(dāng)采用定向天線陣列進(jìn)行信道測(cè)量時(shí)，由于不需要由各個(gè)定向天線的定向 信道沖擊響應(yīng)通過疊加擬合成全向信道沖擊響應(yīng)，再通過擬合出的全向信道沖擊響應(yīng)計(jì)算 K因子的值，因此不會(huì)由于全向信道沖擊響應(yīng)的不準(zhǔn)確而引起K因子計(jì)算的不準(zhǔn)確。本發(fā)明通過預(yù)先設(shè)置時(shí)延閾值范圍和角度閾值范圍可以將明顯不是LOS徑的其 他徑去除掉，從而選擇出備選LOS徑，通過根據(jù)搜索角度范圍遍歷搜索各個(gè)備選LOS徑的功 率和，由于LOS徑的功率較大，因此如果在搜索角度范圍內(nèi)包含LOS徑，則該角度范圍內(nèi)的 各個(gè)備選LOS徑的總功率和將是各次搜索得到的功率和中最大的，本發(fā)明通過將搜索過程 中得到的最大功率和除以位于該最大功率和對(duì)應(yīng)搜索角度范圍以外的其他非LOS徑的功 率和，將所得商值確定為K因子的值，與現(xiàn)有技術(shù)中通過將定向信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行疊加得 到全向信道沖擊響應(yīng)，再根據(jù)全向信道沖擊響應(yīng)計(jì)算K因子相比，能夠明顯提高K因子的準(zhǔn) 確性。


圖1是目前估計(jì)K因子的典型方法的流程圖。圖2是一圈含有八個(gè)天線陣元的天線陣列的沖擊響應(yīng)圖。圖3是本發(fā)明提供的K因子確定方法流程圖。圖4是本發(fā)明提供的信道參數(shù)確定裝置結(jié)構(gòu)圖。圖5是使用GPS進(jìn)行定位的示意時(shí)序圖。圖6是采用本發(fā)明提供的K因子計(jì)算方法計(jì)算K因子的分布圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明首先針對(duì)采用定向天線陣列進(jìn)行信道測(cè)量進(jìn)而確定信道參數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景， 提出了一種新的確定K因子的方法，與圖1所示方法相比能夠明顯提高K因子的準(zhǔn)確性。該 新的確定K因子的方法可以廣泛應(yīng)用于信道建模、通信系統(tǒng)仿真等需要K因子值的各個(gè)領(lǐng) 域。另外，對(duì)于確定信道參數(shù)的自相關(guān)性的應(yīng)用場(chǎng)景，本發(fā)明對(duì)在確定自相關(guān)性的過 程中所用到的測(cè)量點(diǎn)地理位置信息的存儲(chǔ)方法以及對(duì)所有測(cè)量點(diǎn)中兩兩測(cè)量點(diǎn)之間的距離信息的排序方法均進(jìn)行了改進(jìn)。通過改進(jìn)的存儲(chǔ)方法可以大大地節(jié)省存儲(chǔ)空間，通過改 進(jìn)的排序方法可以明顯提高排序速度，從而提高信道參數(shù)自相關(guān)性的計(jì)算速度。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖3是本發(fā)明提供的K因子確定方法流程圖。如圖3所示，該方法包括步驟301，確定出信道包含的各個(gè)徑的時(shí)延τ、功率P、到達(dá)角AOA和離開角A0D。本步驟中，可以利用現(xiàn)有的信道參數(shù)估計(jì)算法估計(jì)出信道包含的各個(gè)徑的時(shí)延 τ、功率P、到達(dá)角AOA和離開角A0D，采用精度較高的信道參數(shù)估計(jì)算法為宜。其中的信 道參數(shù)估計(jì)算法能夠估計(jì)出該信道包含的最大徑的個(gè)數(shù)，在這些最大徑中包含視距(LOS)徑。步驟302，預(yù)先設(shè)定LOS徑的個(gè)數(shù)閾值、時(shí)延閾值范圍和角度閾值范圍。其中，步驟301和302的順序可調(diào)。步驟303，根據(jù)個(gè)數(shù)閾值和角度范圍閾值選擇備選LOS徑。本步驟中，在所述信道包含的徑的個(gè)數(shù)不小于所述個(gè)數(shù)閾值時(shí)，選出時(shí)延τ在所 述時(shí)延閾值范圍內(nèi)、且到達(dá)角AOA和離開角AOD均在所述角度閾值范圍內(nèi)的備選LOS徑。步驟304，根據(jù)搜索角度范圍在所述角度閾值范圍內(nèi)搜索備選LOS徑的功率和。本步驟中，按照預(yù)設(shè)的搜索角度范圍大小△ θ遍歷搜索各個(gè)備選LOS徑，計(jì)算每 次搜索時(shí)落在相應(yīng)搜索角度范圍內(nèi)的備選LOS徑的功率和。具體地，可以在所述角度閾值范圍內(nèi)根據(jù)搜索角度范圍大小Δ θ和搜索步長(zhǎng)es 確定每次搜索時(shí)接收端和發(fā)射端的搜索角度范圍，搜索落在該角度范圍內(nèi)的備選LOS徑。 