申请/专利权人：东南大学

申请日：2022-06-28

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN115149987B

主分类号：H04B7/0413

分类号：H04B7/0413;H04B17/391

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.10.25#实质审查的生效;2022.10.04#公开

摘要：本发明公开了一种多链路MIMO无线信道相关性计算方法，包括：1搭建信道测量系统和规划测量用例，计算多链路MIMO信道冲激响应；2基于双极化SAGE参数估计算法，从获得的MIMO信道冲激响应中进行多径参数提取和MIMO信道冲激响应重构；3根据重构的MIMO信道冲激响应计算每条链路的平均时延功率谱，并计算任意两条链路平均时延功率谱的线性相关系数；4根据重构的MIMO信道冲激响应估计每条链路发送端和接收端的角度功率谱并计算任意两条链路角度功率谱的线性相关系数。本发明从时延功率谱和角度功率谱两个方面提出了多链路MIMO信道相关性计算方法，能够有效分析信道测量数据功率谱密度的相关性。

主权项：1.一种多链路MIMO无线信道相关性计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、搭建信道测量系统和规划测量用例，计算多链路MIMO信道冲激响应；步骤S2、基于已有的双极化SAGE参数估计算法，对步骤S1中获得的MIMO信道冲激响应进行多径参数提取和MIMO信道冲激响应重构；步骤S3、根据重构的MIMO信道冲激响应计算每条链路的平均时延功率谱；步骤S4、计算任意两条链路平均时延功率谱的线性相关系数；步骤S5、根据重构的MIMO信道冲激响应估计每条链路的角度功率谱；步骤S6、计算任意两条链路角度功率谱的线性相关系数；所述步骤S1具体包括以下步骤：步骤S101、搭建信道测量系统，发射天线阵列单元个数为Mt，接收天线阵列单元个数为Mr，探测信号序列长度为Mf；步骤S102、规划测试用例，其中发射端位置保持固定，接收端共有Mp个位置；步骤S103、对信道测量系统进行直连校准，得到直连校准信号ysysτ；步骤S104、使用天线阵列得到无线接收信号yτ；步骤S105、基于傅里叶变换FFT·和逆傅里叶变换IFFT·，计算MIMO信道冲激响应hτ，维度为Mt×Mr×Mf，表示为 式中Hf为信道传输矩阵；所述步骤S2具体包括以下步骤：步骤S201、在暗室中测量天线阵列在不同极化方向上的导向矢量，发射天线阵列不同极化的导向矢量表示为p1＝{1,2}表示两种极化方式，φ为方位角，θ为俯仰角；接收天线阵列不同极化的导向矢量表示为p2＝{1,2}表示两种极化；步骤S202、基于已有的双极化SAGE参数估计算法，从MIMO信道冲激响应hτ中提取L条多径的参数，包括时延τl、方位离开角φl,AoD、方位到达角φl,AoA、俯仰离开角θl,AoD、俯仰到达角θl,AoA、复幅度其中l＝1,2,…,L表示第l条多径，L是总的多径数目；步骤S203、将步骤S202中L条多径的角度参数φl,AoD、φl,AoA、θl,AoD、θl,AoA从天线局部坐标系转换到全局坐标系，其中l＝1,2,…,L；步骤S204、利用步骤S202中L条多径的参数，可以得到重构的MIMO信道冲激响应其表达式为: 式中·T表示对矩阵的转置，δ·表示冲激函数，τ表示时延；所述步骤S3具体包括以下步骤：将第i条链路的时延功率谱在天线维度平均，得到平均时延功率谱APDPi，其表达式为 式中APDPi是维度为Mf×1的向量，m表示第m个发射天线单元，n表示第n个接收天线单元，|·|表示对矩阵中的每个元素取绝对值；所述步骤S4具体包括以下步骤：步骤S401、计算规划的测量位置中第i条链路和第j条链路平均时延功率谱的线性相关系数ρij,PDP，其表达式为：ρij,PDP＝APDPiTAPDPj步骤S402、基于步骤S401得到的任意两条链路的线性相关系数ρij,PDP，得到所有链路的平均时延功率谱相关系数矩阵ρPDP，其元素为ρij,PDP；所述步骤S5具体包括以下步骤：步骤S501、基于已有的双极化Bartlett谱计算公式，估计第i条链路的离开角度功率谱PAPi,tφ,θ，其表达式为： 式中tr·表示矩阵的迹，·H表示矩阵的共轭转置，·-1表示矩阵的逆，为发射天线阵列的两种极化的导向矢量；步骤S502、基于双极化Bartlett谱的计算公式，估计第i条链路的到达角度功率谱PAPi,rφ,θ，其表达式为： 式中为接收天线阵列的两种极化的导向矢量，·*表示矩阵的共轭；所述步骤S6具体包括以下步骤：步骤S601、将第i条链路和第j条链路的离开角度功率谱矩阵向量化，即vecPAPi,tφ,θ和vecPAPj,tφ,θ；步骤S602、计算规划的测量位置中第i条链路和第j条链路离开角度功率谱的线性相关系数ρij,t，计算公式为：ρij,t＝vecPAPi,tφ,θTvecPAPj,tφ,θ步骤S603、基于S602中计算的任意两条链路的线性相关系数ρij,t，得到所有链路的离开角度功率谱相关系数矩阵ρt,PAP，其元素为ρij,t；步骤S604、将第i条链路和第j条链路的到达角度功率谱矩阵向量化，即vecPAPi,rφ,θ和vecPAPj,rφ,θ；步骤S605、计算规划的测量位置中第i条链路和第j条链路到达角度功率谱的线性相关系数ρij,r，表达式为：ρij，r＝evcPAPi，rφ，θTvecPAPj，rφ，θ步骤S606、基于步骤S605中计算的任意两条链路的线性相关系数ρij,r，得到到达所有链路角度功率谱相关系数矩阵ρr,PAP，其元素为ρij,r。

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权利要求：

百度查询： 东南大学 一种多链路MIMO无线信道相关性计算方法

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