多通道收发系统的信道特性估计方法和装置与流程

本申请涉及通信，具体涉及一种多通道收发系统的信道特性估计方法和装置。

背景技术：

1、随着电子技术的进步和需求的提高，传统的单通道电磁波收发系统已逐步向多通道、阵列化方向发展。大规模多输入多输出技术是下一代移动通信系统的关键技术之一，具有能量效率高、频谱效率高及性能稳定等优势。随着天线数量的增加、工作带宽的提升，大规模阵列收发系统的信道估计复杂度不断提高，现有的信道估计算法所需计算资源大、耗费时间长、估计精度不高、无法快速、高精度获得信道的线性与非线性失真特性，不能满足未来大规模阵列化电磁波通信、感知系统对信道估计方法的要求。

技术实现思路

1、本申请旨在提供一种多通道信道特性估计方法和装置，针对多通道收发系统，解决信道线性与非线性失真特性快速、高精度估计问题。

2、依据本申请的第一方面，提出了一种多通道收发系统的信道特性估计方法，所述方法包括步骤：

3、s1，获得所述多通道收发系统的系统参数，所述系统参数包括发射通道数ntx、接收通道数nrx、系统工作起始频率fstart和终止频率fend、基带采样率fs、以及需要抵消的最大互调非线性阶数i；

4、s2，设置训练波形的波形参数；

5、s3，根据设置的波形参数，将各发射通道的训练波形设计为不同的非均匀梳状谱；

6、s4，控制所有发射通道同时发射一次各自的训练波形，并由所有接收通道同时接收，对所述多通道收发系统进行训练，获得各接收通道输出结果；

7、s5，根据各接收通道输出结果提取各发射通道至各接收通道的线性失真特性，进而根据线性失真特性计算各发射通道至各接收通道对应的等效fir滤波器系数；

8、s6，对各接收通道和各发射通道依次计算互调非线性失真频谱值位置；

9、s7，根据各接收通道的互调非线性失真频谱值位置提取其互调非线性失真特性，进而根据各接收通道的互调非线性失真特性计算各接收通道对应的等效volterra滤波器系数；

10、s8，根据各发射通道的互调非线性失真频谱值位置提取其互调非线性失真特性，进而根据各发射通道的互调非线性失真特性计算各发射通道对应的等效volterra滤波器系数。

11、依据本申请的第二方面，提出了一种多通道收发系统的信道特性估计装置，所述装置包括：

12、系统参数获取单元，用于获得所述多通道收发系统的系统参数，所述系统参数包括发射通道数ntx、接收通道数nrx、系统工作起始频率fstart和终止频率fend、基带采样率fs、以及需要抵消的最大互调非线性阶数i；

13、波形参数设置单元，用于设置训练波形的波形参数；

14、训练波形设计单元，用于根据设置的波形参数，将各发射通道的训练波形设计为不同的非均匀梳状谱；

15、训练单元，用于控制所有发射通道同时发射一次各自的训练波形，并由所有接收通道同时接收，对所述多通道收发系统进行训练，获得各接收通道输出结果；

16、线性失真等效模型构建单元，用于根据各接收通道输出结果提取各发射通道至各接收通道的线性失真特性，进而根据线性失真特性计算各发射通道至各接收通道对应的等效fir滤波器系数；

17、非线性失真频谱值位置计算单元，用于对各接收通道和各发射通道依次计算互调非线性失真频谱值位置；

18、接收通道非线性失真模型构建单元，用于根据各接收通道的互调非线性失真频谱值位置提取其互调非线性失真特性，进而根据各接收通道的互调非线性失真特性计算各接收通道对应的等效volterra滤波器系数；

19、发射通道非线性失真模型构建单元，用于根据各发射通道的互调非线性失真频谱值位置提取其互调非线性失真特性，进而根据各发射通道的互调非线性失真特性计算各发射通道对应的等效volterra滤波器系数。

20、依据本申请的第三方面，提出了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述的方法。

21、本申请实施例采用上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

22、本申请实施例通过使用特殊构造的非均匀梳状谱作为训练信号，多通道收发系统的多个发射通道只需同时发射一次不同的训练波形，并由多个接收通道同时接收，即可通过计算获得多个收发通道之间的线性失真特性以及各个收发通道的互调非线性失真特性，并构建等效模型，能够大大降低多通道系统的信道估计时间和资源消耗。相较于传统多个通道逐一发射扫频单音的训练方法，本申请实施例带来的有益效果包括：

23、1)传统方法所需时间随通道数成倍增加，而本申请方法占用时间与通道数无关。对于大规模收发系统，能够极大地减少训练过程的占用时间。

24、2)传统方法仅能获取线性失真，本申请方法可以通过一次训练过程同时获得工作频段内的各通道的线性失真分量和互调非线性失真分量。

25、3)发射通道和接收通道各自的互调非线性失真特性可以通过同一次训练过程分别获得，有利于分别对发射通道和接收通道进行非线性失真校正，满足实际需求。

26、4)适用于宽带系统，可以根据工作带宽和精度要求，灵活调整训练波形中的频率间隔，且不增加训练耗时。

27、5)对于工作时多通道同时发射或接收的系统，相较于单个通道依次独立工作，其功放工作点、天线单元耦合参数等会影响信道特性，使得系统工作状态发生改变，本申请所提出方法可以获得多个通道同时发射或接收时的信道特性，更接近实际工作状态，从而能实现更高训练精度。

28、6)本申请方法的计算步骤均采用矩阵运算形式，有利于采用并行计算架构高效运算。

技术特征：

1.一种多通道收发系统的信道特性估计方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s5中根据各接收通道输出结果提取各发射通道至各接收通道的线性失真特性，具体包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤s5中根据线性失真特性计算各发射通道至各接收通道对应的等效fir滤波器系数，具体包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s6具体包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

9.一种多通道收发系统的信道特性估计装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结
本申请公开了一种多通道收发系统的信道特性估计方法和装置。方法包括：获得多通道收发系统的系统参数；设置训练波形的波形参数；将各发射通道的训练波形设计为不同的非均匀梳状谱；控制所有发射通道同时发射一次各自的训练波形，并由所有接收通道同时接收，对多通道收发系统进行训练，获得各接收通道输出结果；根据各接收通道输出结果提取各发射通道至各接收通道的线性失真特性并计算对应的等效FIR滤波器系数；对各接收通道和各发射通道依次计算互调非线性失真频谱值位置；分别提取各接收通道和发射通道的互调非线性失真特性并计算对应的等效Volterra滤波器系数。本申请降低了信道估计时间，且线性失真和互调非线性失真可以通过一次训练过程同时获得。

技术研发人员：陈加锐,陈顺阳,朱嘉慧,朱梦磊,郑广琦,胡俊杰,朱辉杰
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三十六研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24