一种基于多探头暗室的三维信道重建的方法及装置与流程

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于多探头暗室的三维信道重建的方法及装置。

背景技术：

近年来，在用户移动通讯、客厅与室外娱乐中心等应用场景中，业务形式在不断发生变革和发展，但是用户的最终接入方式无一例外均偏向于使用无线技术。传统无线终端一般利用空中性能测试(over-the-air，ota)进行无线传输和组网性能评估，通过电波暗室建立一个无反射的自由空间，评估无线终端的射频及天线的整体性能。在第四代和第五代移动通信系统中，已经明确了多输入多输出(mimomultiple-inputmultiple-output，mimo)天线技术作为核心关键技术，以提升网络的频谱效率。由于mimo性能紧密依赖信道环境，传统的电波暗室难以满足其要求。因此，针对mimo，三维真实信道场景在电波暗室中的重建成为其理论研究与实现的重要参考依据。

然而，现今的多入多出空中特性(multiple-inputmultiple-outputover-the-air，mimoota)测试信道重建方案仍然主要是将三维的实际信道模型简化为二维，仅考虑二维平面的时延、多普勒以及水平面方位角分量，而忽略了垂直维度上的空间域信息，角度信息统计特性只存在方位角分量，而没有仰角分量，不能真实地反应实际中的信道，已经不适用于当下mimo终端性能的测试与评估。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种基于多探头暗室的三维信道重建的方法及装置，以提高三维球面信道模型的仿真效果。

具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于多探头暗室的三维信道重建方法，所述方法包括：

检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息，所述信号角度信息中可以包括待重建的三维信道在各采样时间点的垂直维度角度信息和水平维度角度信息；

根据预设的角度功率谱计算公式，确定所述信号角度信息对应的角度功率谱；

根据预设的第一空间相关性计算公式和所述角度功率谱，确定所述信号角度信息对应的第一空间相关性；

将所述各采样时间点的信号角度信息的第一空间相关性和预设的第二空间相关性计算公式，组成权重约束方程组；

根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述各采样时间点对应的权重值；

根据预设的第二空间相关性计算公式和所述待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定第二空间相关性；

根据预设的相关系数计算公式，确定所述第一空间相关性和所述第二空间相关性之间的相关系数；

若所述相关系数满足预设条件，则基于所述待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定所述待重建的三维信道模型。

可选的，所述检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息的步骤，可以包括：

基于待重建信道的模拟场景，以移动的被测设备为原点，建立三维坐标系；

根据所述被测设备在所述待重建信道的模拟场景中的运动速度和运动轨迹，确定所述被测设备在各采样时间点的信号角度信息。

可选的，所述根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述各采样时间点对应的权重值的步骤，可以包括：

判断所述待重建的三维信道中的被测设备是否为匀变速运动；

若所述待重建的三维信道的被测设备是匀变速运动，则确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息；

根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述固定时隙的采样时间点对应的第一权重值；

根据预设的趋势面光滑差值算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述固定时隙之间的各采样时间点对应的第二权重值。

可选的，所述根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述各采样时间点对应的权重值的步骤，可以包括：

判断所述待重建的三维信道中的运被测设备是否为非匀变速运动；

若所述待重建的三维信道中的被测设备是非匀变速运动，则确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采用时间点对应信号角度信息；

根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述固定时隙的采样时间点对应的第三权重值；

根据预设的样条插值算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值。

第二方面，提供了一种基于多探头暗室的三维信道重建装置，所述装置包括：

检测模块，用于检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息，所述信号角度信息中可以包括待重建的三维信道在各采样时间点的垂直维度角度信息和水平维度角度信息；

角度功率谱确定模块，用于根据预设的角度功率谱计算公式，确定所述信号角度信息对应的角度功率谱；

第一空间相关性确定模块，用于根据预设的第一空间相关性计算公式和所述角度功率谱，确定所述信号角度信息对应的第一空间相关性；

权重约束方程组组成模块，用于将所述各采样时间点的信号角度信息的第一空间相关性和预设的第二空间相关性计算公式，组成权重约束方程组；

权重值得到模块，用于根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述各采样时间点对应的权重值；

第二空间相关性确定模块，用于根据预设的第二空间相关性计算公式和所述待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定第二空间相关性；

