基于非連續頻譜信號的無線信道探測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種基于非連續頻譜信號的無線信道探 測方法。
【背景技術】
[0002] 目前，常用的無線信道探測方法主要是利用連續頻譜信號進行信道探測，雖然在 理論上可以達到準確探測信道的效果，但是在實際測量中難以使用一個不受外界環境影響 的寬頻帶連續頻譜信號，上述常用的無線信道探測方法存在著無線信道探測信號的帶寬有 限、信道探測系統設置不夠靈活、不具備無線環境認知能力、數據處理量大、對現有頻譜授 權用戶（主用戶）造成潛在有害干擾等諸多缺點。
[0003] 因此，如何開發一種基于非連續頻譜信號的無線信道探測方法是一個亟待解決的 問題。
【發明內容】
[0004] 本發明的實施例提供了一種基于非連續頻譜信號的無線信道探測方法，以實現對 無線信道進行有效地探測。
[0005] 為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。
[0006] 根據本發明的一個方面，提供了一種基于非連續頻譜信號的無線信道探測方法， 包括：
[0007] 根據頻譜感知、信道特性預估的結果和先驗知識，判斷待測無線信道環境場景符 合的經典多徑時延場景；
[0008] 當所述待測無線信道環境場景符合的經典多徑時延場景的多徑數不大于預先設 定的數值時，避開所述待測無線信道幅頻響應的凹陷處選取非連續頻譜信道探測信號的設 定頻段；
[0009] 在所述待測無線通信環境中發射所述非連續頻譜信道探測信號，對所述待測無線 通信環境中接收到的所述非連續頻譜信道探測信號進行無線信道特性分析，獲取所述待測 無線信道的特性參數。
[0010] 優選地，所述的根據頻譜感知、信道特性預估的結果和先驗知識，判斷待測無線信 道環境場景符合的經典多徑時延場景，包括：
[0011] 根據待測無線通信環境中已用的頻譜信號，對待測無線信道環境進行頻譜感知、 信道特性預估，根據所述頻譜感知、信道特性預估的結果和先驗知識，獲取待測無線信道 環境場景符合的經典多徑時延場景，并得到所述經典多徑時延場景的信道時延經典模型 h( τ )，所述頻譜感知、信道特性預估的結果包括待測無線信道的最大時延、典型的多徑數、 均方根時延或者信道的時域沖激響應參數。
[0012] 優選地，所述的當所述待測無線信道環境場景符合的經典多徑時延場景的多徑數 不大于預先設定的數值時，避開所述待測無線信道幅頻響應的凹陷處選取非連續頻譜信道 探測信號的設定頻段，包括：
[0013] 當所述待測無線信道環境場景符合的經典多徑時延場景的多徑數不大于預先設 定的數值時，對所述經典多徑時延場景的信道時延經典模型h ( τ )做傅里葉變換可得：
[0015] 對所述H (f)的頻譜求模，得到所述待測無線信道的幅頻響應|H (f) I :
[0017] 將所述待測無線信道的幅頻響應|H(f) I的深衰落所對應的頻點作為所述待測無 線信道頻譜的凹陷處，避開所述待測無線信道幅頻響應的凹陷處選取非連續頻譜信道探測 信號的設定頻段。
[0018] 優選地，所述的方法還包括：
[0019] 當所述待測無線信道環境場景符合的經典多徑時延場景的多徑數大于預先設定 的數值時，在待測無線信道頻譜的所有頻段中采用等間隔均勻的選取非連續頻譜信道探測 信號所在的頻段。
[0020] 優選地，所述的在所述待測無線通信環境中發射所述非連續頻譜信道探測信號， 對所述待測無線通信環境中接收到的所述非連續頻譜信道探測信號進行無線信道特性分 析，獲取所述待測無線信道的特性參數，包括：
[0021] 通過接收機在所述待測無線通信環境中接收所述非連續頻譜信道探測信號，得到 接收信號，對所述接收信號進行IFFT變換，得到時域響應信號hi (η);
[0022] 在所述時域響應信號hi (η)中，對于η>30,則設置hi (η) = 0 ;對于h (η)〈0. 1，則 設置hi (η) = 0,所述η表示IFFT所得序列的序號；
