[发明专利]一种基于角度信息的无线信道准平稳区间计算装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于角度信息的无线信道准平稳区间计算装置及方法，该装置包括：多径抽头获取模块，用于基于多天线无线信道冲激响应，获取信道冲击响应快照的多径抽头；相关性计算模块，用于根据每帧信道冲击响应快照的多径抽头提取每帧信道冲击响应快照的到达角和离开角，并根据到达角和离开角计算任意两帧信道冲击响应快照间的相关性；准平稳区间确定模块，用于根据所述相关性确定特定帧信道冲击响应快照的准平稳区间。本申请弥补了现有准平稳区间计算方式仅依赖功率这一因素的缺陷，提高了无线信道准平稳区间计算的准确性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于角度信息的无线信道准平稳区间计算装置及方法。

背景技术

5G移动通信系统支持高速移动通信，但由于高速移动导致多普勒效应使得无线通信信道处于快速变化的非平稳状态。信道准平稳区间是时变无线信道的一个重要参数，在该区间内无线信道特性不发生大的变化，因而可将该区间内的信道视为平稳信道。

传统的通信算法依赖于信道的二阶统计特性，因而基于二阶统计特性研究高速场景下时变无线信道的准平稳区间具有十分重要的意义。现有技术中，对于无线信道平稳区间的划分，主要包括谱散度算法和功率相关算法。谱散度算法通过计算功率时延谱的几何平均与算数平均之比，得到的参数即为两帧信道快照之间的散度。功率相关算法通过定义信道冲击响应的功率相关性来寻找出准平稳区间。可知，现有技术均仅依赖功率，容易导致准平稳区间误差较大。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于角度信息的无线信道准平稳区间计算装置及方法，以提高无线信道准平稳区间计算的准确性。

根据本申请的一个方面，本申请提供了一种基于角度信息的无线信道准平稳区间计算装置，该装置包括：

多径抽头获取模块，用于基于多天线无线信道冲激响应，获取信道冲击响应快照的多径抽头；

相关性计算模块，用于根据每帧信道冲击响应快照的多径抽头提取每帧信道冲击响应快照的到达角和离开角，并根据到达角和离开角计算任意两帧信道冲击响应快照间的相关性；

准平稳区间确定模块，用于根据所述相关性确定特定帧信道冲击响应快照的准平稳区间。

优选地，所述多径抽头获取模块，还用于对40倍波长距离内的信道冲击响应快照采用滑动窗进行平滑处理，基于阈值从每帧信道冲击响应快照中选出多径抽头。

优选地，所述多径抽头获取模块，还用于将每帧信道冲击响应快照的所有多径抽头按照功率排序；按照设定的条件去除顶部和尾部的多径抽头；计算余下多径抽头的功率均值和功率方差，并将功率均值与3倍功率方差之和设定为阈值；选择大于所述阈值的多径抽头。

优选地，所述相关性计算模块，还用于采用基于空间交替期望最大算法估计每帧信道冲击响应快照的多径抽头对应的到达角和离开角；利用加权算法计算每帧信道冲击响应快照的离开角和到达角。

优选地，所述相关性计算模块，还用于采用向量夹角的方法计算两帧信道冲击响应快照间的相关性。

优选地，所述准平稳区间确定模块，还用于针对特定帧，搜寻不小于相关性阈值的最大快照索引和最小快照索引；根据信道距离采样间隔与最大快照索引和最小快照索引差值的乘积得到该特定帧的准平稳区间。

本申请提供了一种基于角度信息的无线信道准平稳区间计算方法，包括：

基于多天线无线信道冲激响应，获取信道冲击响应快照的多径抽头；

根据每帧信道冲击响应快照的多径抽头提取每帧信道冲击响应快照的到达角和离开角，并根据到达角和离开角计算任意两帧信道冲击响应快照间的相关性；

根据所述相关性确定特定帧信道冲击响应快照的准平稳区间。

优选地，所述获取信道冲击响应快照的多径抽头包括：