相关系数确定模块，用于根据预设的相关系数计算公式，确定所述第一空间相关性和所述第二空间相关性之间的相关系数；

待重建的三维信道模型确定模块，用于若所述相关系数满足预设条件，则基于所述待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定所述待重建的三维信道模型。

可选的，所述检测模块，可以包括：

三维坐标系建立子模块，用于基于待重建信道的模拟场景，以移动的被测设备为原点，建立三维坐标系；

信号角度信息确定子模块，用于根据所述被测设备在所述待重建信道的模拟场景中的运动速度和运动轨迹，确定所述被测设备在各采样时间点的信号角度信息。

可选的，所述权重值得到模块，包括：

第一判断子模块，用于判断所述待重建的三维信道中的被测设备是否为匀变速运动；

第一固定时隙之间信号角度信息确定子模块，用于若所述待重建的三维信道的被测设备是匀变速运动，则确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息；

第一权重值得到子模块，用于根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述固定时隙的采样时间点对应的第一权重值；

第二权重值得到子模块，用于根据预设的趋势面光滑差值算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述固定时隙之间的各采样时间点对应的第二权重值。

可选的，所述权重值得到模块，包括：

第二判断子模块，用于判断所述待重建的三维信道中的运被测设备是否为非匀变速运动；

第二固定时隙之间信号角度信息确定子模块，用于若所述待重建的三维信道中的被测设备是非匀变速运动，则确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息；

第三权重值确定子模块，用于根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述固定时隙的采样时间点对应的第三权重值；

第四权重值确定子模块，用于根据预设的样条插值算法，求解所述权重约束方程组，得到所述待重建的三维信道模型中的每个探头在所述固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值。

本发明实施例提供了一种基于多探头暗室的三维动态信道重建的方法及装置，通过检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息；并根据预设的角度功率谱计算公式和第一空间相关性计算公式，确定信号角度信息对应的角度功率谱和第一空间相关性；将各采样时间点的信号角度信息的第一空间相关性和预设的第二空间相关性计算公式，组成权重约束方程组；根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值；根据预设的第二空间相关性计算公式和待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定第二空间相关性；根据预设的相关系数计算公式，确定第一空间相关性和所述第二空间相关性之间的相关系数；若相关系数满足预设条件，则基于待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定待重建的三维信道模型。可见，在本发明实施例中，可以待重建的三维信道模型，从而进行三维动态信道重建，以提高三维球面信道模型的仿真效果。

当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种三维球面信道模型测试区域俯视示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于多探头暗室的三维信道重建方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种模拟场景为高铁的三维坐标系的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于多探头暗室的三维信道重建装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例以提高三维球面信道模型的仿真效果为目的，提供了一种基于多探头暗室的三维信道重建方法及装置，以下分别进行详细说明。

下面首先对本发明实施例提供的一种基于多探头暗室的三维信道重建方法进行介绍。

本发明实施例所提供的一种基于多探头暗室的三维信道重建方法的执行主体可以是用于模拟三维信道的设备。

信道可以是信号在实际应用场景的传输通道。其中，动态变化的应用场景对应的信号传输通道可以称为三维动态信道。当基站发送的信号在三维动态信道中传输时，三维动态信道会对传输的信号进行一系列的衰减和相位变化；不同的三维动态信道对在该信道中传输的信号进行的衰减和相位变化有所不同，从而导致在实际动态应用场景中的终端设备接收到的信号也不同。

举例而言，某用户在高铁上使用手机或其他终端设备(如ipad)，那么，处于运动状态的列车所经过的外界环境，就是时刻变化的应用场景。由于动态变化的应用场景对在该场景中传输的信号的衰减和相位不停的在改变，所以，导致，高铁上的用户使用的终端设备时而可以接受到信号，时而接收不到信号。

