[發(fā)明專利]一種基于波形邊緣檢測(cè)的室內(nèi)信號(hào)到達(dá)時(shí)間測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910122291.4
• 申請(qǐng)日: 2019-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN109884585B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李敏;王琰;于全;柯明星;張馭龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院網(wǎng)絡(luò)信息研究所
• 主分類號(hào): G01S5/06
• 分類號(hào): G01S5/06
• 代理公司: 北京慧智興達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11615
• 代理人: 韓龍;龐鐵

1.一種基于波形邊緣檢測(cè)的室內(nèi)信號(hào)到達(dá)時(shí)間測(cè)量方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

S1、空域搜索：對(duì)接收天線從1到N進(jìn)行編號(hào)，從1到N進(jìn)行空域搜索，確定信道狀態(tài)信息幅度值；

S2、頻域搜索：子載波數(shù)量為L(zhǎng)，對(duì)子載波從-SCI_max到+SCI_max進(jìn)行編號(hào)，并進(jìn)行頻域搜索，對(duì)于某一個(gè)子載波，確定信道狀態(tài)信息幅度值最大的接收天線的編號(hào)，其中L＝2SCI_max；

S3、時(shí)間搜索：確定子載波和接收天線后，判斷判決準(zhǔn)則的相位從某一固定值到發(fā)生改變的采樣時(shí)刻，所述判斷準(zhǔn)則為：其相位定義為：其中是完成符號(hào)同步后從第m個(gè)采樣點(diǎn)開始計(jì)算第i個(gè)子載波信道狀態(tài)信息的表達(dá)式，定義為：T_FFT是估計(jì)信道狀態(tài)信息需要覆蓋的信號(hào)處理區(qū)間，區(qū)間的起始位置為t＝t₀-Δt+mT_s(m＝0,1,2,…)；發(fā)射端信號(hào)在t時(shí)刻發(fā)射，該信號(hào)在t+t₀時(shí)刻到達(dá)接收端，Δt是符號(hào)同步定時(shí)誤差，T_s是采樣間隔，T是符號(hào)時(shí)長(zhǎng)，d_i是第i個(gè)子載波的已知符號(hào)；

S4、計(jì)算并輸出：遍歷不同子載波并將出現(xiàn)頻率最高的那個(gè)采樣時(shí)刻作為采樣時(shí)刻的估計(jì)值，輸出信號(hào)的到達(dá)時(shí)間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波形邊緣檢測(cè)的室內(nèi)信號(hào)到達(dá)時(shí)間測(cè)量方法，其特征在于，

所述的步驟S1包括：

步驟S1空域搜索范圍從1到N，N為天線數(shù)量；

是完成符號(hào)同步后從第m個(gè)采樣點(diǎn)開始計(jì)算第i個(gè)子載波信道狀態(tài)信息的表達(dá)式，定義為公式(5)，推導(dǎo)過程如下：

Wi-Fi系統(tǒng)的物理層匯聚協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU)通過正交頻分復(fù)用(OFDM)波形傳輸，假設(shè)OFDM波形的子載波數(shù)量為L(zhǎng)，發(fā)射端信號(hào)在t時(shí)刻發(fā)射，在t+t₀時(shí)刻到達(dá)接收端；傳輸信號(hào)的等效復(fù)信號(hào)為：

其中，是傳輸?shù)恼{(diào)制信號(hào)，P_s是發(fā)射的信號(hào)功率，載波頻率為f_c，是相偏，T是符號(hào)時(shí)長(zhǎng)，q指第q個(gè)子載波，j為虛數(shù)單位，Δf_c是頻偏；

多徑信道由M條路徑組成，是t時(shí)刻多徑信道的信道沖擊響應(yīng)函數(shù)，表示為：

其中，α_k和τ_k分別是第k條路徑的衰落系數(shù)和時(shí)延，δ(t)是沖擊函數(shù)，接收端等效復(fù)信號(hào)可以表示為：

其中，是接收端噪聲，*是卷積操作；經(jīng)過下變頻和低通濾波，接收端信號(hào)可以表示為：

其中，LPF表示低通濾波；發(fā)射端信號(hào)在t＝0時(shí)刻發(fā)射，則信號(hào)在t＝t₀時(shí)刻到達(dá)接收端；信道狀態(tài)信息通過非高吞吐量模式下的長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)L-LTF(Non-HT Long Training field)的兩個(gè)T_FFT部分進(jìn)行估計(jì)，T_FFT是完成快速傅里葉變換(FFT)運(yùn)算的時(shí)域區(qū)間，推導(dǎo)出

其中，d_i是第i個(gè)子載波的已知符號(hào)，Δt是符號(hào)同步定時(shí)誤差，T_s是采樣間隔，T_FFT是估計(jì)信道狀態(tài)信息需要覆蓋的信號(hào)處理區(qū)間，區(qū)間的起始位置為t＝t₀-Δt+mT_s(m＝0,1,2,…)；

空域搜索遍歷從1到N所有天線，得到對(duì)應(yīng)信道狀態(tài)信息的幅度其中，是從t＝t_s+mT_s時(shí)刻開始第k個(gè)天線接收到的第i個(gè)子載波計(jì)算出的信道狀態(tài)信息；

所述的步驟S2包括：

SCI_max為子載波的編號(hào)的最大值，頻域搜索范圍為從-SCI_max到SCI_max，0除外；

對(duì)于m號(hào)子載波，-SCI_max≤m≤SCI_max，如果號(hào)天線對(duì)應(yīng)的幅度值最大，則輸出其編號(hào)作為信道狀態(tài)信息幅度值最大的接收天線；

所述的步驟S3包括：

時(shí)間搜索范圍從2到是上取整符；

計(jì)算信道狀態(tài)信息共軛值的相位

其中，為判決準(zhǔn)則，定義為公式(6)

arg [ · ] 表示取相位值；其中δ是arg[Ψ(i,m)]的計(jì)算結(jié)果由某一恒定值發(fā)生改變時(shí)對(duì)應(yīng)的區(qū)間起始位置t＝t₀-Δt+mT_s中的m值；

相位差：Δ_k(i,m)＝|arg[Ψ_k(i,m)]-arg[Ψ_k(i,m-1)]|，計(jì)算間隔一個(gè)采樣周期相位值的差；表示第i個(gè)子載波滿足Δ_k(i,m)/Δ_k(i,m-1)＞α或者Δ_k(i,m)/Δ_k(i,m-1)＜β的區(qū)間起始位置t＝t₀-Δt+mT_s中的m值；

如果Δ_k(i,m)/Δ_k(i,m-1)＞α或者Δ_k(i,m)/Δ_k(i,m-1)＜β，則其中α和β為門限值，α＞1，0＜β＜1；當(dāng)信噪比區(qū)間為[0dB，20dB]時(shí)，α＝1.25，β＝0.8；

所述的步驟S4包括：

從-SCI_max到SCI_max遍歷子載波，統(tǒng)計(jì)的次數(shù)，其中，n為任意正整數(shù)；如果出現(xiàn)的次數(shù)最多，則輸出信號(hào)到達(dá)時(shí)間的估計(jì)值為：T_s是采樣間隔，t_s＝t₀-Δt是L-LTF部分符號(hào)同步的起始時(shí)間。