一種信道模型校正方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例設(shè)及無線通信通信信道測(cè)試領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種信道模型校正方法 和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，使用傳播模型可W有效地預(yù)測(cè)從發(fā)射端到接收端的路徑損 耗，但是由于不同地方的地理地貌、建筑、道路等傳播環(huán)境是多變的，采用固定的傳播模型 得到的路徑損耗的是不精準(zhǔn)的，因此，需要根據(jù)實(shí)際測(cè)量環(huán)境對(duì)傳播模型的公式進(jìn)行校準(zhǔn)， W提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，充分利用系統(tǒng)資源。
[0003] 目前，主要通過對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際無線環(huán)境作連續(xù)波（Continuous Wave,簡(jiǎn)稱CW)測(cè) 試，來實(shí)現(xiàn)傳播模型的校正，如:使用接收設(shè)備采集連續(xù)波測(cè)試時(shí)傳播信號(hào)的強(qiáng)度，然后分 析處理采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，最后通過擬合等方法修正無線傳播模型系數(shù)。
[0004] 但是，在實(shí)際的CW測(cè)試過程中，由于設(shè)備內(nèi)部噪聲和外部信源的噪聲干擾，使得經(jīng) CW測(cè)試得到結(jié)果數(shù)據(jù)中通常包含大量的噪聲，運(yùn)嚴(yán)重影響信道模型的校正結(jié)果，使得信道 模型的校正結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種信道模型校正方法和裝置，W解決現(xiàn)有CW測(cè)試數(shù)據(jù)中存 在噪聲，導(dǎo)致信道模型校正結(jié)果不夠準(zhǔn)確的問題。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0007] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種信道模型校正方法，包括：
[000引獲取CW測(cè)試數(shù)據(jù);其中，所述CW測(cè)試數(shù)據(jù)包含噪聲；
[0009] 對(duì)所述CW測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分析去噪，得到第一測(cè)試數(shù)據(jù)；
[0010] 對(duì)所述第一測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波，得到第二測(cè)試信號(hào)；
[0011] 根據(jù)所述第二測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行信道模型校正。
[0012] 進(jìn)一步的，在第一方面的一種可實(shí)現(xiàn)方式中，所述小波分析去噪中小波濾波器的 小波分解長(zhǎng)度N和小波分解尺度j根據(jù)所述卡爾曼濾波中的卡爾曼增益Gki動(dòng)態(tài)調(diào)整。
[0013] 同時(shí)，所述卡爾曼濾波中的噪聲方差根據(jù)所述小波分析去噪中小波系數(shù)的細(xì)節(jié)部 分的絕對(duì)值的中值估計(jì)出。
[0014] 如此，在小波分析去噪過程中，可W為卡爾曼濾波提供噪聲方差的估計(jì)，而卡爾曼 濾波運(yùn)行中的卡爾曼增益可W為小波分析去噪動(dòng)態(tài)的提供計(jì)算量調(diào)整依據(jù)，大大減少了計(jì) 算量。
[0015] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種信道模型校正裝置，包括：
[0016] 獲取單元，用于獲取CW測(cè)試數(shù)據(jù);其中，所述CW測(cè)試數(shù)據(jù)包含噪聲；
[0017] 去噪單元，用于對(duì)所述獲取單元獲取到的CW測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分析去噪，得到第 一測(cè)試數(shù)據(jù)；
[0018] W及，對(duì)所述第一測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波，得到第二測(cè)試信號(hào)；
[0019] 校正單元，用于根據(jù)所述去噪單元得到的第二測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行信道模型校正。
[0020] 進(jìn)一步的，在第二方面的一種可實(shí)現(xiàn)方式中，所述小波分析去噪中小波濾波器的 小波分解長(zhǎng)度N和小波分解尺度j根據(jù)所述卡爾曼濾波中的卡爾曼增益Gki動(dòng)態(tài)調(diào)整。
[0021] 同時(shí)，所述卡爾曼濾波中的噪聲方差根據(jù)所述小波分析去噪中小波系數(shù)的細(xì)節(jié)部 分的絕對(duì)值的中值估計(jì)出。