本发明实施例提供的基于多探头暗室的三维信道重建方法，重建的即为三维动态信道，通过三维信道多探头模型，来模拟某三维动态信道。其中，三维信道多探头模型中可以包含预设数量个探头，每个探头上包含一个虚拟天线对，同时每个探头上设置一个模拟三维信道的检测部件。在本发明实施例中，待重建的三维信道模型中的各探头按照预设的位置，分布在一个具有三次环状探头序列的球面模型上。其中，球面模型的中心检测区域放置被测终端设备，如图1所示。这样就可以将球面模型中的探头作为发射天线，通过各探头相互之间的位置关系，来模拟终端设备在待重建三维信道中的不同方向、不同衰减的实际信号角度。其中，图1中的aiv和ajh代表球面模型中不同的探头，δθ为两个探头之间的方位角。

参见图2，本发明实施例提供的一种基于多探头暗室的三维信道重建方法，具体包括如下步骤：

s201，检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息。

其中，信号角度信息中可以包括待重建的三维信道在各采样时间点的垂直维度角度信息和水平维度角度信息。

在实施时，待重建的三维信道对信号的传输角度有影响，信号在三维信道中传输时，不仅存在垂直维度角度信息，还存在水平维度角度信息。终端设备接收到的经过三维信道一定衰减的信号的角度信息，称为待重建的三维信道的信号角度信息。由于在实际应用中，终端设备在某个具体的应用场景中信号的到达角度信息是随运动状态及所处位置变化的，因此，本发明实施例中模拟三维信道的设备检测的是待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息，以实现适当的减少模拟设备的计算量。可选的，模拟三维信道的设备检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息，可以包括如下步骤：

步骤一：基于待重建信道的模拟场景，以移动的被测设备为原点，建立三维坐标系。

在实施时，基于待重建三维信道的模拟场景，模拟三维信道的设备以在该待重建三维信道的模拟场景中的被测终端设备为三维坐标系的原点，建立三维坐标系。例如，假设待重建的三维信道的模拟场景为某高铁所处的外界环境，高铁上某用户使用的移动手机设备为被测设备，则以该用户的移动手机设备为原点，建立的三维坐标系，如图3所示。其中，图3中的l为轨道的长度，v为高铁的运动速度。

步骤二：根据被测设备在待重建信道的模拟场景中的运动速度和运动轨迹，确定被测设备在各采样时间点的信号角度信息。

在实施时，设计人员根据实际经验值，将预设的被测设备的运动速度和运动轨迹，作为该被测试设备在待重建信道的模拟场景中的运动速度和运动轨迹；再通过上述步骤一中建立的三维坐标系，确定出被测设备在预设的各采样时间点的信号角度信息。

s202，根据预设的角度功率谱计算公式，确定信号角度信息对应的角度功率谱。

在实施时，在步骤s201模拟三维信道的设备检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息之后，模拟三维信道的设备根据预设的角度功率谱计算公式，可以确定出各采样时间点的信号角度信息对应的角度功率谱。由于信号角度信息包括待重建的三维信道在各采样时间点的垂直维度角度信息和水平维度角度信息，因此，利用本步骤求解信号角度信息对应的角度功率谱的过程，是分别考虑上述各采样时间点的垂直维度角度信息对应的角度功率谱和各采样时间点的水平维度角度信息对应的角度功率谱。

在本发明实施例中，可以采用如下公式计算信号角度信息对应的角度功率谱：

其中，为角度的角度功率谱，自变量角度的取值范围为[-π，π]；β为归一化系数，σ为角度扩散参数，可以是各采样时间点的垂直维度角度信息或各采样时间点的水平维度角度信息。

s203，根据预设的第一空间相关性计算公式和角度功率谱，确定信号角度信息对应的第一空间相关性。

在实施时，在步骤s202中确定出的信号角度信息对应的角度功率谱之后，将上述得到的角度功率谱带入到预设的第一空间相关性计算公式中，便可确定出信号角度信息对应的第一空间相关性。

