一种多频段无线信道测量校准方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种多频段无线信道测量校准方法和系统。包括：构造单径校准信道，执行N个连续频段的单径校准信道测量，其中，N不少于1个；获取每个频段幅频响应，通过幅频校准处理，获取幅度校准数据；获取每个频段的相频响应斜率，并据此获取采样误差校准数据；获取每个频段内非线性相位，通过非线性相位校准处理，获取非线性相位校准数据；采用所述N个连续频段对实际信道进行测量，获得实测信道各频段的频域响应；根据所述幅度校准数据、所述采样误差校准数据以及所述非线性相位校准数据对实测信道各频段的频域响应进行校准。该方法和系统可在不增加硬件成本的前提下成倍提高测量带宽，获得更高的时延分辨力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种多频段无线信道测量校准方法和系统。
技术介绍
无线移动通信正从传统的人与人通信延伸到物与物、人与物智能互联，渗透至更加广阔的行业和领域，缔造出规模空前的新兴产业，但同时海量的设备连接和多样化的网络架构也会给移动通信带来新的技术挑战。新一代移动通信系统面临的无线环境更为复杂多样，只有深入研究无线信道特性，才能根据具体应用环境进行有针对性的系统设计，优化系统性能。研究无线信道特性最直接的方法是进行实地场景的无线信道测量。未来移动通信系统的高速率特性要求信道测量结果必须更加精确。根据信道测量理论，系统的时延分辨力与测量带宽成反比，即要想获得更精确的多径信道测量结果，就必须提高测量信号带宽。但是，硬件系统的AD/DA采样率和射频器件工作带宽有限，这限制了系统的测量带宽；若采用更高速率的AD/DA和更宽频段的射频器件，会显著增加硬件成本。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种多频段无线信道测量校准方法和系统。本专利技术提供了如下方案：一种多频段无线信道测量校准方法，主要步骤包括：构造单径校准信道，执行N个连续频段的单径校准信道测量，其中，N不少于1个；对N个频段上的频域响应建模：其中，f为频率，Rsi(f)为频域接收信号，T(f)为频域发送信号，Asi(f)为系统的幅频响应，φsi(f)为系统的相频响应，i表示第i个频段；获取每个频段幅频响应，通过幅频校准处理，获取幅度校准数据；对每个频段的相频响应建模：其中，ki为相频响应的斜率，为非线性相位；获取每个频段的相频响应斜率，并据此获取采样误差校准数据；获取每个频段内非线性相位，通过非线性相位校准处理，获取非线性相位校准数据；采用所述N个连续频段对实际信道进行测量，获得实测信道各频段的频域响应；根据所述幅度校准数据、所述采样误差校准数据以及所述非线性相位校准数据对实测信道各频段的频域响应进行校准。进一步，所述幅频校准处理，包括：将N个频段的系统幅频响应拼接，以幅频响应最高点为参照进行归一化处理，获取单次幅度校准As0(f)(dB)；获取多次测量结果的幅度校准As0(f)(dB)，取平均值，抑制噪声影响，并取对数坐标，获取幅度校准数据Asv(f)(dB)。进一步，所述获取每个频段的相频响应斜率，并据此获取采样误差校准数据，包括：估测每个频段的相频响应斜率ki，每个频段的相频响应的斜率对应于时域信号的采样时延误差Δti＝-ki；多次测量N个频段，对多次测量的Δti取平均值，获取采样误差校准数据Δtvi。进一步，所述获取每个频段内非线性相位，通过非线性相位校准处理，获取非线性相位校准数据，包括：对每个频段取相对第一个频点的差值：对N个频段处理，并依次拼接，获得单次测量结果的非线性相位获取多次测量结果的非线性相位取平均值，获取非线性相位校准数据进一步，所述根据所述幅度校准数据、所述采样误差校准数据以及所述非线性相位校准数据对实测信道各频段的频域响应进行校准，包括：获得实测信道的每个频段的初始信道频域响应Hi(f)；根据所述采样误差校准数据Δtvi对每个频段的初始信道频域响应Hi(f)进行采样误差补偿；将采样误差补偿后的各频段拼接，分别根据所述幅度校准数据对每个频段进行幅度补偿；分别根据所述非线性相位校准数据对每个频段进行非线性相位补偿；再获取实测信道相邻频段相频响应之间的随机相位误差：其中，i为频段序号，K为一个频段内的频点数，为第i个频段内第K个频点上的实测信道相频响应，为第i+1个频段内第1个频点上的实测信道相频响应；对实测信道的N个频段依次进行随机相位误差校准，消除每个频段的实测信道随机相位误差：估测实测信道的N个频段上的相频响应的斜率并将其消除，获取信道本身的相频响应。