一种信道检测方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种信道检测方法及装置，涉及通信领域。本申请能够对收发两端天线之间的信道进行检测。该信道检测方法包括：计算在目标场景下，发射端天线中各天线单元到接收端天线中各天线单元之间的信道复增益；其中，目标场景中存在多个散射体，多个散射体分布在目标椭圆柱体的侧表面，目标椭圆柱体包括以发射端天线中心点的位置和接收端天线中心点的位置作为底面椭圆的两个焦点的椭圆柱体；根据发射端天线中各天线单元到接收端天线中各天线单元之间的信道复增益，计算发射端天线与接收端天线之间信道的统计特性；统计特性包括：信道容量、空间时间相关函数、空间互相关函数以及信道自相关函数中的至少一项。本申请涉及信道检测。

A channel detection method and device

【技术实现步骤摘要】
一种信道检测方法及装置
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种信道检测方法及装置。
技术介绍
近年来，随着通信技术的发展，V2V(Vehicle-to-vehicle，车对车)通信系统作为车联网的重要组成部分，逐渐被越来越多的人所关注。相比传统的蜂窝网络系统而言，V2V通信系统中采用车辆之间直接通信的方式，摆脱了通信系统对基站的依赖。在构建V2V通信系统前，通常需要构建信道模型来对发射端天线和接收端天线之间的信道进行检测，以测试收发两端天线的各项参数(例如，天线单元间距、天线数量、天线波瓣仰角等参数)配置是否合理。目前，常采用几何建模法来构建V2V通信系统的信道模型，主流的几何建模法分为利用2D(2Dimensions，二维)模型建模和利用3D(3Dimensions，三维)模型建模两类方式。其中，2D模型较为简单，应用广泛，但建立的模型不够精确；3D模型计算复杂，但更符合实际，精度更高。因此，在信道建模过程中，如何在精确计算的前提下，简化计算过程，便成为本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本申请提供一种信道检测方法及装置，能够对收发两端天线之间的信道进行检测。第一方面，本申请提供一种信道检测方法，该方法包括：计算在目标场景下，发射端天线中各天线单元到接收端天线中各天线单元之间的信道复增益；其中，目标场景中存在多个散射体，多个散射体分布在目标椭圆柱体的侧表面，目标椭圆柱体包括以发射端天线中心点的位置和接收端天线中心点的位置作为底面椭圆的两个焦点的椭圆柱体；根据发射端天线中各天线单元到接收端天线中各天线单元之间的信道复增益，计算发射端天线与接收端天线之间信道的统计特性；统计特性包括：信道容量、空间时间相关函数、空间互相关函数以及信道自相关函数中的至少一项。本申请中考虑到在进行信道检测时，通常需要分析同一传输时延的散射分量对信道质量的影响，而椭圆形具有两个焦点到椭圆形上各点距离相等的特点。因此在构建2D模型时，可以将散射体分布在椭圆形的边上，并将发射端天线和接收端天线分别设于椭圆形的两个焦点上，这样就可以使收发两端之间信道的散射分量的传输时延都相等。进一步的，本申请中考虑到在构建3D模型时，若利用椭圆体来构建散射体的分布位置，则存在运算量大的问题。因此本申请中利用椭圆柱体来构建散射体的分布位置，从而能够保证将收发两端之间信道的散射分量的时延控制在一个较为集中的范围内的前提下，简化运算过程，快速输出运算结果。因此，本申请中构建了一种场景模型，在该模型所对应的目标场景下，包括多个散射体，其中多个散射体分布在一个以发射端天线和接收端天线为底面椭圆焦点的目标椭圆柱体的侧表面上。然后通过计算在该目标场景下发射端天线中各天线单元与接收端天线中各天线单元之间的信道复增益，便可实现快速计算收发两端之间的信道复增益的效果，然后再根据计算出的信道复增益即可计算出发射端天线与接收端天线之间信道的统计特性，便可以根据计算出的统计特性确定收发两端天线的各参数配置是否合理，以便完成对收发两端天线之间的信道的检查。第二方面，本申请实施例提供一种信道检测装置，该信道检测装置包括：信道增益计算单元，用于计算在目标场景下，发射端天线中各天线单元到接收端天线中各天线单元之间的信道复增益；其中，目标场景中存在多个散射体，多个散射体分布在目标椭圆柱体的侧表面，目标椭圆柱体包括以发射端天线中心点的位置和接收端天线中心点的位置作为底面椭圆的两个焦点的椭圆柱体；特性计算单元，用于根据发射端天线中各天线单元到接收端天线中各天线单元之间的信道复增益，计算发射端天线与接收端天线之间信道的统计特性；统计特性包括：信道容量、空间时间相关函数、空间互相关函数以及信道自相关函数中的至少一项。第三方面，本申请提供另一种信道检测装置，包括：处理器和通信接口，处理器用于执行计算机程序指令，以使信道检测装置执行如上述第一方面所提供的信道检测方法。第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在信道检测装置上运行时，使得信道检测装置执行上述第一方面所提供的信道检测方法。第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在信道检测装置上运行时，使得信道检测装置执行上述第一方面所提供的信道检测方法。上述第二、三、四、五方面所分别提供的信道检测装置、计算机可读存储介质以及计算机程序产品，所实现的技术效果可参数上述第一方面的相应描述，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本申请实施例提供的一种信道检测装置的结构示意图之一；图2为本申请实施例提供的一种信道检测方法的流程示意图之一；图3为本申请实施例提供的一种信道模型的示意图；图4为本申请实施例提供的一种信道检测方法的流程示意图之二；图5为本申请实施例提供的一种信道容量的变化示意图之一；图6为本申请实施例提供的一种信道容量的变化示意图之二；图7为本申请实施例提供的一种信道容量的变化示意图之三；图8为本申请实施例提供的一种信道检测装置的结构示意图之二；图9为本申请实施例提供的一种信道检测装置的结构示意图之三；图10为本申请实施例提供的一种信道检测装置的结构示意图之四。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。另外，还应当理解，本文中使用的术语“多个”、“多组”是指包含两个或两个以上的列出项目的任何或所有可能组合。本申请中“和/或”用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。此外，本申请中“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。以下对本申请的技术原理进行介绍：目前，随着V2V通信系统的应用，为了保证V2V通信系统的可靠性，需要通过构建信道模型来对V2V通信系统中发射端天线和接收端天线之间的信道进行检测。例如，构建一个具体的场景，该场景中存在着多个能够散射电磁信号的散射体，然后检测发射端天线和接收端天线在该场景中的信道质量，以对V2V通信系统的可靠性进行检测，以测试V2V通信系统中收发两端天线的各项参数(例如，天线单元间距、天线数量、天线波瓣仰角等参数)配置是否合理。目前，常采用集合建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信道检测方法，其特征在于，所述方法包括：/n计算在目标场景下，发射端天线中各天线单元到接收端天线中各天线单元之间的信道复增益；/n其中，所述目标场景中存在多个散射体，所述多个散射体分布在目标椭圆柱体的侧表面，所述目标椭圆柱体包括以所述发射端天线中心点的位置和所述接收端天线中心点的位置作为底面椭圆的两个焦点的椭圆柱体；/n根据所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元之间的信道复增益，计算所述发射端天线与所述接收端天线之间信道的统计特性；所述统计特性包括：信道容量、空间时间相关函数、空间互相关函数以及信道自相关函数中的至少一项。/n

