[发明专利]超宽带压缩感知无线信道建模方法

说明书

技术领域：

本发明基于压缩感知(CS，Compressive Sensing)理论，提出了超宽带(UWB，Ultra Wide-Band)无线信道建模方法，属于通信领域。

技术背景：

UWB技术是一种衬叠式使用频谱资源的新型无线通信技术，其发送信号带宽可高达数吉赫兹(GHz)。按照美国FCC与2002年颁布的UWB频谱掩模规范，其绝对带宽可达7.5Ghz。目前，IEEE针对UWB诸多应用场景颁布了相关标准，其中包括高速无线个域网标准IEEE802.15.3和低速无线传感器网络标准IEEE802.15.4，以及目前广泛研究的用于医疗监测领域的无线体域网(WBAN，Wireless Body Area Network)。2008年12月6日，为满足社会各行业对短距离、高速率数据通信的应用需求，提高频率的利用率，中国无线电管理部门发布了《超宽带(UWB)技术频率使用规定》，为UWB技术划分的可用频段为6-9GHz和4.2-4.8GHz(需要检测干扰避让(DAA)技术辅助)。由于UWB信号的极高带宽，因而其时域信号具有极强的多径分辨力，通过先进的Rake接收技术充分利用多径分量，在无线个域网(WPAN，Wireless Personal Local Network)中极具应用潜力。另外，巨大带宽致使UWB信号具备高精度定位与测距能力，在军事领域也具有广泛应用场景，例如高分辨力雷达和穿墙成像系统。

具有众多技术优势的UWB技术被认为是短距离无线通信技术的未来主流，而UWB信道模型是评估各类UWB技术的基础。信道建模是UWB技术研究的基础工作，可以为各类UWB技术提案提供一个公平的评测工具，UWB系统的设计、测试和改进都依赖于对信道的理解。在研究UWB与其它无线通信系统兼容性时，UWB信道也是影响兼容性分析的主要因素之一，决定着UWB系统的链路预算。在UWB技术的研究领域，所使用的通信系统的天线、接收机的设计与分析、通信系统仿真等都需要一个准确且通用的信道模型。

UWB的信道建模可以分为两种类型：统计式模型(Statistical Model)和确定式(Deterministic Model)模型。由于确定式信道模型需要墙体、各种障碍物的特性参数来设定电波传播过程的环境参数，因此UWB信道更多采用统计式信道模型来表示。统计式信道模型是对信号无线传播环境统计特性的描述，往往通过结合统计分析和实验方法而得到，IEEE 802.15.3a和IEEE 802.15.4a信道模型都是基于Saleh-Valenzuela(S-V)分簇的修正S-V模型，如IEEE 802.15.4a信道模型可表示为

h(t)=Σl=0LΣk=0Kak,lexp(jφk,l)δ(t-Tl-τk,l)---(1)]]>