空间相关性估算的方法及装置与流程

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及空间相关性估算的方法及装置。

背景技术：

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术是在通信系统的发射端使用多个发射天线，在接收端使用多个接收天线，可以使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。运用MIMO技术能够在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，成倍地提高通信系统的信道容量，故MIMO技术显示出明显的优势。空间相关性是MIMO技术中的信道的关键特征，可用于预测信道的容量。

目前，空间相关性估计过程包括：对信道矩阵做相关运算，求相关运算结果的平均值，根据平均值计算无线信道的相关系数，将所述计算得到的相关系数与预设的相关系数阈值进行比较，确定信道的空间相关性程度。

但是，运用上述的空间相关性估算方法会导致运算的复杂程度高，运算量大。

技术实现要素：

本发明解决的问题是如何降低空间相关性估算过程的复杂程度，减小运算量。

为解决上述问题，本发明提供一种空间相关性估算的方法，所述方法包括：

把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个列矩阵，分别为第一列矩阵与第二列矩阵；

根据复数的模的近似公式，计算所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方；

根据所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方，得到信道发射端的相 关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值；

根据余弦定理，对所述第一列矩阵与所述第二列矩阵进行运算得到第一标量矩阵的实部值及虚部值，所述第一标量矩阵为所述第一列矩阵的共轭转置矩阵与所述第二列矩阵的乘积；

根据所述第一标量矩阵的实部值及虚部值，得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值；

根据所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置的元素值及第(0，1)位置的元素值，计算所述信道发射端的相关系数；

将计算得到的所述信道发射端的相关系数与预设相关系数阈值进行比较，确定所述信道发射端的无线信道的相关性程度。

可选地，所述预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

可选地，所述根据所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方，得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值，包括：

其中：为所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值，N为做统计平均所需的样本个数，M_R为接收天线个数，H为所述空间相关的无线信道的信道矩阵样本，h_a为所述第一列矩阵，为所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(1,1)位置的元素值，h_b为所述第二列矩阵。

可选地，所述根据余弦定理，对所述第一列矩阵与所述第二列矩阵做运算得到所述第一标量矩阵的实部值及虚部值，包括：

其中：h_a为所述第一列矩阵，h_b为所述第二列矩阵，为所述第一标量矩阵的实部，为所述第一标量矩阵的虚部。

可选地，所述根据所述第一标量矩阵的实部值及虚部值，得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值，包括：

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

本发明实施例提供了一种空间相关性估算的方法，所述方法包括：

把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个行矩阵，分别为第一行矩阵与第二行矩阵；

根据复数的模的近似公式，计算所述第一行矩阵与所述第二行矩阵的模平方；

根据所述第一行矩阵与所述第二行矩阵的模平方，得到信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值；

根据余弦定理，对所述第一行矩阵与所述第二行矩阵进行运算得到第二标量矩阵的实部值及虚部值，所述第二标量矩阵为所述第一行矩阵的共轭转置矩阵与所述第二行矩阵的乘积；

根据所述第二标量矩阵的实部值及虚部值，得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值；

根据所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置的元素值及第(0，1)位置的元素值，计算所述信道接收端的相关系数；

将计算得到的所述信道接收端的相关系数与离线统计的所述信道接收端的预设相关系数阈值进行比较，确定所述信道接收端的无线信道的相关性程度。

可选地，所述信道接收端的预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

可选地，所述根据所述第一行矩阵与所述第二行矩阵的模平方，得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值，包括：

其中：为所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值，N为做统计平均所需的样本个数，M_T为发射天线个数，H为所述空间相关的无线信道的信道矩阵样本，h_c为所述第一行矩阵，为所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(1,1)位置的元素值，h_d为所述第二行矩阵。

可选地，所述根据余弦定理，对所述第一行矩阵与所述第二行矩阵做运算得到所述第二标量矩阵的实部值及虚部值，包括：

其中：h_c为所述第一行矩阵，h_d为所述第二行矩阵，为所述第二标量矩阵的实部，为所述第二标量矩阵的虚部。

可选地，所述根据所述第二标量矩阵的实部值及虚部值，得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值，包括：

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

本发明实施例提供了一种空间相关性估算的装置，所述装置包括：

第一拆分单元，适于把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个列矩阵，分别为第一列矩阵与第二列矩阵；