通過分別以搜索步長(zhǎng)θs轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)射端和接收端，即在收發(fā)兩端進(jìn)行聯(lián)合搜索，可以遍歷角度 閾值范圍內(nèi)的各個(gè)搜索角度范圍，搜索出落在各個(gè)搜索角度范圍內(nèi)的備選LOS徑，進(jìn)而計(jì) 算出各個(gè)搜索角度范圍內(nèi)的備選LOS徑的功率和。步驟305，根據(jù)搜索出的功率和計(jì)算K因子的值。本步驟中，從計(jì)算出的所有功率和中選擇最大功率和，用該最大功率和除以落在 該最大功率和對(duì)應(yīng)的角度范圍以外的其他非LOS徑的功率和，將所得商值確定為萊斯因子 K的值。圖3方法中涉及的個(gè)數(shù)閾值、時(shí)延閾值范圍、角度閾值范圍、搜索角度范圍大小 Δ θ和搜索步長(zhǎng)θ s通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定，也可以通過實(shí)驗(yàn)仿真等方式得到。其中，個(gè)數(shù)閾值 通常是信道參數(shù)估計(jì)算法估計(jì)出的最大徑的個(gè)數(shù)的一半；所述時(shí)延閾值范圍是通常信道包 含的各個(gè)徑的最小時(shí)延τ到最大時(shí)延τ減去最小時(shí)延τ的差的20%與最小時(shí)延τ之 和；所述角度閾值范圍通常是基站和移動(dòng)臺(tái)的視距連接線左右兩側(cè)各15 30度的范圍； 所述搜索角度范圍大小Δ θ通常是4-6度或8-10度；所述搜索步長(zhǎng)θ s通常是到達(dá)角AOA 和離開角AOD的角度估計(jì)精度。圖3所示方法適用于采用定向天線陣列進(jìn)行信道測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)景，當(dāng)采用全向天 線進(jìn)行信道測(cè)量時(shí)，可以直接根據(jù)全向天線的全向信道沖擊響應(yīng)計(jì)算出K因子的值。本發(fā)明提供的改進(jìn)的排序方法具體為存儲(chǔ)各個(gè)路徑上的測(cè)量點(diǎn)的地理位置信 息，根據(jù)每個(gè)路徑上的測(cè)量點(diǎn)的地理位置信息計(jì)算該路徑上各個(gè)測(cè)量點(diǎn)中每?jī)蓚€(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，根據(jù)計(jì)算出的距離與測(cè)量點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系和預(yù)設(shè)的兩個(gè)以上的距離范圍，將 距離落在不同距離范圍內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)及其距離信息存儲(chǔ)在不同的文件中，對(duì)每個(gè)文件中的距 離信息進(jìn)行排序，根據(jù)排序結(jié)果更新該文件，在計(jì)算信道參數(shù)的自相關(guān)性時(shí)，根據(jù)更新的各 個(gè)文件查找測(cè)量點(diǎn)的距離排序信息，根據(jù)查找出的距離排序信息計(jì)算信道參數(shù)的自相關(guān) 性。也就是說，本發(fā)明通過預(yù)設(shè)兩個(gè)以上的距離范圍，將兩兩測(cè)量點(diǎn)之間的距離在不 同的距離范圍內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)及其距離信息存儲(chǔ)在不同的文件中，實(shí)現(xiàn)了按照距離范圍對(duì)測(cè)量 點(diǎn)進(jìn)行分段存儲(chǔ)；通過在各個(gè)文件內(nèi)部對(duì)相應(yīng)文件中的距離信息進(jìn)行排序得到各個(gè)文件內(nèi) 部的排序結(jié)果，結(jié)合各個(gè)文件的排序結(jié)果以及每個(gè)文件的距離范圍信息即可得到所有測(cè)量 點(diǎn)的兩兩測(cè)量點(diǎn)之間的距離排序信息，這種分段排序之后再串接成整體排序結(jié)果的方法， 能夠明顯提高排序速度，進(jìn)而提高信道參數(shù)自相關(guān)性計(jì)算的速度。本發(fā)明提供的改進(jìn)的存儲(chǔ)方法為將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的地理位置信息進(jìn)行取整操作， 采用定點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)取整后的地理位置信息。