在本发明实施例中，可以采用如下公式计算信号角度信息对应的第一空间相关性：

其中，ρtarget为第一空间相关性，λ为波长，pas(φ)为信号角度信息对应的角度功率谱，dvap为探头的虚拟天线对之间的距离，φ为信号角度信息，φa为探头直射方向同水平方向的夹角。

s204，将各采样时间点的信号角度信息的第一空间相关性和预设的第二空间相关性计算公式，组成权重约束方程组。

在实施时，在待重建的三维信道模型中，离散分布在各个预设位置的天线探头，在本发明实施例中的三维球面信道模型的测试区域中模拟出的空间相关性，称为第二空间相关性。

在本发明实施例中，可以采用如下公式计算第二空间相关性：

其中，ρota(dvap，φa)为第二空间相关性，i为待重建三维信道模型中探头的各数，i的取值可以为1，2，…，k，φa为探头直射方向同水平方向的夹角，ωi为待重建三维信道模型中各探头的权重，φi为第i个探头的方位角。

对第二空间相关性与第一空间相关性求绝对值误差，可以确定出权重约束方程组，具体可以表示为如下公式：

||ω||1＝1，0≤ωi≥1

在实施时，由于待重建的三维信道中的信号角度信息是时变的，且信号角度信息中不仅包含垂直维度角度信息，还包含水平维度角度信息；所以，本发明实施例中需要针对垂直维度角度信息和水平维度角度信息，分别求解上述权重约束方程组，求解出上述待重建三维信道模型中每个探头在垂直维度方向和水平维度方向的权重，以便模拟出实际三维信道中终端设备接收到的信号角度信息。

s205，根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值。

在实施时，可以将待重建的三维动态信道区分为：在待重建的三维信道中，被测设备是为匀变速运动还是非匀变速运动；再根据预设的凸优化算法，求解上述权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值。

本发明实施例中，具体提供了两种求解待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值的方法。

第一种，可以根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到上述待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值，具体可以包括如下步骤：

步骤一：判断待重建的三维信道中的被测设备是否为匀变速运动。

在实施时，可以根据步骤s101中，根据被测设备在待重建信道的模拟场景中的运动速度和运动轨迹，判断出待重建的三维信道中的被测设备是否为匀变速运动；如果待重建的三维信道的被测设备是匀变速运动，则采用本发明实施例提供的第一种方法，求解待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值；如果待重建的三维信道的被测设备不是匀变速运动，则采用本发明实施例提供的第二种方法，求解待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值。

步骤二：若待重建的三维信道的被测设备是匀变速运动，则确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息。

在实施时，可以根据实际经验，预设一个固定时隙，例如，固定时隙可以为10秒；然后，将上述步骤中检测到的所有采样时间点的信号角度信息，按照预设的固定时隙，规律的选取固定时隙对应的采样时间点的信号角度信息，例如，以1秒为一个采样时间点，检测到的上述信号角度信息为数组那么，确定固定时隙采样时间点对应的信号角度信息，就是以10秒为间隔，确定出采样时间点为第一秒、第十一秒、第二十一秒对应的信号角度信息；同理，采样时间点为第一秒和第十一秒之间的时间点对应的信号角度信息为固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息。

步骤三：根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙的采样时间点对应的第一权重值。

在实施时，将上述步骤一中确定出的固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息，带入到步骤s204将各采样时间点的信号角度信息的第一空间相关性和预设的第二空间相关性计算公式，组成权重约束方程组中，求解出待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙的采样时间点对应的第一权重值。

步骤四：根据预设的趋势面光滑差值算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第二权重值。

在实施时，当上述待重建的三维信道的被测设备是做匀变速运动时，只要固定时隙选取的合理，待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采用时间点对应的第二权重值是具有一定规律的；因此，对应每个探头在固定时隙之间的各采用时间点对应的第二权重值，可以采用预设的趋势面光滑差值算法来求解；然后，通过预设的趋势面光滑差值算法中的检验统计量，来检测上述采用的预设的趋势面光滑差值算法求解的待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第二权重值是否正确，若不正确，则将步骤二中预设的固定时隙重新取值；通常，是将固定时隙减少到预设的固定时隙的一半，然后，在返回到步骤二执行确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息的步骤；若通过预设的趋势面光滑差值算法中的检验统计量，检测出上述采用预设的趋势面光滑差值算法求解的待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第二权重值是正确的，则将该第二权重值确定为待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的权重值。

在本发明实施例中，可以采用如下的公式计算待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第二权重值：

zx,y＝b0+b1x+b2y+b3x²+b2xy

+b5y²+b6x³+b7x²y+b8xy²+b9y³

其中，zx,y为第二权重值，x和y为信号角度信息的坐标角度信息值，bi为系数，i的取值可以为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9。