根据本专利技术的另一方面，还提供一种多频段无线信道测量校准系统，主要包括：校准建模模块：其用于构造单径校准信道，执行N个连续频段的单径校准信道测量，其中，N不少于1个；对N个频段上的频域响应建模：其中，f为频率，Rsi(f)为频域接收信号，T(f)为频域发送信号，Asi(f)为系统的幅频响应，φsi(f)为系统的相频响应，i表示第i个频段；幅频校准模块：其用于获取每个频段幅频响应，通过幅频校准处理，获取幅度校准数据；相频建模模块：其用于对每个频段的相频响应建模：其中，ki为相频响应的斜率，为非线性相位；采样误差校准模块：其用于获取每个频段的相频响应斜率，并据此获取采样误差校准数据；非线性相位校准模块：其用于获取每个频段内非线性相位，通过非线性相位校准处理，获取非线性相位校准数据；测量校准模块：其用于采用所述N个连续频段对实际信道进行测量，获得实测信道各频段的频域响应，根据所述幅度校准数据、所述采样误差校准数据以及所述非线性相位校准数据对实测信道各频段的频域响应进行校准。进一步，所述幅频校准模块，具体用于：将N个频段的系统幅频响应拼接，以幅频响应最高点为参照进行归一化处理，获取单次幅度校准As0(f)(dB)；获取多次测量结果的幅度校准As0(f)(dB)，取平均值，抑制噪声影响，并取对数坐标，获取幅度校准数据Asv(f)(dB)。进一步，所述采样误差校准模块，具体用于：估测每个频段的相频响应斜率ki，每个频段的相频响应的斜率对应于时域信号的采样时延误差Δti＝-ki；多次测量N个频段，对多次测量的Δti取平均值，获取采样误差校准数据Δtvi。进一步，所述非线性相位校准模块，具体用于：对每个频段取相对第一个频点的差值：对N个频段处理，并依次拼接，获得单次测量结果的非线性相位获取多次测量结果的非线性相位取平均值，获取非线性相位校准数据进一步，所述测量校准模块，具体用于：获得实测信道的每个频段的初始信道频域响应Hi(f)；根据所述采样误差校准数据Δtvi对每个频段的初始信道频域响应Hi(f)进行采样误差补偿；将采样误差补偿后的各频段拼接，分别根据所述幅度校准数据对每个频段进行幅度补偿；分别根据所述非线性相位校准数据对每个频段进行非线性相位补偿；再获取实测信道相邻频段相频响应之间的随机相位误差：其中，i为频段序号，K为一个频段内的频点数，为第i个频段内第K个频点上的实测信道相频响应，为第i+1个频段内第1个频点上的实测信道相频响应；对实测信道的N个频段依次进行随机相位误差校准，消除每个频段的实测信道随机相位误差：估测实测信道的N个频段上的相频响应的斜率并将其消除，获取信道本身的相频响应。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例一种多频段无线信道测量校准方法和系统。包括：构造单径校准信道，执行N个连续频段的单径校准信道测量，其中，N不少于1个；获取每个频段幅频响应，通过幅频校准处理，获取幅度校准数据；获取每个频段的相频响应斜率，并据此获取采样误差校准数据；获取每个频段内非线性相位，通过非线性相位校准处理，获取非线性相位校准数据；采用所述N个连续频段对实际信道进行测量，获得实测信道各频段的频域响应；根据所述幅度校准数据、所述采样误差校准数据以及所述非线性相位校准数据对实测信道各频段的频域响应进行校准。