[發(fā)明專利]高精度信道群時延特性擬合與模擬實現(xiàn)方法、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)及通信系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210056837.2
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114567386B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李蓬蓬;王峰毅;牟衛(wèi)華;劉歡;陳雷;李柏渝;孫濤;倪少杰;鐘水彬;朱祥吉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B17/391
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 王本晉

1.一種高精度信道群時延特性擬合與模擬實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S100、構(gòu)建支持外部通道特性或者自定義通道特性群時延數(shù)據(jù)導(dǎo)入的信道模擬流程；

S200、制定外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入的標準數(shù)據(jù)格式及關(guān)鍵參數(shù)需滿足的約束條件，獲取外部通道特性或者自定義通道特性標的，然后導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)；

S300、將導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)采樣點按照數(shù)據(jù)抽取算法進行抽取，得到模型擬合數(shù)據(jù)和精度評估數(shù)據(jù)；

S400、基于模型擬合數(shù)據(jù)對導(dǎo)入的群時延特性數(shù)據(jù)進行近似擬合，獲得群時延特性擬合結(jié)果模型的表達式；

S500、根據(jù)評估方法將模型擬合數(shù)據(jù)視為已知、精度評估數(shù)據(jù)視為未知，比對群時延特性擬合結(jié)果模型進行綜合精度評估；

S600、制定內(nèi)外部模型選用的規(guī)則，然后根據(jù)規(guī)則進行內(nèi)外部信道群時延特性模型的匹配選擇；

S700、根據(jù)選定的信道群時延特性模型，仿真驅(qū)動信道模擬器對通過信道模擬器的射頻信號進行群時延特性調(diào)整；

所述步驟S200中關(guān)鍵參數(shù)包括信道起始頻率f_L、信道截止頻率f_H、采樣點頻率f_n、采樣數(shù)據(jù)點數(shù)L、各采樣點對應(yīng)群時延值τ_n、信道類型，其中n＝1，2，…,L；所述關(guān)鍵參數(shù)需滿足的約束條件表達式為：

B_max≥f_H-f_L

其中Bmax為可支持的數(shù)據(jù)信道帶寬上限；

所述步驟S300中的數(shù)據(jù)抽取算法的具體步驟為

S301、計算相鄰采樣點之間的采樣點間時延變化率值Δ_n；

S302、根據(jù)計算獲的(L-1)個時延變化率值，尋找到其中的最小值設(shè)為第m個；

S303、抽取群時延值τ_m對應(yīng)的采樣點f_m，作為精度評估數(shù)據(jù)部分，根據(jù)抽取采樣點f_m后的剩余采樣點重新計算時延變化率Δ_n-1；

S304、根據(jù)計算獲的(L-2)個時延變化率Δ_n-1，尋找到其中的最小值假設(shè)為第k個，則抽取群時延值τ_k對應(yīng)的采樣點f_k，作為精度評估數(shù)據(jù)部分，根據(jù)上述剩余采樣點，重新計算時延變化率Δ_n-2；

S305、重復(fù)步驟S302-S304，直到按設(shè)定比例完成模型擬合數(shù)據(jù)和精度評估數(shù)據(jù)抽取分類；

所述步驟S400的具體步驟為

S401、將實際群時延特性函數(shù)的模型擬合數(shù)據(jù)g(f_n1)在(-B/2，B/2)內(nèi)進行N階傅里葉展開，獲得近似結(jié)果函數(shù)F(f_n1)，然后將近似結(jié)果函數(shù)F(f_n1)與模型擬合數(shù)據(jù)g(f_n1)做差得到殘差分量h(f_n1)；

S402、利用有效拐點值對殘差分量h(f_n1)進行分段區(qū)間劃分；

S403、從第一個極值點開始標定，若后一個極值點與前一個極值點的頻率間隔小于判定間隔，則舍掉該極值點，以殘差分量的兩個端點和各極值點作為區(qū)間端點劃分區(qū)間，在各區(qū)間內(nèi)尋找拐點并取最小的拐點值作為有效拐點值；

S404、利用標定出來的有效拐點值，按照劃分后的分段區(qū)間對殘差分量進行分段多項式擬合，得到殘差分量擬合結(jié)果H(f_n1)；

S405、將殘差分量擬合結(jié)果H(f_n1)與傅里葉近似結(jié)果F(f_n1)相加，獲得完整的群時延特性擬合結(jié)果模型表達式g^*(f_n1)；

所述步驟S500的具體步驟為

S501、評估群時延特性擬合結(jié)果與已知采樣點之間的誤差：將群時延特性擬合結(jié)果g^*(f_n1)與模型擬合數(shù)據(jù)部分g(f_n1)之間做差，獲得已知采樣點擬合誤差絕對值d(f_n1)，d(f_n1)的表達式為

d(f_n1)＝|g^*(f_n1)-g(f_n1)|；

S502、評估群時延特性擬合結(jié)果在相同頻率點上與未知采樣點之間的誤差：將作為未知點看待的精度評估數(shù)據(jù)g(f_n2)對應(yīng)的所有采樣頻率點f_n2數(shù)據(jù)帶入群時延特性擬合結(jié)果的表達式g^*(f_n1)，獲得與未知點頻率匹配對應(yīng)的群時延特性結(jié)果g^*(f_n2)，將g^*(f_n2)與擬合數(shù)據(jù)部分g(f_n2)之間取差值絕對值，獲得未知采樣點匹配誤差d(f_n2)，d(f_n2)的表達式為

d(f_n2)＝|g^*(f_n2)-g(f_n2)|；

S503、擬合精度判定：設(shè)定擬合精度閾值D，對已知采樣點和未知采樣點進行聯(lián)合評估，若二者包含的任意采樣點滿足如下表達式：

d(f_n1)≤D

d(f_n2)≤D

則認為其符合擬合誤差判決門限，根據(jù)已知采樣點和未知采樣點聯(lián)合的擬合采樣點覆蓋率對群時延特性擬合結(jié)果模型的精度進行判定；

S504、擬合模型可用判定與迭代：若群時延特性擬合結(jié)果模型的精度判定不可用，則返回步驟S400，在原有擬合基礎(chǔ)上提高一階，進行N+1階傅里葉展開，繼續(xù)后續(xù)步驟，直到步驟S503中得到的群時延特性擬合結(jié)果模型的精度判定可用為止；

所述步驟S600的具體步驟為

S601、內(nèi)外部信道模型類型匹配分析；

S602、內(nèi)外部信道模型匹配選用策略支持；

S603、用戶根據(jù)測試需求，按照步驟S602的支持策略自行選定內(nèi)外部信道模型。