Td-lte系统无线信道响应测量方法及装置的制造方法

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Td-lte系统无线信道响应测量方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域,具体涉及一种ID-LTE系统无线信道响应测量方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着世界范围内_速铁路的飞速发展,_铁系统本身以及_铁乘客对_铁宽带无 线通信提出的更高的需求。针对这一趋势,建立高铁1D-LTE系统无线信道模型,特别是其 快衰落模型,在高铁宽带无线通信系统的研究、分析、设计与优化中具有非常重要的意义与 价值。而且,所使用信道模型的准确与否直接影响高铁宽带无线通信的性能。为了保证高 铁宽带无线信道模型的准确和有效,需要对高铁1D-LTE系统无线通信信号实际经历的无 线信道特征与参数进行准确的测量。
[0003] 高铁TD-LTE系统使用正交频分复用(0FDM)信号作为信息的载体,对频率偏移很 敏感;同时,0FDM信号传输需要经历复杂的多径环境,对时间延迟也比较敏感;因此,信道 测量需要兼顾时域和频域的分辨率。然而,在无线信道测量领域,主要存在和使用的是时域 和频域两种测量方法。其中,时域测量方法利用接收信号与激励脉冲信号模板之间的相关 性,提取无线信道的多径延迟特征,主要存在的问题是:为了获取准确的多径信号时间延迟 量,必须使用很窄的激励脉冲信号,一方面给接收信号的测量带来困难,另一方面使得测量 结果在频域的分辨率不足,使根据该测量结果最终得到的无线信道冲击响应强度值在频域 上参考价值有限。而频域测量方法利用接收信号频谱的反变换导出多径延迟特征,降低了 接收信号测量过程中的难度,其主要存在的问题是:对接收信号进行频谱测量时需要扫描 频率,在扫频过程中,信道的快衰落特征有可能发生比较大的变化,使得测量结果在时域上 的分辨率不足,使根据该测量结果最终得到的无线信道冲击响应强度值在时域上参考价值 有限。目前,还没有针对高铁ID-LTE系统同时保证其时域和频域分辨率,从而无法在时域 和频域获取到准确测量结果的问题。