按最小二乘法原理对数据点拟合，趋势面拟合程度的检验，同多元回归分析一样用f分布进行检验，检验统计量为：

其中，u为回归平方和，q为残差平方和，p为多项式zx,y的项数(但不包括常数b0)，n为使用的原始点的数目。

当f>0.9时，则趋势面拟合显著，说明利用函数关系zx,y得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第二权重值是正确的；当f≤0.9时，则趋势面拟合不显著，说明利用函数关系zx,y得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第二权重值是不正确的，则降低至二分之一初始预设固定时隙重新取值，重新计算待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的权重值。

第二种，可以根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到上述待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值，具体可以包括如下步骤：

步骤一：判断待重建的三维信道中的运被测设备是否为非匀变速运动。

关于判断待重建的三维信道中的运被测设备是否为非匀变速运动，可以参考上述判断待重建的三维信道中的运被测设备是否为非匀变速运动的方法步骤一样，在此不做赘述。

步骤二：若待重建的三维信道中的被测设备是非匀变速运动，则确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息。

关于本步骤中确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息与上述提供的第一种确定待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值的方法中，确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息的方法步骤一样，在此不做赘述。

步骤三：根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙的采样时间点对应的第三权重值。

关于本步骤中根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙的采样时间点对应的第三权重值，可以参考第一种确定待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值的方法中的步骤三，在此不做赘述。

步骤四：根据预设的样条插值算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值。

在实施时，当待重建的三维信道中的被测设备是非匀变速运动时，求解待重建的三维信道模型中的每个探头在所述固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值无法是一个统一的计算公式，来求解多个固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值，那么，就需要分别求解每一个固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值，具体的，可以采用如下公式计算每个固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值：

假设每个固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值的计算函数为s(x)，那么，s(x)在固定时隙的0到n个采样时间点的二阶导数值为：

s″i(xi)＝mj

那么在区间[xj-1,xj]上，s″j(xi)显然是线性函数，且知：

s″i(xi-1)＝mj-1

s″i(xi)＝mj

那么显然可以由线性插值，得到每一段区间s″i(xi)的线性表达式。积分两次，即可得到sj(x)，可以得到这一固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值。

进一步的，对下一段固定时隙之间的各采样时间点进行上述操作，通过局部拟合来得到不同时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值。

s206，根据预设的第二空间相关性计算公式和待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定第二空间相关性。

在实施时，可以将上述步骤s206中确定出的待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值，带入到步骤s204中提供的确定第二空间相关性计算公式，计算出第二空间相关性。

s207，根据预设的相关系数计算公式，确定第一空间相关性和第二空间相关性之间的相关系数。

在实施时，相关系数的计算公式可以表示为如下公式：

其中，x为第二空间相关性，y为第一空间相关性，var[x]为x的方差，var[y]为y的方差，cov(x,y)为x，y的协方差，i为采用时间点数量，i的取值可以为1，2，…，n。

s208，若相关系数满足预设条件，则基于待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定待重建的三维信道模型。

其中，预设条件为第一空间相关性和第二空间相关性之间的相关系数的阈值为0.8。

在实施时，如果步骤s207中第一空间相关性和第二空间相关性之间的相关系数r(x,y)小于0.8，则该相关系数不满足预设条件，则执行步骤s205，将预设初始固定时隙减小至二分之一，重新计算待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值；如果步骤s207中第一空间相关性和第二空间相关性之间的相关系数r(x,y)大于或等于0.8，则该相关系数满足预设条件，将上述步骤s205中计算出的待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定为待重建的三维信道模型中各探头的权重值。

本发明实施例提供了一种基于多探头暗室的三维信道重建的方法及装置，通过检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息；并根据预设的角度功率谱计算公式和第一空间相关性计算公式，确定信号角度信息对应的角度功率谱和第一空间相关性；将各采样时间点的信号角度信息的第一空间相关性和预设的第二空间相关性计算公式，组成权重约束方程组；根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值；根据预设的第二空间相关性计算公式和待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定第二空间相关性；根据预设的相关系数计算公式，确定第一空间相关性和所述第二空间相关性之间的相关系数；若相关系数满足预设条件，则基于待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定待重建的三维信道模型。可见，在本发明实施例中，总结出了一套适用于三维球面信道模型设备方案的实施流程，以提高三维球面信道模型的仿真效果。