其中，對(duì)于取整后的地理位置信息相同的所有測(cè) 量點(diǎn)中，只存儲(chǔ)其中的一個(gè)測(cè)量點(diǎn)及其地理位置信息，刪除其它測(cè)量點(diǎn)及其地理位置信息。 通過取整操作，例如按照四舍五入的原則進(jìn)行取整操作，雖然在地理位置信息精度上有所 損失，但是由于通過GPS等方式獲得的地理位置信息的精度本身已經(jīng)在厘米或者毫米的量 級(jí)上，因此進(jìn)行取整操作所引起的精度損失可以忽略。在進(jìn)行取整操作之前，還可以根據(jù)預(yù) 設(shè)的尺度因子對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的地理位置信息進(jìn)行縮放，之后再對(duì)縮放后的地理位置信息進(jìn) 行取整操作。通過本發(fā)明給出的改進(jìn)的存儲(chǔ)方法和排序方法，可以明顯節(jié)省存儲(chǔ)空間和提高 排序速度。其中，所有測(cè)量點(diǎn)中兩兩測(cè)量點(diǎn)之間的距離信息只需要計(jì)算一次，與現(xiàn)有技術(shù) 相比，由于不需要重復(fù)計(jì)算兩兩測(cè)量點(diǎn)之間的距離信息，因此能夠節(jié)省100-1000倍的運(yùn)算 量，由于不需要采用浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)距離信息，因此能夠節(jié)省62. 5%的存儲(chǔ)空間。另外，由于對(duì) 距離信息進(jìn)行了分段存儲(chǔ)，使得每個(gè)文件內(nèi)的排序操作的數(shù)據(jù)對(duì)象大小可以降為100M以 下，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中非分段的存儲(chǔ)方案中多大幾十G的數(shù)據(jù)排序操作對(duì)象，可以大大加 快排序的運(yùn)算速度。本發(fā)明還提供了一種信道參數(shù)確定裝置，具體請(qǐng)參見圖4。圖4是本發(fā)明提供的信道參數(shù)確定裝置結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，該裝置包括第一確定模塊401、存儲(chǔ)模塊402、備選LOS徑選擇模塊 403、功率搜索模塊404和第二確定模塊405。第一確定模塊401，確定出信道包含的各個(gè)徑的時(shí)延τ、功率P、到達(dá)角AOA和離開 角 A0D。存儲(chǔ)模塊402，存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)定的視距LOS徑的個(gè)數(shù)閾值、時(shí)延閾值范圍和角度閾值 范圍。備選LOS徑選擇模塊403，在所述信道包含的徑的個(gè)數(shù)不小于所述個(gè)數(shù)閾值時(shí)，選 出時(shí)延τ在所述時(shí)延閾值范圍內(nèi)、且到達(dá)角AOA和離開角AOD均在所述角度閾值范圍內(nèi)的 備選LOS徑。功率搜索模塊404，按照預(yù)設(shè)的搜索角度范圍大小Δ θ遍歷搜索各個(gè)備選LOS徑， 計(jì)算每次搜索時(shí)落在相應(yīng)搜索角度范圍內(nèi)的備選LOS徑的功率和；
第二確定模塊405，從計(jì)算出的所有功率和中選擇最大功率和，用該最大功率和除 以落在該最大功率和對(duì)應(yīng)的角度范圍以外的其他非LOS徑的功率和，將所得商值確定為萊 斯因子K的值。其中的功率搜索模塊404，在所述角度閾值范圍內(nèi)根據(jù)搜索角度范圍大小△ θ和 搜索步長(zhǎng)θ s確定每次搜索時(shí)接收端和發(fā)射端的搜索角度范圍，搜索落在該角度范圍內(nèi)的 備選LOS徑?；诒景l(fā)明提出的上述方法和裝置，本發(fā)明進(jìn)一步提出了適用于多種天線陣列的 一種基于寬帶多輸入多輸出(MIMO)無線信道測(cè)量的信道模型參數(shù)提取裝置，該提取裝置 包括信道測(cè)量模塊，用于根據(jù)測(cè)量規(guī)劃和合適的參數(shù)設(shè)置對(duì)信道進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，在測(cè) 量過程中記錄GPS信息以及其對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳。距離信息處理模塊，用于根據(jù)GPS信息以及相應(yīng)的時(shí)間戳得到每個(gè)信道沖擊響應(yīng) (channel impulse response,CIR)的測(cè)量點(diǎn)(也稱burst點(diǎn))的地理位置信息，并得到同 一場(chǎng)景下所有burst兩兩之間的距離。