【发明内容】

[0004] 本发明要解决的主要技术问题是,提供一种ID-LTE系统无线信道响应测量方法 及装置,解决现有对高铁1D-LTE系统无线信道响应进行测量不能同时在时域和频域获取 到准确结果的问题。
[0005] 为解决上述问题,本发明提供一种ID-LTE系统无线信道响应测量方法,所述 ID-LTE系统具有多径无线信道,相对地面的速度大于等于300千米每小时;所述无线信道 响应测量方法包括:
[0006] 根据所述ID-LTE系统的正交频分复用信号的符号带宽和符号周期确定测量子载 波频点和测量采样时刻;
[0007] 在所述测量子载波频点上根据所述测量采样时刻生成线性调频脉冲测量信号;
[0008] 将所述线性调频脉冲测量信号处理后输入所述ID-LTE系统的无线信道;
[0009] 在相应的子载波频点上接收经所述ID-LTE系统输出的线性调频脉冲测量信号并 得到接收的线性调频脉冲测量信号的自相关值;
[0010] 根据所述自相关值得到所述正交频分复用信号载波中心频点的频偏和时延;
[0011] 基于得到的频偏和时延进行无线信道响应合成处理得到无线信道冲击响应强度 值。
[0012] 在本发明的一种实施例中,基于得到的频偏和时延进行无线信道响应合成处理得 到无线信道冲击响应强度值之前,还包括:
[0013] 根据所述载波中心频点的频偏和时延推算所述正交频分复用信号符号带宽内至 少一个其他子载波频点的频偏和时延。
[0014] 在本发明的一种实施例中,根据所述正交频分复用信号的符号带宽和符号周期确 定测量子载波频点和测量采样时刻包括:
[0015] 在所述正交频分复用信号的符号带宽内均匀选择Nf个子载波频点作为测量子载 波频点,所述Nf大于等于1;
[0016] 在所述正交频分复用信号的符号周期内均匀选择Nt个采样时刻作为测量采样时 亥IJ,所述队大于等于1。
[0017] 在本发明的一种实施例中,在所述测量子载波频点上根据所述测量采样时刻生成 线性调频脉冲测量信号包括:
[0018] 在每个测量子载波频点上,在每个测量采样时刻生成一个线性调频脉冲测量信 号;生成的线性调频脉冲测量信号的频域宽和时域宽度分别小于等于所述正交频分复用信 号的子载波带宽和奈奎斯特采样周期。
[0019] 在本发明的一种实施例中,将所述线性调频脉冲测量信号处理后输入所述TD-LTE 系统的无线信道包括:
[0020] 利用NfXNt阶二维扰码C对所述线性调频脉冲测量信号进行调制得到激励信号, 所述NfXNt阶二维扰码C中的元素、n为+1或-1 ;所述m大于等于0,小于等于Nf-1 ;所述 n大于等于0,小于等于Nt-1 ;
[0021] 将得到的激励信号输入所述TD-LTE系统的无线信道。
[0022] 在本发明的一种实施例中,在相应的子载波频点上接收经所述TD-LTE系统输出 的线性调频脉冲测量信号并得到接收的线性调频脉冲测量信号的自相关值包括:
[0023] 设置Nf+2N个信号接收器,所述Nf为选择的子载波频点个数;所述N为对所述正 交频分复用信号的最大频偏值除以所述正交频分复用信号的子载波带宽得到的值进行取 整;
[0024] 利用所述信号接收器在相应的子载波频点上接收经所述ID-LTE系统输出的线性 调频脉冲测量信号并输出接收的线性调频脉冲测量信号的自相关值R。
[0025] 在本发明的一种实施例中,根据所述自相关值得到所述正交频分复用信号载波中 心频点的频偏和时延包括:
[0026] 利用所述NfXNt阶二维扰码C对所述自相关值R进行时域和频域的二维滑动相关 计算,得到所述正交频分复用信号载波中心频点的频偏f和时延t。
[0027] 在本发明的一种实施例中,根据所述载波中心频点的频偏推算所述正交频分复用 信号符号带宽内至少一个其他子载波频点的频偏和时延为:根据所述载波中心频点的频偏 和时延推算所述正交频分复用信号符号带宽内其他所有子载波频点的频偏和时延。
[0028] 在本发明的一种实施例中,根据所述载波中心频点的频偏推算所述正交频分复用 信号符号带宽内其他所有子载波频点的频偏包括:
[0029] 根据所述频偏f,利用多普勒频偏理论计算公式计算得到所述激励信号的到达角 f:
[0030]
[0031] 所述F。为所述载波中心频点频率,所述f为正交频分复用信号载波中心频点的频 偏,所述v为所述1D-LTE系统当前的速度,所述c为光速;
[0032] 取所述激励信号在各子载波频点上的到达角都为梦,将该到达角识带入多普勒频 偏理论计算公式得到各子载波频点上频偏值:
[0033]
[0034] 所述Fk为所述各子载波频点的频率,所述fk为各子载波频点的频偏,所述k大于 等于1,小于等于所述正交频分复用信号符号带宽内的子载波频点个数。
[0035] 在本发明的一种实施例中,根据所述载波中心频点的时延推算所述正交频分复用 信号符号带宽内其他所有子载波频点的时延包括:
[0036] 取所述正交频分复用信号符号带宽内各子载波频点的时延都等于t。在本发明的 一种实施例中,基于得到的所有子载波频点的频偏和时延进行无线信道响应合成处理得到 无线信道冲击响应强度值包括:
[0037] 根据多普勒频偏的数据对经典多径信道模型进行无线信道合成处理:
[0038]
[0039] 所述h(t,t)为无线信道冲击响应强度值,所述p表示时延个数,所述k表示频偏 个数,所述Wpk为第p个时延、第k个频偏的多径信号分量的信号强度值;所述fkl为第kl个 频偏,所述kl大于等于1,小于等于所述K;所述tpl为第pi个时延,所述pi大于等于1, 小于等于所述P;所述S(t_Tp)为时刻t输入的单位脉冲信号在时延^处的响应脉冲, t为当前测量的时刻。
[0040] 为了解决上述问题,本发明还提供了一种ID-LTE系统无线信道响应测量装置,所 述ID-LTE系统具有多径无线信道,相对地面的速度大于等于300千米每小时;所述测量装 置包括测量参数确定模块、测量信号生成模块、测量信号处理模块、测量信号接收模块、第 一计算模块和合成处理模块;
[0041] 所述测量参数确定模块用于根据所述ID-LTE系统的正交频分复用信号的符号带 宽和符号周期确定测量子载波频点和测量采样时刻;
[0042] 所述测量信号生成模块用于在所述测量子载波频点上根据所述测量采样时刻生 成线性调频脉冲测量信号;
[0043] 所述测量信号处理模块用于将所述线性调频脉冲测量信号处理后输入所述 TD-LTE系统的无线信道;
[0044] 所述测量信号接收模块用于在相应的子载波频点上接收经所述ID-LTE系统输出 的线性调频脉冲测量信号并得到接收的线性调频脉冲测量信号的自相关值;
[0045] 所述第一计算模块用于根据所述自相关值得到所述正交频分复用信号载波中心 频点的频偏和时延;<
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