[發明專利]一種基于小波分解閾值去噪的無線信道測量的方法及其裝置

無效

• 申請號: 201210077924.2
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102594472A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 趙敏;武穆清;于得水;賈貴源;徐春秀;郭起霖;胡騫;郭嵩;王婷婷;賀媛;鄭倩倩;鄒鵬;張殿寶;張皎
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線移動通信領域，尤其涉及一種基于小波分解閾值去噪的無線信道測量的方法及其裝置。

背景技術

無線信道是影響無線移動通信系統性能的關鍵因素。無線信道在空時相關性、頻率選擇性等諸多方面呈現出的特性對移動通信系統的設計提出挑戰。因此，研究無線信道傳播特性是研究移動通信新技術的前提與關鍵。

在實際的各種地理環境中進行無線信道的測量工作是了解真實信道特征的最佳途徑，被世界各國廣泛采用。常用的無線信道測量方式有直接脈沖測量、頻域信道測量、擴頻滑動相關測量。直接脈沖測量受噪聲和干擾的影響嚴重，頻域信道測量需要收發端嚴格同步而不適合應用于室外測量。而擴頻滑動相關法利用擴頻特性降低通帶干擾，同時擁有很高的測量精度，因此無線信道測量中常用擴頻滑動相關法。在測得大量的信道數據后，需要提取信道沖激響應并抽取無線信道參數，如多徑的數目、每徑的時延、水平離開角、垂直離開角、水平到達角、垂直到達角、多普勒頻移、極化復幅度等，以便深入研究實際信道的特征及變化規律。

由于無線信道測量中隨機噪聲的存在，在信道測量的數據處理中，如何從測量數據中進一步提取出準確的信道沖激響應成為一個基礎性問題。這是準確獲得路徑損耗、時延擴展、角度擴展、空間相關性，乃至系統容量等信道特征參數的前提和基礎。信道沖激響應的準確性決定了后續獲得的信道特征參數的準確性和可靠性。

在擴頻滑動測量法中，對接收信號進行窄帶濾波，因此信道中的高斯白噪聲在接收信號中表現為窄帶噪聲。由擴頻通信原理可知，滑動相關處理在對原接收信號中有效信號部分解擴的同時也對窄帶噪聲進行了擴頻，使得接收帶寬內的噪聲平均功率降低。從這個角度上看，擴頻滑動相關對于測量過程中的信道噪聲有一定的抑制作用。然而，由于擴頻偽隨機序列本身自相關的非理想性，在測量過程中本身又引入了自相關的干擾，增加了噪聲干擾的影響，增大了信道沖激響應的誤差。而現有的測量過程均忽略噪聲和滑動相關帶來的干擾，認為滑動相關結果即是信道沖激響應。因此需要進一步消除信道噪聲和減小滑動相關干擾，從而準確地提取信道沖激響應，進而抽取準確度更高的信道特征參數，為后續信道建模提供更為可靠的保證。

近年來，基于小波分解和重構的信號去噪處理得到了廣泛應用，并顯示出比傳統傅里葉分析更優越的性質。由于測量獲得的信號可能包含許多尖峰和突變部分，并且測量噪聲也不是平穩的高斯白噪聲，對這種信號進行去噪處理和分析，傳統的傅里葉分析顯得無能為力。傳統的傅里葉分析不能給出信號在某個時間點上的變化情況，所以信號在時間軸上任何一個突變，都會影響信號的整個譜圖。而小波分析能同時在時頻域中對信號進行多分辨率分析，在低頻部分具有較高的頻率分辨率和較低的時間分辨率，在高頻部分具有較高的時間分辨率和較低的頻率分辨率，所以能同時有效區分信號中的突變部分和噪聲，可以依據合理的閾值函數以及閾值對小波系數進行處理從而實現信號的去噪。

綜上所述，傳統的無線信道測量中忽略噪聲和滑動相關引入的干擾，使得測量結果和實際信道沖激響應存在一定的誤差，并且此誤差對后續的信道參數的提取以及信道建模都有不同程度的影響。而結合小波分析將信號從時域變換到小波域；對變換所得的小波系數進行分析，根據小波系數的特點選取適合的閾值函數以及閾值；繼而依據選定的處理方式對小波系數進行處理，可以去除屬于噪聲和干擾的部分，處理修正小波系數中屬于有用信號的部分；其后對處理后的小波系數和尺度系數進行小波重構，恢復出去除噪聲干擾的信道沖激響應。

發明內容

本發明旨在提供一種基于小波分解閾值去噪的無線信道測量的方法及其裝置，其目的在于降低噪聲對信道沖激響應的干擾，提高信道測量結果的準確性和有效性，為后續信道特性研究提供可靠的數據基礎。

本發明提供一種基于小波分解閾值去噪的無線信道測量的方法，包括以下步驟：

(1)使用擴頻滑動相關法完成對無線信道的測量，得到含有噪聲的信道沖激響應；

(2)對信道沖激響應進行多分辨率小波分解，將信道沖激響應從時域變換到小波域；

(3)合理選取閾值函數和閾值，將噪聲所對應的小波系數按閾值函數進行處理；

(4)進行小波重構，將經過去噪處理后的信道沖激響應從小波域變換回時域；

(5)存儲經過去噪處理的信道沖激響應，用于信道特性的研究。

本發明旨在提供一種基于小波分解閾值去噪的無線信道測量的裝置，包括：

測量模塊，使用擴頻滑動相關法進行無線信道測量，得到信道沖激響應；