[0022] 由上可知，本發(fā)明實(shí)施例提供一種信道模型校正方法和裝置，獲取CW測(cè)試數(shù)據(jù);其 中，所述CW測(cè)試數(shù)據(jù)包含噪聲，對(duì)所述CW測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分析去噪，得到第一測(cè)試數(shù)據(jù)， 對(duì)所述第一測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波，得到第二測(cè)試信號(hào)，根據(jù)所述第二測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行信 道模型校正。如此，通過小波分析去噪和卡爾曼濾波聯(lián)合對(duì)CW測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪，根據(jù)去噪 后的數(shù)據(jù)進(jìn)行信道模型校正，由于小波分析去噪可W去除信號(hào)中許多尖峰或突變、但不是 平穩(wěn)白噪聲的信號(hào)，而卡爾曼濾波適于消除平穩(wěn)的高斯白噪聲干擾，二者的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)， 提高了去噪的精度，進(jìn)而提高了信道校正的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在小波分析去噪過程中，可W為 卡爾曼濾波提供噪聲方差的估計(jì)，而卡爾曼濾波運(yùn)行中的卡爾曼增益可W為小波分析去噪 動(dòng)態(tài)的提供計(jì)算量調(diào)整依據(jù)，二者相互提供參數(shù)設(shè)定依據(jù)，大大減少了計(jì)算量。
【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中 所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí) 施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖 獲得其他的附圖。
[0024] 圖1為小波分析去噪的原理框圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)原理框圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信道模型校正方法的流程圖；
[0027] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信道模型校正裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"、"另一"等指示的系統(tǒng)或 元件為基于實(shí)施例描述的具有一定功能的系統(tǒng)或元件，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描 述，而不是指示或暗示所指的系統(tǒng)或元件必須有此命名，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0030] 詳細(xì)描述本方案之前，為了便于理解本發(fā)明所述的技術(shù)方案，對(duì)本發(fā)明中的一些 重要名詞進(jìn)行詳細(xì)解釋：
[0031] 小波分析去噪：主要用于去除信號(hào)中尖峰或突變等大顆粒噪聲，首先將源信號(hào)通 過兩個(gè)濾波器分解為A和D兩個(gè)信號(hào):A表示信號(hào)的近似值(approximations)部分，即信號(hào)的 低頻分量;D表示信號(hào)的細(xì)節(jié)值(detail)部分，即信號(hào)的高頻分量，然后，對(duì)低頻分量和高頻 分量進(jìn)一步分解，最后，將信號(hào)中的高頻分量進(jìn)行全部或部分置零處理后來消除源信號(hào)中 的突變?cè)肼暋?br>[0032]具體如圖1所示，將源信號(hào)S通過濾波器1得到A信號(hào)，將源信號(hào)S通過濾波器2得到B 信號(hào)，濾波器1的特征函數(shù)為h(n)，濾波器2的特征函數(shù)為g(n)，則小波分析去噪中分解出的 低頻分量Aj (η)和高頻分量化(η)分別為：
[0035] 其中，j為小波分解尺度，用于表示通過濾波器得到的信號(hào)進(jìn)一步分解的程度;Ν為 小波分解長(zhǎng)度，即信號(hào)觀測(cè)窗口長(zhǎng)度，用于表示進(jìn)行小波分析去噪的信號(hào)的長(zhǎng)度;j和N的取 值可W根據(jù)噪聲情況而定，在本發(fā)明實(shí)施例中，j和N的取值可W參考卡爾曼增益的變化來 確定，具體見實(shí)施例部分。
[0036] 最后，對(duì)高頻分量部分置零，將處理后的高頻分量和低頻分量進(jìn)行組合得到去噪 后的信號(hào)序列：
[0037]
(3)
[0038] 卡爾曼濾波：主要用于消除信號(hào)中的高斯白噪聲干擾，通過建立狀態(tài)方程和測(cè)量 方程來描述一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，并對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)序列進(jìn)行線性最小方差估計(jì)消除信號(hào)中的 噪聲。具體實(shí)現(xiàn)過程為：
[0039] 首先建立k時(shí)刻的觀測(cè)狀態(tài)方程：
