[發明專利]一種高精度無線信道參數化模型的聯合估計方法

有效

• 申請號: 200910054644.8
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN101588328A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 王萍;李穎哲
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 李儀萍;余明偉

技術領域

本發明涉及電波傳播、無線通信技術領域。尤其涉及應用于無線通信信道測 量建模的一種高精度無線信道參數化測試模型的聯合估計方法。

背景技術

信道建模的方法一般分為三大類：一是理想的統計模型，其一般假設衰落信 道是獨立同分布的復高斯信道，在豐富散射物的場景下對信道容量進行理論分析 一般采用這種模型，比如高斯廣義平穩非相關模型、Saleh-Valenzuela統計模 型。二是通過建立無線信道中的散射體幾何分布，采用射線跟蹤等方法來研究建 模，如圓環分布模型、Gesbert的雙Rayleigh矢量信道模型、Von?Mises角度 分布模型、雙環模型、三環模型，以及典型3GPP?SCM/SCME模型。但是實際無線 傳播環境遠比模擬建立的散射環境復雜得多，所以第三類建模方法：基于實測的 信道參數化建模方法，能夠獲得更加接近于真實環境的無線信道模型，具有廣泛 的應用價值。該方法基于對無線信道沖激響應的時-頻-空高精度測量，利用時延 -功率譜等信道物理特性建立信道模型數學表達式，然后采用參數估計方法從大 量觀測數據中提取信道模型參數。

參數估計方法是基于實測的信道參數化建模中重要的關鍵技術，總體上可以 為三類：空間估計(spectral?estimation)、基于子空間的參數化估計 (parametric?subspace-based?estimation(PSBE))、確定參數估計 (deterministic?parametric?estimation(DPE))。在第一類空間估計中值得一 提的是MUSIC(multiple?signal?classification)算法。ESPRIT(estimation of?signal?parameter?via?rotational?invariance?techniques)和Unitary ESPRIT算法屬于子空間的參數化估計技術。這三中算法最先被發展用作反射徑 的方位角估計。在確定參數估計方法中，具有代表型的就是最大化期望 (expectation-maximization(EM))算法，曾被用作反射徑的時延或是方位角 的估計。SAGE(space-alternating?generalized?EM)算法是EM算法的擴展， 由于其算法非常靈活，計算復雜度低，收斂速度快，同時不局限于使用的天線陣 列和陣元個數，所以SAGE算法在傳統信道測量建模中的到了廣泛的應用。

但是，將上述信道測量建模方法應用到寬帶信道測試模型時，特別是在具有 豐富散射條件的城市熱點地區場景下，由于忽略了漫散射電波傳播分量作用的影 響，對于反射電波傳播分量的估計存在一定誤差，這將導致對寬帶信道沖激響應 參數估計不準確，或者因漫散射分量引發的高密度徑之間的相關性而失效。

請參照圖1所示，圖中曲線描述的是實測的城市熱點地區100MHz帶寬信道 沖激響應結果，離散的直線表示采用僅考慮反射徑的信道模型估計的沖激響應， 其中反射徑的作用明顯。雖然估計的反射徑以多達幾十條，仍舊不能描述圖中由 于漫散射引起的實測信道沖激響應連續的能量分布現象，并且在估計的反射徑的 沖激響應中，也疊加了漫散作用的影響，所以估計的幅度和實際幅度相差較大。 由此可見，僅考慮到離散的反射徑的沖激響應信道模型不僅已經不足以描述寬帶 信道的特性。

現有對無線信道模型參數估計方法，例如MUSIC算法、ESPRIT算法、EM算法、 SAGE算法等等，在無線信道模型慘忽視估計過程中忽略了漫散射電波傳播分量的 影響，致使無線寬帶信道建模精確度受到影響，嚴重情況下算法本身會失效，因 此，不太適合散射豐富的城市熱點地區的寬帶信道測試與建模應用。

鑒于此，現提出一種基于實測的無線通信信道參數化模型的估計方法，利用 “負反饋”結構對無線通信信道沖激響應中混疊在一起的電波傳播分量進行分析 估計。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種高精度無線信道參數化模型的聯合 估計方法，用于解決無線通信信道沖激響應中混疊的兩種分量聯合估計問題，使 得每一種分量的估計更為準確。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種高精度無線信道參數 化模型的聯合估計方法，該方法包括以下循環迭代步驟：

1)將原始觀測信號(a)疊加上重建的漫散射信號分量的負反饋(g)，獲得 待估計的反射信號分量(b)；

2)反射徑分量參數估計；