[發(fā)明專利]一種無(wú)線信道測(cè)量中基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的偽徑消除方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910867595.3
• 申請(qǐng)日: 2019-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110798271B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張若南;徐浩晨;蔣毅;唐曉;王大偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B17/30
• 分類號(hào): H04B17/30;H04L12/24
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發(fā)明屬于信道測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種無(wú)線信道測(cè)量中基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的偽徑消除方法，利用信道測(cè)量采集的時(shí)延功率譜構(gòu)建測(cè)量數(shù)據(jù)矩陣；尋找存在偽徑的可疑時(shí)延窗，剔除這些時(shí)延窗的數(shù)據(jù)；利用不存在偽徑的時(shí)延窗的數(shù)據(jù)構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入全部時(shí)延窗標(biāo)號(hào)，訓(xùn)練得到新的時(shí)延功率譜數(shù)據(jù)矩陣；判斷新的數(shù)據(jù)矩陣是否已經(jīng)消除偽徑，若消除完成則輸出重構(gòu)的時(shí)延功率譜，否則繼續(xù)尋找偽徑并消除；對(duì)所述基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的偽徑消除技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試。本發(fā)明提供的信道測(cè)量中基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的偽徑消除方法可以有效消除時(shí)延功率譜中的偽徑，還原出真實(shí)的時(shí)延功率譜，從而既減輕了信道測(cè)量過(guò)程中的工作量，又同時(shí)保證了測(cè)量結(jié)果的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信道測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線信道測(cè)量中基于神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)的偽徑消除方法。

背景技術(shù)

目前，最接近的現(xiàn)有技術(shù)：在信道測(cè)量中，獲取時(shí)延功率譜(Power DelayProfile,PDP)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)時(shí)延功率譜可以獲得無(wú)線電信號(hào)在無(wú)線信 道中經(jīng)過(guò)散射、反射、繞射形成的多徑分量到達(dá)接收端的時(shí)間與強(qiáng)度，進(jìn)而可 以獲得時(shí)延擴(kuò)展(Delay Spread,DS)和相干帶寬(Coherent Bandwidth,CB)等 重要的信道時(shí)域參數(shù)。目前，PDP使用包含發(fā)射端和接收端的信道測(cè)量系統(tǒng) (Channel Sounder)獲取。在信號(hào)通過(guò)信道測(cè)量系統(tǒng)的過(guò)程中難以避免的會(huì)受到 系統(tǒng)性能的影響。一個(gè)值得關(guān)注的影響是由于發(fā)射端功率放大器以及接收端低 噪聲放大器(Low Noise Amplifier,LNA)的放大倍數(shù)過(guò)大所導(dǎo)致的信號(hào)的非線 性失真。這種非線性失真反應(yīng)在PDP中便是時(shí)域中會(huì)在特定時(shí)延窗產(chǎn)生“毛刺”， 即偽徑。這些偽徑的存在干擾了DS和CB的計(jì)算值，從而導(dǎo)致信道的時(shí)域特性 被錯(cuò)誤估計(jì)。

目前，通常在信道測(cè)量中能夠采取的方案是調(diào)整收發(fā)端系統(tǒng)配置，使測(cè)試 信號(hào)與系統(tǒng)的線性工作區(qū)相匹配，進(jìn)而消除毛刺。但這種方法操作繁瑣，因?yàn)?在實(shí)際測(cè)量中，接收端需要現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，為了驗(yàn)證測(cè)試數(shù)據(jù)的合 理性，則需要現(xiàn)場(chǎng)處理數(shù)據(jù)，獲取PDP，若存在偽徑，則需要接收端調(diào)整LNA 的放大倍數(shù)或更換LNA，甚至根據(jù)實(shí)際情況去除LNA，有時(shí)需要發(fā)射端降低發(fā) 射功率值，而每次對(duì)系統(tǒng)的改動(dòng)都需要重新進(jìn)行采集信號(hào)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)處 理步驟，且在實(shí)際測(cè)試中，收發(fā)端距離往往較遠(yuǎn)，雙方溝通協(xié)商等環(huán)節(jié)也會(huì)耗 費(fèi)一定時(shí)間。目前，由于信道測(cè)量活動(dòng)成本高昂，設(shè)備各異，且尚未普及，測(cè) 量過(guò)程中遇到的工程問(wèn)題往往依靠經(jīng)驗(yàn)解決，若系統(tǒng)得當(dāng)，偽徑問(wèn)題并非每次 都會(huì)產(chǎn)生，因而該問(wèn)題尚未被列為該領(lǐng)域需要深入研究的問(wèn)題，結(jié)果是目前沒(méi) 有從數(shù)據(jù)處理層面解決此問(wèn)題的方案。鑒于此，亟需一種偽徑消除技術(shù)，以有 效消除PDP中的偽徑，還原出真實(shí)的PDP。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：現(xiàn)有信道測(cè)量中采取的調(diào)整系統(tǒng)配置 的方法操作繁瑣，需要發(fā)射端和接收端配合，在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)不斷嘗試進(jìn)而確 定合適的發(fā)射功率從而消除偽徑，降低了測(cè)試效率。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的難度：

從數(shù)據(jù)處理層面消除存在于PDP中的偽徑，難點(diǎn)之一是如何準(zhǔn)確識(shí)別偽徑， 難點(diǎn)之二是如何在消除偽徑的同時(shí)保留真正的多徑分量，從而最大程度還原真 正的PDP。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的意義：

從數(shù)據(jù)處理層面解決偽徑問(wèn)題可以減輕信道測(cè)量過(guò)程中的工作量，使得在 實(shí)際測(cè)試時(shí)不需要反復(fù)調(diào)整收發(fā)端的系統(tǒng)配置，提升了測(cè)試效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)PDP中存在的偽徑問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)線信道測(cè)量中基于神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)的偽徑消除方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種信道測(cè)量中基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的偽徑消除方法，包 括以下步驟：

步驟一，利用信道測(cè)量采集的時(shí)延功率譜構(gòu)建測(cè)量數(shù)據(jù)矩陣。

步驟二，找到存在偽徑的可疑的時(shí)延窗，剔除這些時(shí)延窗的數(shù)據(jù)。使得這 些時(shí)延窗中的信號(hào)功率強(qiáng)度值不會(huì)參與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，確保了所構(gòu)建的神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)的可靠性。