空间相关性估算的方法及装置与流程

技术特征：

1.一种空间相关性估算的方法，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的空间相关性估算的方法，其特征在于，所述预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

3.根据权利要求2所述的空间相关性估算的方法，其特征在于，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：

${\hat{R}}_t(0,0)={\[\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N{H}^{H}H\]}_{0,0}=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N|h_0{|}^2=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}|h_a{|}^2;$

${\hat{R}}_t(1,1)={\[\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N{H}^{H}H\]}_{1,1}=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N|h_1{|}^2=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}|h_b{|}^2;$

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。

4.根据权利要求1所述的空间相关性估算的方法，其特征在于，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：

$\mathrm{Re}\left(h_a^H{h}_b\right)=\frac{1}{2}\left(\right|h_a{|}^2+|h_b{|}^2-|h_a-h_b{|}^2);$

$\mathrm{Im}\left(h_a^H{h}_b\right)=\frac{1}{2}\left(\right|h_a{|}^2+|h_b{|}^2-|h_a+i\·h_b{|}^2);$

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。

5.根据权利要求4所述的空间相关性估算的方法，其特征在于，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：

$\left|{\hat{R}}_t(0,1)\right|=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}\left|h_a^H{h}_b\right|=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}|\mathrm{Re}\left(h_a^H{h}_b\right)+i\·\mathrm{Im}\left(h_a^H{h}_b\right)|;$

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

6.一种空间相关性估算的方法，其特征在于，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。

7.根据权利要求6所述的空间相关性估算的方法，其特征在于，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。

8.根据权利要求7所述的空间相关性估算的方法，其特征在于，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：

${\hat{R}}_r(0,0)={\[\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N{\mathrm{HH}}^H\]}_{0,0}=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N|h_2{|}^2=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}|h_c{|}^2;$

${\hat{R}}_r(1,1)={\[\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N{\mathrm{HH}}^H\]}_{1,1}=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N|h_3{|}^2=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}|h_d{|}^2;$

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。

9.根据权利要求6所述的空间相关性估算的方法，其特征在于，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：

$\mathrm{Re}\left(h_c{h}_d^H\right)=\frac{1}{2}\left(\right|h_c{|}^2+|h_d{|}^2-|h_c-h_d{|}^2);$

$\mathrm{Im}\left(h_c{h}_d^H\right)=-\frac{1}{2}\left(\right|h_c{|}^2+|h_d{|}^2-|h_c+i\·h_d{|}^2);$

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。

10.根据权利要求9所述的空间相关性估算的方法，其特征在于，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：

$\left|{\hat{R}}_r(0,1)\right|=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}\left|h_c{h}_d^H\right|=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}|\mathrm{Re}\left(h_c{h}_d^H\right)+i\·\mathrm{Im}\left(h_c{h}_d^H\right)|;$

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

11.一种空间相关性估算的装置，其特征在于，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。

12.根据权利要求11所述的空间相关性估算的装置，其特征在于，所述预设相关系数阈值为离线统计的相关系数阈值。

13.根据权利要求12所述的空间相关性估算的装置，其特征在于，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：

${\hat{R}}_t(0,0)={\[\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N{H}^{H}H\]}_{0,0}=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N|h_0{|}^2=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}|h_a{|}^2;$

${\hat{R}}_t(1,1)={\[\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N{H}^{H}H\]}_{1,1}=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N|h_1{|}^2=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}|h_b{|}^2;$

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。

14.根据权利要求11所述的空间相关性估算的装置，其特征在于，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：

$\mathrm{Re}\left(h_a^H{h}_b\right)=\frac{1}{2}\left(\right|h_a{|}^2+|h_b{|}^2-|h_a-h_b{|}^2);$

$\mathrm{Im}\left(h_a^H{h}_b\right)=\frac{1}{2}\left(\right|h_a{|}^2+|h_b{|}^2-|h_a+i\·h_b{|}^2);$

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。

15.根据权利要求14所述的空间相关性估算的装置，其特征在于，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：

$\left|{\hat{R}}_t(0,1)\right|=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}\left|h_a^H{h}_b\right|=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_R}|\mathrm{Re}\left(h_a^H{h}_b\right)+i\·\mathrm{Im}\left(h_a^H{h}_b\right)|;$

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。

16.一种空间相关性估算的装置，其特征在于，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。

17.根据权利要求16所述的空间相关性估算的装置，其特征在于，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。

18.根据权利要求17所述的空间相关性估算的装置，其特征在于，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：

${\hat{R}}_r(0,0)={\[\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N{\mathrm{HH}}^H\]}_{0,0}=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N|h_2{|}^2=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}|h_c{|}^2;$

${\hat{R}}_r(1,1)={\[\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N{\mathrm{HH}}^H\]}_{1,1}=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N|h_3{|}^2=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}|h_d{|}^2;$

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。

19.根据权利要求16所述的空间相关性估算的装置，其特征在于，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：

$\mathrm{Re}\left(h_c{h}_d^H\right)=\frac{1}{2}\left(\right|h_c{|}^2+|h_d{|}^2-|h_c-h_d{|}^2);$

$\mathrm{Im}\left(h_c{h}_d^H\right)=-\frac{1}{2}\left(\right|h_c{|}^2+|h_d{|}^2-|h_c+i\·h_d{|}^2);$

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。

20.根据权利要求19所述的空间相关性估算的装置，其特征在于，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：

$\left|{\hat{R}}_r(0,1)\right|=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}\left|h_c{h}_d^H\right|=\frac{1}{{\mathrm{NM}}_T}|\mathrm{Re}\left(h_c{h}_d^H\right)+i\·\mathrm{Im}\left(h_c{h}_d^H\right)|;$

其中:为所述相关矩阵估计值的第(0,1)位置的元素值。