[发明专利]一种基于移动虚拟阵列的全/半串行多天线信道测量方法

说明书

本发明公开一种基于移动虚拟阵列的全/半串行多天线信道测量方法，包括：S1、发射机采用串行/并行方式发射无线信道激励信号；S2、接收机在移动条件下接收激励信号，并提取时变信道冲激响应数据；S3、选取冲激响应数据中连续相邻的几个采样点作为一个集合，确定虚拟天线的间距和数目，将集合内的采样点映射为多根虚拟天线；S4、由集合内的虚拟天线组成虚拟阵列，并随接收机的移动，形成移动虚拟阵列；S5、通过串行/并行发射方式结合基于移动虚拟阵列的串行接收方式，实现全/半串行多天线信道测量，获取信道角度域特征参数。本发明具有较低的成本和复杂度，并且特别适用于高速铁路场景，可为高速铁路多天线信道测量数据库的构建提供有效支撑。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域。更具体地，涉及一种基于移动虚拟阵列的全/半串行多天线信道测量方法。

背景技术

无线信道测量是研究无线信道传播特性最直接的手段。信道测量的基本原理是发射机发送已知的激励信号，接收机分析无线信道对发射信号的影响。在信道探测中，可以观察不同时延的多径信号以及信号叠加后的幅度和相位变化。用于信道测量的发射机和接收机构成了信道测量系统(或信道探测仪)。信道探测仪发射并检测经信道传输的电磁波，确定信道冲激响应或信道频率响应。

根据测量方式划分，信道测量方式可分为单天线信道测量和多天线信道测量，如图1至图4所示。单天线测量方式是指一台发射机和一台接收机均采用单根天线，如图1所示。图2至图4示出了三类传统的多天线测量方式，包括：1)全并行方式：多台发射机和多台接收机均连接实际的天线阵列，以频分复用或者码分复用的方式发射和接收信号；2)半串行方式：一台发射机通过高速切换开关，连接实际的天线阵列，以时分复用的方式发射信号，而接收端以并行方式接收信号；3)全串行方式：发射端和接收端均以串行方式发射和接收信号。

对于全并行多天线信道测量方法，需要配置多台发射机和接收机及相应的天线阵列，因此具有极高的成本。现有的全/半串行多天线信道测量方法采用高速切换开关连接天线阵列，通过一台发射机或者一台接收机模拟多天线发射和接收，大大降低了多天线信道测量的成本。尽管这种方法已广泛应用于各种陆地蜂窝场景的信道测量，但并不适用于高速铁路场景。这是因为，在高速铁路信道测量中，一方面为了避免列车车厢的影响，需要采用车顶专用天线实现“纯粹”的高速铁路传播信道探测；另一方面车顶专用天线一般只用于信号接收，其天线数目较少，天线间距较大，并不适用于多天线信道测量，无法获取角度域特征参数。

目前，高速铁路场景下多天线信道测量工作鲜有开展，高速铁路多天线信道模型的研究非常匮乏。

因此，需要提供一种适用于高速铁路场景的基于移动虚拟阵列的全/半串行多天线信道测量方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于移动虚拟阵列的全/半串行多天线信道测量方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于移动虚拟阵列的全/半串行多天线信道测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、发射机采用串行/并行发射方式发射无线信道激励信号；

S2、接收机在移动条件下接收无线信道激励信号，并提取时变信道冲激响应数据；

S3、选取时变信道冲激响应数据中连续相邻的几个采样点作为一个集合，确定虚拟天线的间距和数目，将集合内的采样点映射为多根虚拟天线；

S4、由集合内的虚拟天线组成虚拟阵列，并随接收机的移动，形成移动虚拟阵列；

S5、通过串行/并行发射方式结合基于移动虚拟阵列的串行接收方式，实现全/半串行多天线信道测量，获取信道角度域特征参数。