[发明专利]信道簇跟踪方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种信道簇跟踪方法及装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展，为了能够有效承载海量的多媒体业务，对无线通信系统传输速率以及频谱效率的要求越来越高。多入多出(MIMO，Multi-Input and Multi-Output)技术正是为了提高无线通信系统的传输速率以及频谱效率而提出的新一代移动通信系统的关键技术，该技术利用多天线来抑制信道衰落，能在不增加带宽的情况下成倍地提高无线通信系统的容量和频谱利用率。但由于MIMO技术的性能也受制于信道的空时衰落特性，而宽带信道又会呈现新的频率选择特性，因此，建立合适的宽带MIMO信道模型，研究宽带MIMO信道空时频三维衰落特性是最大发挥MIMO技术优势的前提和关键。

在建模过程中，可以在实际的地理传播环境中进行宽带无线信道的测量，或基于典型传播环境，进行大量的测量获取实测数据，对测量得到的数据进行分析、提取，计算出传播环境的特征参数，进而根据计算获取的特征参数对该环境的信道传播特性进行建模或模型校正，最后得到较为完善的宽带MIMO信道模型，从而为无线通信系统中的传输技术、资源管理和网络规划提供参考依据。

在空时频三维衰落的宽带信道中，多径以簇的形式传播，多径的产生、死亡和存活是宽带信道的重要特性之一，它反映了在相邻时间片断上多径的动态特性。因此，再现簇的动态特性是宽带MIMO信道建模不可缺少的一方面。当前研究这种动态行为特性的途径就是基于地理传播环境获取实测数据，进行簇的提取，利用跟踪算法确定簇产生、死亡和存活的行为。

图1为现有信道簇跟踪方法流程示意图。参见图1，该流程包括：

步骤101，利用多维参数估计算法提取一系列时间点上采样的信道多径参数；

步骤102，利用分簇算法对多径进行分簇，分别获取各簇簇心参数；

步骤103，计算相邻时刻各簇簇心之间的欧几里德空间距离；

步骤104，根据相邻时刻各簇簇心参数与预先设定的多径分量距离(MCD)阈值，跟踪信道簇。

本步骤中，如果后一时刻的某簇(旧簇)与前一时刻的任何簇(新簇)的最小距离超过该MCD阈值，则认为新簇产生，并给该新簇分配簇标签；

如果前一时刻的某簇与后一时刻的任何簇的最小距离小于该MCD阈值，则认为该簇存活，沿用原有的簇标签，否则认为其死亡，簇标签失效，不再跟踪该信道簇。

由上述可见，现有的信道簇跟踪方法，主要存在以下两个问题：

1)MCD阈值设定缺乏合理性。现有设定MCD阈值的方法是对所有簇给出一个统一的经验值，该经验值缺乏理论依据、且所有簇的MCD阈值相同，而实际应用中，各簇之间的MCD值是不相同的，因此，其MCD阈值也是不同的，该方法没有区别对待各簇，更没有考虑和各簇相关的传播因素，跟踪算法的精度较低。

2)在簇出现融合时无法解决存活簇的来源问题，即当前时刻某簇和前一时刻某些簇的MCD值均小于设定的MCD阈值时，没有解决该簇的簇标签沿用哪个旧簇的标签，从而不能够处理簇在动态演化过程中出现的该问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种信道簇跟踪方法，在簇出现融合时解决存活簇的来源问题、同时提高跟踪算法的精度。

本发明的另一目的在于提供一种信道簇跟踪装置，在簇出现融合时解决存活簇的来源问题、同时提高跟踪算法的精度。

为达到上述目的，本发明提供了一种信道簇跟踪方法，该方法包括：

获取多径信道冲激响应数据以及收发两端相对地理信息；

从获取的多径信道冲激响应数据中提取多径的空时多维参数信息；

利用预先设定的分簇算法对多径进行分簇，并获取分簇簇心的空时多维参数；

计算相邻时刻各簇的最大近邻距离MCD值；

根据获取的相对地理信息估计各簇MCD值的变化范围，获取相应各簇MCD阈值；

根据获取的各簇MCD阈值与计算得到的各簇MCD值，执行簇跟踪。

所述获取多径信道冲激响应数据的步骤包括：

在预先设定的测量路线上，在保证收发两端天线阵列的参考方向在测量过程中保持不变的情况下，获取预先设定的时间段序列上的信道冲激响应数据。

所述相对地理信息包括：直线距离、运动方向以及视距方向夹角。

通过空间交替广义期望最大化SAGE算法从获取的多径信道冲激响应数据中提取多径的空时多维参数信息。

所述多径的空时多维参数信息具体包括：多径功率、多径时延、水平离开角和水平到达角。