[发明专利]一种多通信场景下的多普勒功率谱建模方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种多通信场景下的多普勒功率谱建模方法及装置，低轨卫星信道在多通信场景下的多普勒功率谱模型是基于考虑多通信场景，按照各通信场景，获取多普勒功率谱实测数据得到的。并且，由于多普勒功率谱的形状可以反映低轨卫星的信道中多普勒效应以及多径衰落的特性，因此，对多普勒功率谱实测数据进行图谱化，可以提高多普勒功率谱模型拟合实际场景的准确性；并且，多通信场景的多普勒功率谱实测数据并不相同，针对各场景，使用各场景相关的参考数据，也就是各通信场景的参考指纹对应的多普勒功率谱实测数据，也使得多普勒功率谱模型拟合实际各场景。

技术领域

本发明涉及低轨卫星通信技术领域，特别是涉及一种多通信场景下的多普勒功率谱建模方法及装置。

背景技术

在通信中，信道建模是可以抽象地将信道用模型来描述，并按其输入/输出信号的数学特点以及输入/输出信号之间关系的数学特点进行分类。而，多普勒功率谱是信道建模中的重要参数，它能够反映信道多普勒频偏、多径衰落、衰落动态性等信息，是通信系统设计中的重要参考依据。因此，目前对于信道中的无线信道来说，无线信道建模中常用的多普勒功率谱模型，比如Jakes、Gaussian、Flat等模型。

近地轨道(Low Earth Orbit，简称LEO)卫星(简称低轨卫星)运行速度快，使得低轨卫星信道具有多普勒频移大、传播衰减高、视距(Line of Sight，简称LOS)信号分量为主等特点，这样会导致多普勒功率谱的形状与上述常用的多普勒功率谱模型不一致，因此，这些常用的多普勒功率谱模型已不适用于低轨卫星信道，进而使得如何对低轨卫星信道建立更符合实际场景的多普勒功率谱模型成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种多通信场景下的多普勒功率谱建模方法及装置，用以解决现有技术中如何对低轨卫星信道建立更符合实际场景的多普勒功率谱模型的问题。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种多通信场景下的多普勒功率谱建模方法包括：

获取低轨卫星信道在多类通信场景下每个观测时间内的多普勒功率谱实测数据；

对所述多普勒功率谱实测数据进行图谱化，确定每幅多普勒功率谱图谱；

构造每幅多普勒功率谱图谱的图谱指纹，以使所述低轨卫星的信道特征与图谱指纹相对应；

对所述图谱指纹进行聚类，确定多类通信场景；

在每一类通信场景的指纹样本中，选择与该类通信场景最相关的参考指纹样本，所述参考指纹样本为对各通信场景下的参考指纹，建立参考数据、参考指纹以及通信场景之间的映射关系，所述参考数据为各通信场景的参考指纹对应的多普勒功率谱实测数据，用于拟合各通信场景多普勒功率谱模型；

依据所述映射关系，利用各通信场景中的参考数据及参考指纹，拟合各通信场景待拟合多普勒功率谱模型中的待拟合模型参数，获得所述低轨卫星信道在多通信场景下的多普勒功率谱模型，所述待拟合多普勒功率谱模型为待拟合模型参数的多普勒功率谱模型。

进一步的，所述获取低轨卫星信道在多类通信场景下每个观测时间内的多普勒功率谱实测数据，包括：

在所述低轨卫星信道多通信场景下，测量卫星信道，得到接收信号数据，其中，所述低轨卫星信道多通信场景包括：按照不同的仰角范围、不同的终端运动状态和不同的地面散射环境，分类所述低轨卫星信道通信场景得到的各通信场景；

从所述接收信号数据的时域信号包络中，提取每个观测时间内的多普勒功率谱实测数据。

进一步的，所述构造每幅多普勒功率谱图谱的图谱指纹，以使所述低轨卫星的信道特征与图谱指纹相对应，包括：