[發明專利]一種基于球面波的室內散射體定位方法及系統

有效

• 申請號: 202011228705.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112034421B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 劉元;曾毅;賴崢嶸;李偉丹;楊明林
• 申請（專利權）人: 廣東省新一代通信與網絡創新研究院
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 北京商專潤文專利代理事務所(普通合伙) 11317
• 代理人: 許春蘭;梁麗嬋

本發明公開了一種基于球面波的室內散射體定位方法，該方法應用于室內多天線傳播信道系統，該方法包括：構建天線發射端信號模型和天線接收端信號模型；利用信道參數估計算法估計通過所述天線發射端信號模型和所述天線接收端信號模型的每一條多徑信號的信道參數；基于球面波模型和所述信道參數計算所有多徑信號到達天線接收端前一次經過的所有散射體的路徑距離信息；根據路徑距離信息和預置的判斷條件確定當前多徑信號經過一次散射或二次散射；若當前多徑信號經過二次散射，則根據構造的橢圓模型確定經過二次散射的多徑傳播路徑及對應的散射體。由此能夠對信道中多徑傳播到達接收天線之前的散射體進行定位，并區分這些室內散射體是一次或是二次散射傳播的多徑所經過的散射體。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種基于球面波的室內散射體定位方法及系統。

背景技術

對于無線通信系統的設計和優化需要準確的信道模型，其中，對傳播信道中的散射體定位是提高信道模型準確度的一種研究方法。

然而，在實際的傳播信道中，接收天線所接收到的多徑，可能是經過一次、兩次或者多次散射才到達接收天線的。對于現有的室內散射體定位的方法，大多是基于MIMO球面波模型，利用空間交替量化估計最大期望算法估計出最后一波到達接收天線的散射體的位置，但是其無法區分出經過這些散射體的多徑是發生了一次散射或是多次散射，不利于對研究信道的空間一致性、多徑成簇等本質問題提供精確的參考。由此，不利于形成準確的信道模型以及對無線通信系統的設計及優化的實現。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于球面波的室內散射體定位方法及系統，能夠對信道中多徑傳播到達接收天線之前的散射體進行定位，并區分這些室內散射體是發生一次或是兩次及多次散射傳播的多徑所經過的散射體，利用幾何光學的方法與橢圓的幾何定義，找出二次散射的多徑的傳播路徑，并確定所經過的第一個散射體的位置，有利于形成準確的信道模型。

為了解決上述技術問題，本發明第一方面公開了基于球面波的室內散射體定位方法，所述方法應用于室內多天線傳播信道系統，其中，所述多天線傳播信道系統包括多個天線發射端和多個天線接收端，所述方法包括：構建天線發射端信號模型和天線接收端信號模型；利用信道參數估計算法估計通過所述天線發射端信號模型和所述天線接收端信號模型的每一條多徑信號的信道參數；基于球面波模型和所述信道參數計算所有多徑信號到達天線接收端前一次經過的所有散射體的路徑距離信息；根據所述路徑距離信息和預置的判斷條件確定當前多徑信號經過一次散射或二次散射；若當前多徑信號經過二次散射，則根據構造的橢圓模型確定經過二次散射的多徑傳播路徑及對應的散射體。

在一些實施方式中，信道參數包括時延參數、出發角、到達角，根據所述路徑距離信息和預置的判斷條件確定當前多徑信號經過一次散射或二次散射，包括：根據時延參數與光速的乘積、與所述路徑距離信息相減得到差值，判斷所述差值是否小于預設的誤差閾值；根據所述出發角與到達角確定的出發角方向判斷與多徑信號經過天線發射端的路徑方向是否一致；當所述差值小于預設的誤差閾值，并且所述出發角方向與多徑信號經過天線發射端的路徑方向一致，則確定當前多徑信號經過一次散射，其中，若所述差值不小于預設的誤差閾值，或所述出發角方向與多徑信號經過天線發射端的路徑方向不一致，則確定當前多徑信號經過二次散射。

在一些實施方式中，若當前多徑信號經過二次散射，則根據構造的橢圓模型確定經過二次散射的多徑傳播路徑及對應的散射體，包括：根據當前多徑信號發出的第二個散射點和出發角方向確定第一個二次散射點所處位置的橢圓軌跡；根據出發角方向與橢圓方程的交點確定第一個散射點的位置；通過所述第一個散射點的位置確定經過二次散射的多徑傳播路徑及對應的散射體。