[0040] X(k)=A(k|k-l)X(k-l)+W 化-1) (4)
[0041] W及測(cè)量方程:Z化）=mk)X化)+V化） （5)
[0042] 其中，式(4)中A化|k-l)為k-1時(shí)刻至k時(shí)刻的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，W化-1)為系統(tǒng)激勵(lì)噪 聲序列;式(5)中Η化)為測(cè)量矩陣，Wk)為測(cè)量噪聲序列，W化)和V化)是相互獨(dú)立的高斯白 噪聲。
[0043] 然后，建立系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)方程：
[0044]
(6)
[0045] 計(jì)算對(duì)應(yīng)于X(k)的預(yù)測(cè)誤差協(xié)方差矩陣：
[0046] P(k+l|k)=A(k+l|k)P(k)AT 化+l|k)+Q(k) (7)
[0047] 其中，式(7)中的Q化)是系統(tǒng)測(cè)量過程中噪聲的方差矩陣，通常由實(shí)驗(yàn)獲得，本發(fā) 明實(shí)施例在此不進(jìn)行限定。
[004引在對(duì)k時(shí)刻的狀態(tài)向量X化)進(jìn)行預(yù)測(cè)之后，利用測(cè)量方程(5)得到k+1時(shí)刻的測(cè)量 值Z化+1)，并利用測(cè)量值Z化+1)對(duì)預(yù)測(cè)值i(A + l|i)進(jìn)行修正，從而得到k+1時(shí)刻狀態(tài)向量 X化+1)的濾波估計(jì)值.\'' (/、+1)。
[0049] 最后，根據(jù)下述公式計(jì)算得到卡爾曼增益矩陣G化+1):
[0050] G(k+l)=P(k+l|k)HT 化+l)[H(k+l)P(k+l|k)HT 化+1)+R 化）]-1 (8)
[0051] 其中R化)是系統(tǒng)觀測(cè)噪聲方差矩陣。
[0052]通過卡爾曼增益及預(yù)測(cè)值得到修正的k+1時(shí)刻的濾波估計(jì)值：
[005：3]
(9)
[0054] 最后更新誤差協(xié)方差矩陣，用于下一時(shí)刻的濾波過程：
[0055] P 化+1) = (I-G 化+1化化+1)))P 化+1 |k) (10)
[0056] 其中，I表示單位矩陣，對(duì)于單模型單測(cè)量，I = 1。
[0057] 需要理解的是，上述名詞為本領(lǐng)域技術(shù)人員為了描述方便常用的命名，并不代表 或暗示所指的系統(tǒng)或元件必須有此命名，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[005引本發(fā)明的基本原理為：由于，小波分析去噪可W去除信號(hào)中許多尖峰或突變、但不 是平穩(wěn)白噪聲的信號(hào)，而卡爾曼濾波適于消除平穩(wěn)的高斯白噪聲干擾，鑒于此，本發(fā)明實(shí)施 例將二者優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)，通過小波分析去噪和卡爾曼濾波聯(lián)合對(duì)CW測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪，根 據(jù)去噪后的數(shù)據(jù)進(jìn)行信道模型校正。例如，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的去除CW測(cè)試數(shù)據(jù)中的 噪聲的原理框圖，如圖2所示，先對(duì)CW測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分析去噪，進(jìn)行第一次濾波去噪，然 后，再對(duì)經(jīng)小波分析去噪后的數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波，進(jìn)行第二次濾波去噪，去除數(shù)據(jù)中平穩(wěn) 的高斯白噪聲，共同去除CW測(cè)試數(shù)據(jù)中的噪聲;此外，如圖2所示，小波分析去噪過程中，可 W為卡爾曼濾波提供噪聲方差的估計(jì)，而卡爾曼濾波運(yùn)行中的卡爾曼增益可W為小波分析 去噪動(dòng)態(tài)的提供計(jì)算量調(diào)整依據(jù)，二者相互之間提供參數(shù)依據(jù)，不需要增加額外的計(jì)算過 程，大大減少了計(jì)算量。
[0059] 為了便于描述，W下實(shí)施例一W步驟的形式示出并詳細(xì)描述了本發(fā)明中的信道模 型校正方法，其中，示出的步驟也可W在信道模型校正裝置之外的諸如一組可執(zhí)行指令的 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，此外，雖然在圖中示出了邏輯順序，但是在某些可不同于此處的順 序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0060] 實(shí)施例一
[0061] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信道模型校正方法的流程圖，如圖3所示，所述方 法可W包括：
[0062] 步驟101:獲取連續(xù)波CW測(cè)試數(shù)據(jù);其中，所述CW測(cè)試數(shù)據(jù)包含噪聲。
[0063] 可選的，可W通過現(xiàn)有技術(shù)對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際