對(duì)距離信息進(jìn)行分段壓縮，并進(jìn)行排序存儲(chǔ)。高精度參數(shù)估計(jì)模塊，使用高精度的信道參數(shù)估計(jì)算法，配合天線校準(zhǔn)文件，從 CIR中提取出信道的多維參數(shù)。信道參數(shù)處理模塊，根據(jù)使用的天線陣列類型、原始CHR和高精度信道參數(shù)估計(jì) 算法，得到信道參數(shù)時(shí)延擴(kuò)展(DS)，陰影衰落(SF)，到達(dá)角擴(kuò)展ASA，離開角擴(kuò)展ASD以及萊 斯因子K。其中，如果天線陣列類型是定向天線陣列，則采用圖3方法計(jì)算K因子的值。相關(guān)運(yùn)算模塊，聯(lián)合存儲(chǔ)下來的距離信息進(jìn)行互相關(guān)和自相關(guān)運(yùn)算，得到信道參 數(shù)的互相關(guān)和自相關(guān)特性。通過該提取裝置，無線信道模型參數(shù)可以從不同天線陣列測(cè)量得到的數(shù)據(jù)精確快 速的被提取出來，從而給通信系統(tǒng)仿真和設(shè)計(jì)提供信道支持。下面對(duì)該提取裝置的工作方法進(jìn)行介紹首先，根據(jù)測(cè)量規(guī)劃和合適的參數(shù)設(shè)置，使用多天線寬帶信道測(cè)量設(shè)備進(jìn)行信道 測(cè)量。本發(fā)明對(duì)于使用的測(cè)量設(shè)備沒有嚴(yán)格限制。在頻域或者時(shí)域進(jìn)行測(cè)量均能適用本發(fā) 明的框架結(jié)構(gòu)。為了得到每個(gè)burst的位置信息，需要使用必要的定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，比如 GPS0下述文中均以GPS為例進(jìn)行說明。圖5是使用GPS進(jìn)行定位的示意時(shí)序圖。圖5中，使用固定速率的時(shí)間標(biāo)簽進(jìn)行定時(shí)。burst記錄和GPS信息記錄都在固定 間隔的時(shí)隙內(nèi)完成。如果GPS的采樣速率低于burst的記錄速率，則用插值的方法得到所 有burst記錄點(diǎn)的GPS地理位置信息。例如，圖6中burst a和e處直接有記錄GPS信息， b，c, d，f，g，h點(diǎn)則是進(jìn)行插值得到對(duì)應(yīng)的GPS信息。然后選定參考點(diǎn)，一般選擇基站位置，將GPS信息轉(zhuǎn)化為平面直角坐標(biāo)系的地理 位置信息。根據(jù)得到的所有burst的位置信息，得到計(jì)算自相關(guān)所必需的距離信息，具體包 括如下步驟11 14。步驟11，將所有測(cè)量路線上記錄的burst的位置信息進(jìn)行串接，并進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)號(hào)。
步驟12，計(jì)算兩兩burst之間的距離，并設(shè)定距離縮放尺度s，對(duì)于所有距離d(以 m為單位)，將dXs向下取整的值以無符號(hào)16位整型來保存數(shù)據(jù)，所述向下取整是指舍掉 小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)，例如5. 6向下取整為5，當(dāng)然也可以采用4舍5入等取整方式。設(shè)定分段距 離ds，將距離分出的段數(shù)為dmax/ds取整后的值加上1的和，其中，Clmax是兩兩burst之間的 最大距離。將同一段的距離信息存儲(chǔ)到相應(yīng)的同一文件中。同時(shí)考慮到一個(gè)場(chǎng)景的burst 數(shù)量一般不會(huì)多于65535，將burst標(biāo)號(hào)使用無符號(hào)16位整形來存儲(chǔ)。這樣所有burst兩 兩之間的距離只用計(jì)算一次。步驟13，在每個(gè)文件內(nèi)部對(duì)距離進(jìn)行排序，并進(jìn)行重新存儲(chǔ)。步驟14，由于在計(jì)算距離時(shí)進(jìn)行了數(shù)值上的近似。因此，同一 burst可能對(duì)應(yīng)于 多個(gè)不同burst，其之間的距離為相同值。但是在計(jì)算相關(guān)性時(shí)，一般要求兩個(gè)樣本集中的 樣本點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，而不是多對(duì)多或一對(duì)多的關(guān)系，因此對(duì)于排序后的距離，還需要將同一距 離中多對(duì)多的對(duì)應(yīng)關(guān)系簡(jiǎn)化為一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。