[发明专利]一种动态信道的时变多径聚类方法

权利要求书

1.一种动态信道的时变多径聚类方法，其特征在于，包括：

初始化MPC的参数，得到多个M帧的多径分量：

根据所述多径分量对MPC进行追踪，得到MPC在连续帧间的演变轨迹。

根据所述MPC在连续帧间的演变轨迹计算MPC轨迹的波动趋势；

根据MPC轨迹的波动趋势将两条MPC轨迹分为三种位置情况：完全重叠、部分重叠和完全分离，结合每条轨迹的波动趋势计算两两MPC轨迹间的距离，根据两两MPC轨迹间的距离进行MPC聚类。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的初始化MPC的参数，得到多个M帧的多径分量，包括：

初始化MPC的参数，该参数包括功率α、时延τ、到达角(φ_R,θ_R)和离开角(φ_T,θ_T)参数，得到N个M帧的多径分量；

其中，是在第m帧第n个MPC的功率，是在第m帧第n个MPC的时延，和分别是在第m帧第n个MPC的离开方位角和离开俯仰角，和是在第m帧第n个MPC的到达方位角和到达俯仰角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的根据所述多径分量对MPC进行追踪，得到MPC在连续帧间的演变轨迹，包括：

利用Kalman滤波对MPC进行追踪，根据第m帧MPC的功率、角度和时延，通过Kalman滤波估计出第m+1帧的MPC的估计值

使用Kuhn–Munkres算法将第m帧的MPC真实值与第m+1帧的MPC估计值进行匹配，使得全局匹配的权重和为最小值，得到全局最佳匹配，匹配阈值计算如下：

其中，为和的匹配，U是所有匹配的集合，是和的多径距离。

以两个MPC间距为判断依据，判断追踪过程中是否有MPC的消失和新生，设判断阈值为η，如果则认为是新生MPC，具体阈值公式为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的根据所述MPC在连续帧间的演变轨迹计算MPC轨迹的波动趋势，包括：

将每条轨迹上的j个MPC的状态划分为0，1，-1，2，-2五种状态，判决公式计算如下：

其中，δ₁和δ₂是状态判断阈值，状态0代表第n个MPC轨迹从第m帧到第(m+1)帧的轨迹状态保持不变，1/(-1)表示轨迹从第m帧到第(m+1)帧呈上升/下降趋势，2/(-2)表示轨迹从第m帧到第(m+1)帧呈快速上升/下降趋势；

若MPC在第m帧到第(m+l_c)帧的状态相同，则将该(l_c+1)帧MPC分为一段，并计算该段轨迹的波动，公式如下:

其中，l_c表示状态连续相同的轨迹段长度，表示该轨迹段的波动，表示与的距离。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的根据MPC轨迹的波动趋势将两条MPC轨迹分为三种位置情况：完全重叠、部分重叠和完全分离，结合每条轨迹的波动趋势计算两两MPC轨迹间的距离，根据两两MPC轨迹间的距离进行MPC聚类，包括：

若存在轨迹A和轨迹B完全重叠且轨迹A的长度大于轨迹B时，延长轨迹A的长度得到A′，具体计算如下：

其中，m_A＝1,...,M_A是轨迹A的帧数，m_B＝1,...,M_B是轨迹B的帧数，L_A′表示轨迹A′的帧长，D_c(m_A′,m_B)表示轨迹A和轨迹B的波动差距，表示和的距离；

若轨迹A和轨迹B部分重叠时，计算如下：

其中，l_o表示轨迹A和轨迹B重叠部分的长度，l_n表示轨迹A和轨迹B非重叠部分的长度。是时间，是对轨迹A的时间域函数；

若轨迹A和轨迹B完全分离时，计算如下：

其中，l_s是轨迹A和轨迹B中的最短长度，是对轨迹B的时间域函数；

在获得两两MPC轨迹间的距离后，利用KPD算法对每条轨迹进行聚类，轨迹距离较近的则聚为一类，轨迹距离较远的则聚为另一类。