第一计算单元，适于根据复数的模的近似公式，计算所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方；

第二计算单元，适于根据所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方，得到信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值；

第三计算单元，适于根据余弦定理，对所述第一列矩阵与所述第二列矩 阵进行运算得到第一标量矩阵的实部值及虚部值，所述第一标量矩阵为所述第一列矩阵的共轭转置矩阵与所述第二列矩阵的乘积；

第四计算单元，适于根据所述第一标量矩阵的实部值及虚部值，得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值；

第五计算单元，适于根据所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置的元素值及第(0，1)位置的元素值，计算所述信道发射端的相关系数；

第一比较单元，适于将计算得到的所述信道发射端的相关系数与预设相关系数阈值进行比较，确定所述信道发射端的无线信道的相关性程度。

可选地，所述预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

可选地，所述第二计算单元，适于使用以下公式得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值：

其中：为所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值，N为做统计平均所需的样本个数，M_R为接收天线个数，H为所述空间相关的无线信道的信道矩阵样本，h_a为所述第一列矩阵，为所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(1,1)位置的元素值，h_b为所述第二列矩阵。

可选地，第三计算单元，适于采用以下公式对、所述第一列矩阵与所述第二列矩阵做运算得到所述第一标量矩阵的实部值及虚部值：

其中：为所述第一标量矩阵的实部，h_a为所述第一列矩阵，h_b为所述第一列矩阵，为所述第一标量矩阵的实部，为所述第一标量矩阵的虚部。

可选地，所述第四计算单元，适于采用以下公式得到所述信道发射端的 相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值：

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

本发明实施例提供了一种空间相关性估算的装置，所述装置包括：

第二拆分单元，适于把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个行矩阵，分别为第一行矩阵与第二行矩阵；

第六计算单元，适于根据复数的模的近似公式，计算所述第一行矩阵与所述第二行矩阵的模平方；

第七计算单元，适于根据所述第一行矩阵与所述第二行矩阵的模平方，得到信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值；

第八计算单元，适于根据余弦定理，对所述第一行矩阵与所述第二行矩阵进行运算得到第二标量矩阵的实部值及虚部值，所述第二标量矩阵为所述第一行矩阵的共轭转置矩阵与所述第二行矩阵的乘积；

第九计算单元，适于根据所述第二标量矩阵的实部值及虚部值，得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值；

第十计算单元，适于根据所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置的元素值及第(0，1)位置的元素值，计算所述信道接收端的相关系数；

第二比较单元，适于将计算得到的所述信道接收端的相关系数与离线统计的所述信道接收端的预设相关系数阈值进行比较，确定所述信道接收端的无线信道的相关性程度。

可选地，所述信道接收端的预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

可选地，所述第七计算单元，适于根据如下公式得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值：

其中：为所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值，N为做统计平均所需的样本个数，M_T为发射天线个数，H为所述空间相关的无线信道的信道矩阵样本，h_c为所述第一行矩阵，为所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(1,1)位置的元素值，h_d为所述第二行矩阵。

可选地，所述第八计算单元，适于利用如下公式对所述第一行矩阵与所述第二行矩阵做运算得到所述第二标量矩阵的实部值及虚部值：

其中：h_c为所述第一行矩阵，h_d为所述第二行矩阵，为所述第二标量矩阵的实部，为所述第二标量矩阵的虚部。

可选地，所述第九计算单元，适于利用如下公式得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值：

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

一方面，为了估计信道的发射相关性，可以通过把信道矩阵样本拆分为两个列矩阵，分别为第一列矩阵与第二列矩阵，并根据所述第一列矩阵、所述第二列及第一标量矩阵的模平方做运算，得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置及第(0，1)位置的元素值，接着计算所述信道发射端的相关系数。由于在计算所述元素值时，只会涉及到复数的模近似计算和实数的平方和等运算，避免了矩阵乘法和向量乘法，从而可以降低发射相关性估算过程的复杂程度，减小运算量。

另一方面，为了估计信道的接收相关性，可以通过把信道矩阵样本拆分为两个行矩阵，分别为第一行矩阵与第二行矩阵，并根据所述第一行矩阵、 所述第二行及第二标量矩阵的模平方做运算，得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置及第(0，1)位置的元素值，接着计算所述信道接收端的相关系数，由于在计算所述元素值时，只会涉及到复数的模近似计算和实数的平方和运算，避免了矩阵乘法和向量乘法，从而可以降低接收相关性估算过程的复杂程度，减小运算量。

