[发明专利]一种基于核功率密度的无线信道多径分簇方法

摘要

一种基于核功率密度的无线信道多径分簇方法，信号由发射机历经多径到达接收机，MIMO信道被建模为双方向性信道，并且双方向性脉冲响应包括多径的功率、时延、离开角以及达到角，信道中的多径信号呈现成簇现象，在同一个簇中的多径信号拥有相似的功率、时延以及角度参数，其特征在于，所有的多径参数都利用高分辨率算法(例如，MUSIC、CLEAN、SAGE、RiMAX)从实际测试数据中进行估计，考虑在一个时间时刻内多个簇中的多条多径分量，而这些多径分量由功率、时延、DOD以及DOA进行表示。本发明采用核密度等解决技术问题的新手段，能够更好地识别多径分量的本地密度变化，不需要簇的先验信息，是可满足未来无线通信领域面向簇结构的信道处理技术。

主权项

1.一种基于核功率密度的无线信道多径分簇方法，信号由发射机历经无线信道多径传播后到达接收机，其特征在于，包括如下步骤：1)利用多天线信道探测仪实时采集信道数据，获得连续时刻下信道冲激响应数据，通过先入先出控制器实时地存放在第一存储介质；2)第一存储介质中的原始采样数据被输送至串‑并转换器，通过数个“参数估计”处理器同时对各路并行的基带原始数据进行参数估计，获得每一路对应不同时刻的测试数据的并行数据所对应的多径样本信号，之后再被输送至并‑串转换器，所得结果存放在第二存储介质；3)信道探测仪至少具有一个处理器的不同处理单元1‑8，用于后续FPGA分簇处理，前后处理单元之间利用移位寄存器传递数据，各处理单元共享系统时钟且并行处理；4)将第二存储介质中的多径信号读入信道探测仪内部“处理单元1”，以矩阵单元的形式依次存放；5)在“处理单元2”中设置一个计数器，其初值为0；在“处理单元2”所存储的这个逻辑空间内，对任意一个多径信号x以欧氏距离的方式依次搜索距离它最近的多径信号，每搜到一个多径信号，则将其存入“处理单元3”中，同时令“处理单元2”中计数器加1；6)利用“处理单元3”中所存放的所有多径信号以及“处理单元2”中多径信号x数据及多径信号各个参数的统计分布特性，得出x的原始核功率密度，存储在信道探测仪内“处理单元4”中；7)基于“处理单元3”中的数据在内部处理器中计算x的相对核功率密度，删除掉“处理单元4”中原先存放的原始核功率密度数据，将新的相对核功率密度数据存放在“处理单元4”中；8)将“处理单元2”中的计数器值归零，重复步骤5)‑7)，直至完成对“处理单元2”中所有多径信号相对核功率密度的计算，将所获得的相对核功率密度数据全部存放在“处理单元4”中；9)在“处理单元4”中搜索相对核功率密度为1的多径信号，将所有这些相对核功率密度为1的多径信号的编号以及其在“处理单元2”中所对应的空间坐标存储在“处理单元5”里，这些多径信号是后续处理中建立多径成簇关系的初始中心点，即“初始多径核心点单元”；10)在信道探测仪的“处理单元2”里，借助空间坐标及“处理单元4”数据搜索任意多径信号x附近，距离它最近、相对核功率密度又比它大的多径信号，将这个多径信号称之为x的高密度最近邻信号，二者存在“逻辑连通关系”，并将其编号存放在“处理单元6”的高密度最近邻矩阵中；11)重复步骤10)，直至完成对“处理单元2”里所有数据的计算，将所有获得的高密度最近邻信号编号及“逻辑连通关系”编号存放在“处理单元6”的高密度最近邻矩阵中；12)通过数据检索的方法，对每一个存放在存储器里的多径数据进行排查判决，建立存储器中所有存放的多径信号之间的初始成簇关系，这样，完成了对“处理单元2”中所有多径信号归属关系的初始分簇，将每一个多径信号的分簇编号存放在“处理单元7”中；13)继续通过数据检索的方法，对“处理单元7”中的每个多径信号的分簇编号进行更新；14)找出“处理单元7”中所有出现的编号值，统计它们的总个数，并重新将它们按顺序序列编排，删除不连续的序号，将所得结果存入“处理单元8”中；15)将信道探测仪“处理单元8”中的结果存入第三存储介质，多径信号的分簇过程结束。