【技术特征摘要】
1.一种信道检测方法，其特征在于，所述方法包括：
计算在目标场景下，发射端天线中各天线单元到接收端天线中各天线单元之间的信道复增益；
其中，所述目标场景中存在多个散射体，所述多个散射体分布在目标椭圆柱体的侧表面，所述目标椭圆柱体包括以所述发射端天线中心点的位置和所述接收端天线中心点的位置作为底面椭圆的两个焦点的椭圆柱体；
根据所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元之间的信道复增益，计算所述发射端天线与所述接收端天线之间信道的统计特性；所述统计特性包括：信道容量、空间时间相关函数、空间互相关函数以及信道自相关函数中的至少一项。


2.根据权利要求1所述信道检测方法，其特征在于，所述计算在目标场景下，所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元之间的信道复增益，包括：
计算从所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元的直射径的路程；其中，从所述发射端天线中的第一目标天线单元至所述接收端天线中的第二目标天线单元之间直射径的路程满足以下公式一；所述第一目标天线单元为所述发射端天线中任一天线单元，所述第二目标天线单元为所述接收端天线中任一天线单元；



其中，D表示所述发射端天线中心点与所述接收端天线中心点之间的距离；L表示所述发射端天线中天线单元的个数；l表示从所述发射端天线中远离所述接收端天线的一端起，所述第一目标天线单元为所述发射端天线中第l个天线单元；dT表示所述发射端天线中相邻天线单元之间的间距；θT为所述发射端天线与目标坐标系中x轴的夹角，其中所述目标坐标系为以所述发射端天线中心点为原点，所述发射端天线中心点与所述接收端天线中心点的连线所在直线为x轴，所述底面椭圆所属平面为x轴、y轴所构成平面的直角坐标系；K表示所述接收端天线中天线单元的个数；k表示从所述接收端天线中靠近所述发射端天线的一端起，所述第二目标天线单元为所述接收端天线中第k个天线单元；dR表示所述接收端天线中相邻天线单元之间的间距；θR为所述接收端天线与所述目标坐标系中x轴的夹角；
根据所述从所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元的直射径的路程，计算所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元之间的信道复增益。