该方法和系统可以在不改变原有信道测量系统基带带宽和采样率的前提下，通过有限复杂度的校准环节，成倍提高实际测量带宽，从而获得更高的时延分辨力，具有低成本、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频段无线信道测量校准方法，其特征在于，包括：构造单径校准信道，执行N个连续频段的单径校准信道测量，其中，N不少于1个；对N个频段上的频域响应建模：其中，f为频率，Rsi(f)为频域接收信号，T(f)为频域发送信号，Asi(f)为系统的幅频响应，为系统的相频响应，i表示第i个频段；获取每个频段幅频响应，通过幅频校准处理，获取幅度校准数据；对每个频段的相频响应建模：其中，ki为相频响应的斜率，为非线性相位；获取每个频段的相频响应斜率，并据此获取采样误差校准数据；获取每个频段内非线性相位，通过非线性相位校准处理，获取非线性相位校准数据；采用所述N个连续频段对实际信道进行测量，获得实测信道各频段的频域响应；根据所述幅度校准数据、所述采样误差校准数据以及所述非线性相位校准数据对实测信道各频段的频域响应进行校准。

【技术特征摘要】
1.一种多频段无线信道测量校准方法，其特征在于，包括：构造单径校准信道，执行N个连续频段的单径校准信道测量，其中，N不少于1个；对N个频段上的频域响应建模：其中，f为频率，Rsi(f)为频域接收信号，T(f)为频域发送信号，Asi(f)为系统的幅频响应，为系统的相频响应，i表示第i个频段；获取每个频段幅频响应，通过幅频校准处理，获取幅度校准数据；对每个频段的相频响应建模：其中，ki为相频响应的斜率，为非线性相位；获取每个频段的相频响应斜率，并据此获取采样误差校准数据；获取每个频段内非线性相位，通过非线性相位校准处理，获取非线性相位校准数据；采用所述N个连续频段对实际信道进行测量，获得实测信道各频段的频域响应；根据所述幅度校准数据、所述采样误差校准数据以及所述非线性相位校准数据对实测信道各频段的频域响应进行校准。2.根据权利要求1所述的一种多频段无线信道测量校准方法，其特征在于，所述幅频校准处理，包括：将N个频段的系统幅频响应拼接，以幅频响应最高点为参照进行归一化处理，获取单次幅度校准As0(f)(dB)；获取多次测量结果的幅度校准As0(f)(dB)，取平均值，抑制噪声影响，并取对数坐标，获取幅度校准数据Asv(f)(dB)。3.根据权利要求1所述的一种多频段无线信道测量校准方法，其特征在于，所述获取每个频段的相频响应斜率，并据此获取采样误差校准数据，包括：估测每个频段的相频响应斜率ki，每个频段的相频响应的斜率对应于时域信号的采样时延误差Δti＝-ki；多次测量N个频段，对多次测量的Δti取平均值，获取采样误差校准数据Δtvi。4.根据权利要求1所述的一种多频段无线信道测量校准方法，其特征在于，所述获取每个频段内非线性相位，通过非线性相位校准处理，获取非线性相位校准数据，包括：对每个频段取相对第一个频点的差值：对N个频段处理，并依次拼接，获得单次测量结果的非线性相位获取多次测量结果的非线性相位取平均值，获取非线性相位校准数据5.根据权利要求1所述的一种多频段无线信道测量校准方法，其特征在于，所述根据所述幅度校准数据、所述采样误差校准数据以及所述非线性相位校准数据对实测信道各频段的频域响应进行校准，包括：获得实测信道的每个频段的初始信道频域响应Hi(f)；根据所述采样误差校准数据Δtvi对每个频段的初始信道频域响应Hi(f)进行采样误差补偿；将采样误差补偿后的各频段拼接，分别根据所述幅度校准数据对每个频段进行幅度补偿；分别根据所述非线性相位校准数据对每个频段进行非线性相位补偿；再获取实测信道相邻频段相频响应之间的随机相位误差：其中，i为频段序号，K为一个频段内的频点数，为第i个频段内第K个频点上的实测信道相频响应，为第i+1个频段内第1个频点上的实测信道相频响应；对实测信道的N个频段依次进行随机相位误差校准，消除每个频段的实测信道随机相位误差：估测实测信道的N个频段上的相频响应的斜率并将其消除，获取信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金兴，赵友平，陶成，谈振辉，艾渤，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11