附图说明

图1是现有技术中一种多天线无线通信系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中的一种发射端的空间相关性估算方法的流程示意图；

图3是本发明实施例中的一种接收端的空间相关性估算方法的流程示意图；

图4是本发明实施例中的一种发射端的空间相关性估算装置的流程示意图；

图5是本发明实施例中的一种接收端的空间相关性估算装置的流程示意图。

具体实施方式

图1示出了一种利用了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术的多天线无线通信系统的结构示意图，所述系统可以包括：发射端11、接收端14、设置于所述发射端11的M_T个发射天线12、设置于所述接收端14的M_R个接收天线13、信道估计单元15、空间相关性估算单元16、测量单元17及解调器18，其中：

所述发射端11通过所述设置于所述发射端11的M_T个发射天线12发射信号，所述接收端14通过所述设置于所述接收端14的M_R个接收天线13接收所述信号，所述信道估计单元15对所述M_T个发射天线12与所述M_R个接收天线13之间的传输信道做信道估计运算，得到信道估计值，所述空间相关性估算单元16从所述信道估计单元15获得输入，得到信道的空间相关性估算结果，并将所述空间相关性估算结果送给所述测量单元17，最终用于所述 解调器18解调数据。

目前，所述空间相关性估算单元16通过以下步骤做空间相关性估算：对信道矩阵做相关运算；求相关运算结果的平均值；根据平均值计算无线信道的相关系数；将所述计算得到的相关系数与预设的相关系数阈值进行比较，确定信道的空间相关性程度。

但是，由于运用上述的空间相关性估算方法，会涉及到大量的矩阵乘法或者向量乘法，因此会导致运算的复杂程度高，运算量大。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了空间相关性估算的方法，该方法只会涉及到复数的模近似计算和实数的平方和运算，避免了矩阵乘法和向量乘法，可以大幅降低空间相关性估算过程的复杂度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2示出了本发明实施例中的一种发射端的空间相关性估算的方法的流程示意图，以下参考图2对所述估算方法的具体步骤进行详细介绍：

S21：把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个列矩阵，分别为第一列矩阵与第二列矩阵。

在具体实施中，为了便于后续的计算过程，可以把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个列矩阵，分别为第一列矩阵与第二列矩阵。

为了使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下介绍具体的拆分过程：

首先，空间相关的无线信道的信道矩阵的建模可以如公式(1)所示：

其中，H_kron为空间相关的无线信道的信道矩阵，Rr是接收端的相关矩阵，它是大小为M_R×M_R的复数矩阵，代表接收端的天线相关性，H_w是大小为M_R×M_T的复随机矩阵，且每个元素服从零均值、单位方差的复高斯分布，R_t是大小为M_T×M_T的复数矩阵，代表发射端的天线相关性。

为了估计空间相关性，即估计R_r和R_t，需要从信道估计模块的输出中选取N个信道矩阵样本，每个信道矩阵样本记作H，即H(n)＝[h₀(n) h₁(n)],n＝1,…,N。通常我们假设H的大小是2×2，若实际的矩阵大小比2×2大，那么我们也可以取其左上角的2×2子块用于后续计算。

然后，可以把所述信道矩阵样本H拆分为两个列矩阵，分别为第一列矩阵与第二列矩阵，为了便于说明，可以把所述第一列矩阵及第二列矩阵记作h_a及h_b，分别如公式(2)及(3)所示：

S22：根据复数的模的近似公式，计算所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方。

在具体实施中，可以根据复数的模的近似公式，计算所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方，即|h_a|²和|h_b|²。复数的模的近似公式可以如下公式(4)-(6)表示：

其中

A＝max(|Re(x)|，|Im(x)|) (5)

B＝min(|Re(x)|，|Im(x)|) (6)

在本发明一实施例中，可以将所述第一列矩阵h_a中的每一个元素代入至公式(5)及(6)，计算得到与所述每一个元素对应的A及B，然后将所述与每一个元素对应的A及B代入公式(4)中，可以得到所述第一列矩阵h_a中的每一个元素的模，又由于复向量的模平方就是其所有元素的模平方之和，可以将上 述得到的所述第一列矩阵h_a中的每一个元素的模的平方相加，得到所述第一列矩阵的模平方|h_a|²。