3.根据权利要求1所述信道检测方法，其特征在于，所述计算在目标场景下，所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元之间的信道复增益，包括：
计算从所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元，经过所述多个散射体中各散射体的散射路径的路程；其中，从所述发射端天线中的第一目标天线单元到所述接收端天线中的第二目标天线单元，经过所述多个散射体中目标散射体的散射路径的路程满足以下公式二；所述第一目标天线单元为所述发射端天线中任一天线单元，所述第二目标天线单元为所述接收端天线中任一天线单元；所述目标散射体为所述多个散射体中任一散射体；



其中，dln表示从所述第一目标天线单元至所述目标散射体的距离；dnk表示从所述目标散射体至所述第二目标天线单元的距离；其中，dln满足以下公式三，dnk满足以下公式四；






其中，ltn表示所述第一目标天线单元至所述目标散射体在所述底面椭圆的投影的距离；h表示所述目标散射体到所述底面椭圆的距离；L表示所述发射端天线中天线单元的个数；l表示从所述发射端天线中远离所述接收端天线的一端起，所述第一目标天线单元为所述发射端天线中第l个天线单元；dT表示所述发射端天线中相邻天线单元之间的间距；表示所述第一目标天线单元与所述目标散射体在所述底面椭圆的投影之间连线，与目标坐标系中x轴的夹角，其中所述目标坐标系为以所述发射端天线中心点为原点，所述发射端天线中心点与所述接收端天线中心点的连线所在直线为x轴，所述底面椭圆所属平面为x轴、y轴所构成平面的直角坐标系；θT为所述发射端天线与所述目标坐标系中x轴的夹角；表示所述第一目标天线单元与所述目标散射体在所述底面椭圆的投影之间连线，与所述底面椭圆的夹角；lnr表示所述目标散射体在所述底面椭圆的投影至所述第二目标天线单元的距离；表示所述第二目标天线单元与所述目标散射体在所述底面椭圆的投影之间连线，与所述底面椭圆的夹角；K表示所述接收端天线中天线单元的个数；k表示从所述接收端天线中靠近所述发射端天线的一端起，所述第二目标天线单元为所述接收端天线中第k个天线单元；dR表示所述接收端天线中相邻天线单元之间的间距；表示所述第二目标天线单元与所述目标散射体在所述底面椭圆的投影之间连线，与所述目标坐标系中x轴的夹角；θR为所述接收端天线与所述目标坐标系中x轴的夹角；
根据从所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元，经过所述多个散射体中各散射体的散射路径的路程，计算所述发射端天线中各天线单元到所述接收端天线中各天线单元之间的信道复增益。


4.根据权利要求3所述信道检测方法，其特征在于，所述第一目标天线单元与所述目标散射体在所述底面椭圆的投影之间连线与所述底面椭圆的夹角满足以下公式五；



其中，a表示所述底面椭圆的长轴长度，b表示所述底面椭圆的短轴长度，f表示所述底面椭圆的焦距长度的一半。


5.根据权利要求1所述信道检测方法，其特征在于，所述多个散射体在所述目标场景中的分布，满足以下条件一和/或条件二；
条件一：所述多个散射体中各散射体在所述底面椭圆的投影与第二目标天线单元的连线与目标坐标系中x轴的夹角，服从冯·米塞斯分布；
其中，所述第二目标天线单元为所述接收端天线中任一天线单元；所述目标坐标系为以所述发射端天线中心点为原点，所述发射端天线中心点与所述接收端天线中心点的连线所在直线为x轴，所述底面椭圆所属平面为x轴、y轴所构成平面的直角坐标系；
条件二：所述多个散射体中各散射体与所述第二目标天线单元的连线与所述底面椭圆的夹角，服从余弦分布。


6.一种信道检测装置，其特征在于，所述装置包括：
信道增益计算单元，用于计算在目标场景下，发射端天线中各天线单元到接收端天线中各天线单元之间的信道复增益；
其中，所述目标场景中存在多...

【专利技术属性】
技术研发人员：许越，杨鸿宾，赵晨阳，尤耀，武亮亮，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11