[0023] 對所述時域響應信號hi (η)進行功率補償，得到待測無線信道的時域沖擊響應信 號 h (η):
[0025] BW1為非連續頻譜信道探測信號所選頻帶的總帶寬，BW為系統總帶寬。
[0026] 優選地，所述的方法還包括：
[0027] 對所述待測無線信道的時域沖擊響應信號h (η)進行FFT變換，得到待探測無線信 道的部分頻段的頻域響應信號H(m);
[0028] 對所述部分頻段的頻域響應信號H[m]再次進行IFFT變換，得到校準后的沖擊響 應信號h (η)，對校準后的沖擊響應信號h (η)進行分析得到信道的功率時延譜P (η)，獲取所 述待測無線信道的無線信道特性參數。
[0029] 優選地，所述的方法還包括：
[0030] 所述校準后的沖擊響應信號h (η)的計算公式如下：
[0032] N表示信道的采樣點數，j是虛數單位；
[0033] 對于非時變信道，所述待測無線信道的功率時延譜Ph(n) = (h[η])2,所述功率時 延譜Ph (η)的每個峰值對應一個時延分量，根據所述功率時延譜Ph (η)得到所述待測無線信 道的多徑分量；
[0034] 以計算零階矩開始，即功率在時間上的積分：Pni= ΣΡΗ (η)
[0035] 歸一化一階矩為：
[0036] 歸一化二階中心勞
[0037] 由上述本發明的實施例提供的技術方案可以看出，本發明實施例通過采用基于非 連續頻譜的信道探測技術，根據無線環境的特點，對無線信道進行有效的探測，對信道幅頻 響應進行插值等數據處理，得到接近于連續頻譜信道探測一樣的信道探測結果，可以提高 信道探測效率，降低信道探測的復雜度，尤其是研究如何根據具體的無線環境特點、并利用 信道的相關性進行更有效的頻域插值等數據處理，以得到盡可能接近于連續頻譜寬帶無線 信道探測結果，達到提高信道探測高效性與實用性。
[0038] 本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0039] 為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本 領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 的附圖。
[0040] 圖1為本發明實施例一提供的一種基于非連續頻譜的無線信道探測方法的處理 流程圖；
[0041] 圖2a，b為本發明實施例一提供的一種探測方法中的信道的頻域響應H(f)、選取 的頻域響應H1(If)示意圖；
[0042] 圖3為本發明實施例提供的一種基于非連續頻譜的無線信道探測方法的信道時 域時延分量示意圖；
[0043] 圖4為本發明實施例提供的一種探測方法中的信道探測時延分量示意圖；
[0044] 圖5為本發明實施例提供的一種基于非連續頻譜的無線信道探測方法的所選頻 譜與探測恢復的信道幅頻特性示意圖；
[0045] 圖6為本發明實施例提供的一種基于非連續頻譜的無線信道探測方法的探測恢 復的信道幅頻特性與真實信道幅頻特性示意圖；
[0046] 圖7為本發明實施例提供的一種基于非連續頻譜的無線信道探測方法的仿真驗 證中，驗證信道模型，真實信道幅頻特性與所選頻譜的幅頻特性示意圖；
[0047] 圖8為本發明實施例提供的一種基于非連續頻譜的無線信道探測方法的仿真驗 證中，驗證信道模型，真實信道幅頻特性與探測的信道幅頻特性示意圖；
[0048] 圖9為本發明實施例提供的一種基于非連續頻譜的無線信道探測方法的仿真驗 證中，驗證信道模型，真實信道相頻特性與所選頻譜的相頻特性示意圖；
[0049] 圖10為本發明實施例提供的一種基于非連續頻譜的無線信道探測方法的仿真驗 證中，驗證信道模型，真實信道相頻特性與探測的信道相頻特性示意圖；
[0050] 圖11為本發明實施例提供的一種基于非連續