同理，可以将所述第二列矩阵h_b中的每一个元素代入至公式(5)及(6)，计算得到与所述每一个元素对应的A及B，，然后将所述与所述每一个元素对应的A及B代入公式(4)中，可以得到所述第二列矩阵h_b中的每一个元素的模，并且由于复向量的模平方就是其所有元素的模平方之和，将上述得到的所述第二列矩阵h_b中的每一个元素的模的平方相加，可以得到所述第二列矩阵的模平方|h_b|²。

S23：根据所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方，得到信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值。

所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值的计算方法如公式(7)所示：

其中：为所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值。

可以将S22中得到的所述第一列矩阵的模平方|h_a|²代入至公式(7)，即可计算出

同理，由于所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(1,1)位置的元素值的计算方法如公式(8)所示：

可以将S22中得到的所述第二列矩阵的模平方|h_b|²代入至公式(8)，即可计算出

S24：根据余弦定理，对所述第一列矩阵与所述第二列矩阵进行运算得到第一标量矩阵的实部值及虚部值，所述第一标量矩阵为所述第一列矩阵的共轭转置矩阵与所述第二列矩阵的乘积。

在具体实施中，所述第一标量矩阵与所述第一列矩阵的共轭转置矩阵及所述第二列矩阵的关系如公式(9)所示：

其中，Y为所述第一标量矩阵，为所述第一列矩阵的共轭转置矩阵。

在本发明一实施例中，可以使用以下公式(10)及(11)计算所述第一标量矩阵Y的实部值及虚部值：

其中，为所述第一标量矩阵的实部值，为所述第一标量矩阵的虚部值。

S25：根据所述第一标量矩阵的实部值及虚部值，得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

在具体实施中，所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值与所述第一标量矩阵的实部值及虚部值满足公式(12)中所示的关系：

其中，为所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值，可以将通过上述公式(10)及(11)计算得到的所述第一标量矩阵的实部值及虚部值，代入公式(12)，即可得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

S26：根据所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位 置的元素值及第(0，1)位置的元素值，计算所述信道发射端的相关系数。

在本发明一实施例中，所述信道发射端的相关系数与所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置的元素值及第(0，1)位置的元素值，满足公式(13)所示的关系：

其中，α为所述信道发射端的相关系数。

S27：将计算得到的所述信道发射端的相关系数与预设相关系数阈值进行比较，确定所述信道发射端的无线信道的相关性程度。

在本发明一实施例中，所述预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

在具体实施中，可以将所述信道发射端的相关系数α与所述信道发射端的离线统计得到的相关系数阈值作比较，判决发射端的空间相关性程度是低、中或者高。

为使得本领域的技术人员更好地理解和实现本发明，表1示出了在对同样的信道进行估算时，利用现有技术的空间相关性估算方法与本发明的空间相关性估算方法，分别所需要的运算的乘法次数：

表1

为了获得较为理想的空间相关性估计结果，在具体实施中，通常需要比较大的样本数量(N＞10³)，因此由表1及以上所述可知，利用本发明实施例中的空间相关性估算方法进行相关性的估算，可以降低空间相关性估算过程的复杂程度，减小运算量。

为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下还提供了估计信道的接收空间相关性估算的方法。

图3示出了本发明实施例中的一种接收端空间相关性估算的方法的流程示意图，以下参考图3对所述估算的方法的具体步骤进行介绍：

S31：把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个行矩阵，分别为第一行矩阵与第二行矩阵。

在具体实施中，为了便于后续的计算过程，可以把空间相关的无线信道的信道矩阵样本H，记作拆分为两个行矩阵，分别为第一行矩阵与第二行矩阵，为了便于说明，可以把所述第一行矩阵及第二行矩阵记作h_c及h_c，分别如公式(14)及(15)所示：

h_c＝[h₂(1) … h₂(N)] (14)

h_d＝[h₃(1) … h₃(N)] (15)

S32：根据复数的模的近似公式，计算所述第一行矩阵与所述第二行矩阵的模平方。

在具体实施中，复数的模的近似公式可以如上公式(4)-(6)表示，可以将所述第一行矩阵h_c中的每个元素代入至上述公式(5)及(6)，计算得到与所述每一个元素对应的A及B，然后将所述与所述每一个元素对应的A及B代入上述公式(4)中，可以得到所述第一行矩阵h_c中的每一个元素的模，并且由于复向量的模平方就是其所有元素的模平方之和，将上述得到的所述第一行矩阵h_c中的每一个元素的模的平方相加，可以得到所述第一行矩阵的模平方|h_c|²。