与图2所示的方法实施例相对应，图4为本发明实施例提供的一种基于多探头暗室的三维信道重建的装置的结构示意图，该装置可以包括：

检测模块401，用于检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息；

角度功率谱确定模块402，用于根据预设的角度功率谱计算公式，确定信号角度信息对应的角度功率谱；

第一空间相关性确定模块403，用于根据预设的第一空间相关性计算公式和所述角度功率谱，确定信号角度信息对应的第一空间相关性；

权重约束方程组组成模块404，用于将各采样时间点的信号角度信息的第一空间相关性和预设的第二空间相关性计算公式，组成权重约束方程组；

权重值得到模块405，用于根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值；

第二空间相关性确定模块406，用于根据预设的第二空间相关性计算公式和待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定第二空间相关性；

相关系数确定模块，用于根据预设的相关系数计算公式，确定第一空间相关性和第二空间相关性之间的相关系数；

待重建的三维信道模型确定模块406，用于若相关系数满足预设条件，则基于待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定待重建的三维信道模型。

在本发明实施例中，上述信号角度信息中可以包括待重建的三维信道在各采样时间点的垂直维度角度信息和水平维度角度信息。

在本发明实施例中，上述检测模块，可以包括：

三维坐标系建立子模块，用于基于待重建信道的模拟场景，以移动的被测设备为原点，建立三维坐标系；

信号角度信息确定子模块，用于根据被测设备在待重建信道的模拟场景中的运动速度和运动轨迹，确定所述被测设备在各采样时间点的信号角度信息。

在本发明实施例中，上述权重值得到模块，可以包括：

第一判断子模块，用于判断待重建的三维信道中的被测设备是否为匀变速运动；

第一固定时隙之间信号角度信息确定子模块，用于若待重建的三维信道的被测设备是匀变速运动，则确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息；

第一权重值得到子模块，用于根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙的采样时间点对应的第一权重值；

第二权重值得到子模块，用于根据预设的趋势面光滑差值算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第二权重值。

在本发明实施例中，上述权重值得到模块，可以包括：

第二判断子模块，用于判断待重建的三维信道中的运被测设备是否为非匀变速运动；

第二固定时隙之间信号角度信息确定子模块，用于若待重建的三维信道中的被测设备是非匀变速运动，则确定固定时隙的采样时间点对应的信号角度信息和固定时隙之间的各采样时间点对应信号角度信息；

第三权重值确定子模块，用于根据预设的凸优化算法，求解所述权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙的采样时间点对应的第三权重值；

第四权重值确定子模块，用于根据预设的样条插值算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在固定时隙之间的各采样时间点对应的第四权重值。

关于该方法各个步骤的具体实现以及相关解释内容可以参见上述图2所示的方法实施例，在此不做赘述。

本发明实施例提供了一种基于多探头暗室的三维信道重建的装置，通过检测待重建的三维信道在各采样时间点的信号角度信息；并根据预设的角度功率谱计算公式和第一空间相关性计算公式，确定信号角度信息对应的角度功率谱和第一空间相关性；将各采样时间点的信号角度信息的第一空间相关性和预设的第二空间相关性计算公式，组成权重约束方程组；根据预设的凸优化算法，求解权重约束方程组，得到待重建的三维信道模型中的每个探头在各采样时间点对应的权重值；根据预设的第二空间相关性计算公式和待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定第二空间相关性；根据预设的相关系数计算公式，确定第一空间相关性和所述第二空间相关性之间的相关系数；若相关系数满足预设条件，则基于待重建的三维信道模型中的每个探头的权重值，确定待重建的三维信道模型。可见，在本发明实施例中，总结出了一套适用于三维球面信道模型设备方案的实施流程，以提高三维球面信道模型的仿真效果。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheralcomponentinterconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一基于多探头暗室的三维信道重建方法的步骤。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一基于多探头暗室的三维信道重建方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围。