采用的方法是，對(duì)于同一距離對(duì)應(yīng)的所有 burst對(duì)中，只保留其中一對(duì)，其余的進(jìn)行刪減。這樣可以得到一一對(duì)應(yīng)的burst對(duì)的集合。使用高精度信道參數(shù)估計(jì)算法，對(duì)信道的時(shí)延τ，功率P，到達(dá)角Α0Α，離開角A0D， 多普勒頻移fd等參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)。其中，當(dāng)采用定向天線陣列時(shí)，采用圖3方法計(jì)算K因 子的值，當(dāng)采用全向天線時(shí)，根據(jù)全向天線的CHR計(jì)算K因子的值。其中，計(jì)算時(shí)延擴(kuò)展DS的方法包括在一個(gè)burst內(nèi)部，首先進(jìn)行相對(duì)時(shí)延 (τ ‘)的計(jì)算，τ ‘ = τ -min ( τ )。則時(shí)延擴(kuò)展τ' _可計(jì)算為
權(quán)利要求
1.一種信道參數(shù)確定方法，確定出信道包含的各個(gè)徑的時(shí)延τ、功率P、到達(dá)角AOA和 離開角A0D，其特征在于，該方法還包括預(yù)先設(shè)定視距LOS徑的個(gè)數(shù)閾值、時(shí)延閾值范圍和 角度閾值范圍；在所述信道包含的徑的個(gè)數(shù)不小于所述個(gè)數(shù)閾值時(shí)，選出時(shí)延τ在所述時(shí)延閾值范 圍內(nèi)、且到達(dá)角AOA和離開角AOD均在所述角度閾值范圍內(nèi)的備選LOS徑；按照預(yù)設(shè)的搜索角度范圍大小△ θ遍歷搜索各個(gè)備選LOS徑，計(jì)算每次搜索時(shí)落在相 應(yīng)搜索角度范圍內(nèi)的備選LOS徑的功率和，從計(jì)算出的所有功率和中選擇最大功率和，用 該最大功率和除以落在該最大功率和對(duì)應(yīng)的角度范圍以外的所有徑的功率和，將所得商值 確定為萊斯因子K的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照預(yù)設(shè)的搜索角度范圍大小Δθ 遍歷搜索各個(gè)備選LOS徑包括在所述角度閾值范圍內(nèi)根據(jù)搜索角度范圍大小△ θ和搜索步長(zhǎng)θ 3確定每次搜索時(shí) 接收端和發(fā)射端的搜索角度范圍，搜索落在該角度范圍內(nèi)的備選LOS徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述個(gè)數(shù)閾值是估計(jì)出的該信道包含的最大徑的個(gè)數(shù)的一半； 和/或，所述時(shí)延閾值范圍是信道包含的各個(gè)徑的最小時(shí)延τ到最大時(shí)延τ減去最 小時(shí)延τ的差的20%與最小時(shí)延τ之和；和/或，所述角度閾值范圍是基站和移動(dòng)臺(tái)的視距連接線左右兩側(cè)各15 30度的范圍；和/或，所述搜索角度范圍大小Δ θ是4到6度或者8到10度； 和/或，所述搜索步長(zhǎng)θ s是到達(dá)角AOA和離開角AOD的角度估計(jì)精度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括存儲(chǔ)各個(gè)備選LOS徑 上的測(cè)量點(diǎn)的地理位置信息，根據(jù)同一個(gè)備選徑上的測(cè)量點(diǎn)的地理位置信息計(jì)算該備選徑 上各個(gè)測(cè)量點(diǎn)中每?jī)蓚€(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，根據(jù)計(jì)算出的距離與測(cè)量點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系和 預(yù)設(shè)的兩個(gè)以上的距離范圍，將距離落在不同距離范圍內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)及其距離信息存儲(chǔ)在不 同的文件中，對(duì)每個(gè)文件中的距離信息進(jìn)行排序，根據(jù)排序結(jié)果更新該文件；在計(jì)算信道參數(shù)的自相關(guān)性時(shí)，根據(jù)更新的各個(gè)文件查找測(cè)量點(diǎn)的距離排序信息，根 據(jù)查找出的距離排序信息計(jì)算信道參數(shù)的自相關(guān)性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述存儲(chǔ)各個(gè)備選徑上的測(cè)量點(diǎn)的地理 