同理，可以将所述第二行矩阵h_d中的每一个元素代入至公式(5)及(6)，计算得到与所述每一个元素对应的A及B，，然后将所述与所述每一个元素对应的A及B代入公式(4)中，可以得到所述第二行矩阵h_d中的每一个元素的模，并且由于复向量的模平方就是其所有元素的模平方之和，将上述得到的所述第二行矩阵h_d中的每一个元素的模的平方相加，可以得到所述第二行矩阵的模平方|h_d|²。

S33：根据所述第一行矩阵与所述第二行矩阵的模平方，得到信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值。

所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值的计算方法 如公式(16)所示：

其中：为所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值。

可以将S32中得到的所述第一行矩阵的模平方代入至公式(16)，即可计算出

同理，由于所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(1,1)位置的元素值的计算方法如公式(17)所示：

可以将S32中得到的所述第二行矩阵的模平方代入至公式(17)，即可计算出

S34:根据余弦定理，对所述第一行矩阵与所述第二行矩阵进行运算得到第二标量矩阵的实部值及虚部值，所述第二标量矩阵为所述第一行矩阵的共轭转置矩阵与所述第二行矩阵的乘积。

在具体实施中，所述第二标量矩阵与所述第一行矩阵的共轭转置矩阵及所述第二行矩阵的关系如公式(18)所示：

其中，W为所述第二标量矩阵，为所述第一行矩阵的共轭转置矩阵。

在本发明一实施例中，可以使用以下公式(19)及(20)计算所述第二标量矩阵W的实部值及虚部值：

其中，为所述第二标量矩阵的实部值，为所述第二标量矩阵的虚部值。

S35：根据所述第二标量矩阵的实部值及虚部值，得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

在具体实施中，所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值与所述第二标量矩阵的实部值及虚部值满足公式(21)中所示的关系：

可以将通过上述公式(19)及(20)计算得到的所述第二标量矩阵的实部值及虚部值，代入公式(21)，即可得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

S36：根据所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置的元素值及第(0,1)位置的元素值，计算所述信道接收端的相关系数。

在本发明一实施例中，所述信道接收端的相关系数与所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置的元素值及第(0,1)位置的元素值，满足公式(22)所示的关系：

其中，β为所述信道接收端的相关系数。

S37：将计算得到的所述信道接收端的相关系数与离线统计的所述信道接收端的预设相关系数阈值进行比较，确定所述信道接收端的无线信道的相关性程度。

在本发明一实施例中，所述预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

在具体实施中，可以将所述信道接收端的相关系数β与所述信道接收端的 离线统计得到的相关系数阈值作比较，判决接收端的空间相关性程度是低、中或者高。

为使得本领域的技术人员更好地理解和实现本发明，表2示出了在对同样的接收端的信道进行估算时，利用现有技术的空间相关性估算方法与本发明的空间相关性估算方法，分别所需要的运算的乘法次数：

表2

为了获得较为理想的空间相关性估计结果，在具体实施中，通常需要比较大的样本数量(N＞10³)，因此由表2及以上所述可知，利用本发明实施例中的空间相关性估算方法进行相关性的估算，可以降低接收端的空间相关性估算过程的复杂程度，减小运算量。

为使得本领域的技术人员更好地理解和实现本发明，以下提供了一种可以实现上述图2示出的空间相关性估算的方法的装置。

图4示出了本发明实施例中一种发射端的空间相关性估算的装置的示意图，所述装置可以包括：第一拆分单元41、第一计算单元42、第二计算单元43、第三计算单元44、第四计算单元45、第五计算单元46及第一比较单元47，其中：

所述第一拆分单元41，适于把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个列矩阵，分别为第一列矩阵与第二列矩阵；

所述第一计算单元42，适于根据复数的模的近似公式，计算所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方；

所述第二计算单元43，适于根据所述第一列矩阵与所述第二列矩阵的模平方，得到信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值；

所述第三计算单元44，适于根据余弦定理，对所述第一列矩阵与所述第二列矩阵进行运算得到第一标量矩阵的实部值及虚部值，所述第一标量矩阵 为所述第一列矩阵的共轭转置矩阵与所述第二列矩阵的乘积；

所述第四计算单元45，适于根据所述第一标量矩阵的实部值及虚部值，得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值；

所述第五计算单元46，适于根据所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置的元素值及第(0,1)位置的元素值，计算所述信道发射端的相关系数；

所述第一比较单元47，适于将计算得到的所述信道发射端的相关系数与预设相关系数阈值进行比较，确定所述信道发射端的无线信道的相关性程度。

在具体实施中，所述预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

在具体实施中，所述第二计算单元43，适于使用以下公式得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值：

其中：为所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值，N为做统计平均所需的样本个数，M_R为接收天线个数，H为所述空间相关的无线信道的信道矩阵样本，h_a为所述第一列矩阵，为所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(1,1)位置的元素值，h_b为所述第二列矩阵。

在具体实施中，第三计算单元44，适于采用以下公式对、所述第一列矩阵与所述第二列矩阵做运算得到所述第一标量矩阵的实部值及虚部值：

其中：为所述第一标量矩阵的实部，h_a为所述第一列矩阵，h_b为所述第一列矩阵，为所述第一标量矩阵的实部，为所述第一标量矩阵的虚部。

在具体实施中，所述第四计算单元45，适于采用以下公式得到所述信道 发射端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值：

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

综上所述可知，通过把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个列矩阵，分别为第一列矩阵与第二列矩阵，并根据所述第一列矩阵、所述第二列及第一标量矩阵的模平方做运算，得到所述信道发射端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置及第(0,1)位置的元素值，接着计算所述信道发射端的相关系数，由于在计算所述元素值时，仅涉及到复数的模近似计算和实数的平方和，避免了矩阵乘法和向量乘法，从而可以降低发射端的空间相关性估算过程的复杂程度，减小运算量。

为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下还提供了可以实现上述的图3示出的空间相关性估算的方法的装置。

图5示出了本发明实施例中的一种接收端的空间相关性估算的装置结构图，所述装置可以包括：第二拆分单元51、第六计算单元52、第七计算单元53、第八计算单元54、第九计算单元55、第十计算单元56及第二比较单元57，其中：

所述第二拆分单元51，适于把空间相关的无线信道的信道矩阵样本拆分为两个行矩阵，分别为第一行矩阵与第二行矩阵；

所述第六计算单元52，适于根据复数的模的近似公式，计算所述第一行矩阵与所述第二行矩阵的模平方；

所述第七计算单元53，适于根据所述第一行矩阵与所述第二行矩阵的模平方，得到信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值；

所述第八计算单元54，适于根据余弦定理，对所述第一行矩阵与所述第二行矩阵进行运算得到第二标量矩阵的实部值及虚部值，所述第二标量矩阵为所述第一行矩阵的共轭转置矩阵与所述第二行矩阵的乘积；

所述第九计算单元55，适于根据所述第二标量矩阵的实部值及虚部值， 得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值；

所述第十计算单元56，适于根据所述相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值、第(1,1)位置的元素值及第(0，1)位置的元素值，计算所述信道接收端的相关系数；

所述第二比较单元57，适于将计算得到的所述信道接收端的相关系数与离线统计的所述信道接收端的预设相关系数阈值进行比较，确定所述信道接收端的无线信道的相关性程度。

在具体实施中，所述信道接收端的预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

在具体实施中，所述第七计算单元53，适于根据如下公式得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值及第(1,1)位置的元素值：

其中：为所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,0)位置的元素值，N为做统计平均所需的样本个数，M_T为发射天线个数，H为所述空间相关的无线信道的信道矩阵样本，h_c为所述第一行矩阵，为所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(1,1)位置的元素值，h_d为所述第二行矩阵。

在具体实施中，所述第八计算单元54，适于利用如下公式对所述第一行矩阵与所述第二行矩阵做运算得到所述第二标量矩阵的实部值及虚部值：

其中：h_c为所述第一行矩阵，h_d为所述第二行矩阵，为所述第二标量矩阵的实部，为所述第二标量矩阵的虚部。

在具体实施中，所述第九计算单元55，适于利用如下公式得到所述信道接收端的相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值：

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0，1)位置的元素值。

综上所述，由于在计算所述相关性系数所需要的元素值时，仅涉及到复数的模近似计算和实数的平方和，避免了矩阵乘法和向量乘法，从而可以降低接收端的空间相关性估算过程的复杂程度，减小运算量。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于以计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。