位置信息包括將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的地理位置信息進(jìn)行取整操作，采用定點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)取整后的地理位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用定點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)取整后的地理位置 信息包括取整后的地理位置信息相同的所有測(cè)量點(diǎn)中，只存儲(chǔ)其中的一個(gè)測(cè)量點(diǎn)及其地 理位置信息，刪除其它測(cè)量點(diǎn)及其地理位置信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果采用定向天線陣列進(jìn)行信道測(cè)量，則執(zhí)行所述預(yù)先設(shè)定視距LOS徑的個(gè)數(shù)閾值、 時(shí)延閾值范圍和角度閾值范圍，以及后續(xù)所述將所得商值確定為萊斯因子K的值的步驟； 如果采用全向天線陣列進(jìn)行信道測(cè)量，則根據(jù)全向天線的信道沖擊響應(yīng)計(jì)算萊斯因子K的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的地理位置信息進(jìn)行 取整操作包括根據(jù)預(yù)設(shè)的尺度因子對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的地理位置信息進(jìn)行縮放，對(duì)縮放后的 地理位置信息進(jìn)行取整操作。
9.一種信道參數(shù)確定裝置，其特征在于，該裝置包括第一確定模塊、存儲(chǔ)模塊、備選 LOS徑選擇模塊、功率搜索模塊和第二確定模塊；所述第一確定模塊，確定出信道包含的各個(gè)徑的時(shí)延τ、功率P、到達(dá)角AOA和離開角AOD ；所述存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)定的視距LOS徑的個(gè)數(shù)閾值、時(shí)延閾值范圍和角度閾值范圍；所述備選LOS徑選擇模塊，在所述信道包含的徑的個(gè)數(shù)不小于所述個(gè)數(shù)閾值時(shí)，選出 時(shí)延τ在所述時(shí)延閾值范圍內(nèi)、且到達(dá)角AOA和離開角AOD均在所述角度閾值范圍內(nèi)的備 選LOS徑；所述功率搜索模塊，按照預(yù)設(shè)的搜索角度范圍大小△ θ遍歷搜索各個(gè)備選LOS徑，計(jì) 算每次搜索時(shí)落在相應(yīng)搜索角度范圍內(nèi)的備選LOS徑的功率和；所述第二確定模塊，從計(jì)算出的所有功率和中選擇最大功率和，用該最大功率和除以 落在該最大功率和對(duì)應(yīng)的角度范圍以外的所有徑的功率和，將所得商值確定為萊斯因子K 的值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述功率搜索模塊，在所述角度閾值范圍內(nèi)根據(jù)搜索角度范圍大小△ θ和搜索步長(zhǎng) θ s確定每次搜索時(shí)接收端和發(fā)射端的搜索角度范圍，搜索落在該角度范圍內(nèi)的備選LOS徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信道參數(shù)確定方法和裝置。包括確定出信道包含的各個(gè)徑的時(shí)延τ、功率P、到達(dá)角AOA和離開角AOD，預(yù)先設(shè)定視距LOS徑的個(gè)數(shù)閾值、時(shí)延閾值范圍和角度閾值范圍；在所述信道包含的徑的個(gè)數(shù)不小于所述個(gè)數(shù)閾值時(shí)，選出時(shí)延τ在所述時(shí)延閾值范圍內(nèi)、且到達(dá)角AOA和離開角AOD均在所述角度閾值范圍內(nèi)的備選LOS徑；按照預(yù)設(shè)的搜索角度范圍大小Δθ遍歷搜索各個(gè)備選LOS徑，計(jì)算每次搜索時(shí)落在相應(yīng)搜索角度范圍內(nèi)的備選LOS徑的功率和，從計(jì)算出的所有功率和中選擇最大功率和，用該最大功率和除以落在該最大功率和對(duì)應(yīng)的角度范圍以外的所有徑的功率和，將所得商值確定為萊斯因子K的值。本發(fā)明能夠提高信道參數(shù)的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)H04B7/04GK102098081SQ200910242319
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者劉光毅, 張平, 張建華, 胡詩(shī)維, 董偉輝 申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司