CN102307165B - 一种信道参数估计方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道参数估计方法和系统，所述方法包括以下步骤：步骤A：利用波束成形法对信道进行初始化，获得信道参数集的初始值，确定初始化的径数量；步骤B：在时延域上划分多径包，基于所述信道参数集的初始值，以多径包的方式对所述初始化径数量的径进行参数估计，得到所选取的每条径的参数集；步骤C：基于所估计的所述每条径的参数集，判断该径是否被舍弃。本发明的方法和系统，更符合宽带系统中径以簇存在的传播机理，适用于处理大量的数据，提高了运算速率。

Description

一种信道参数估计方法和系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及对无线通信信道的参数估计。

背景技术

移动通信的发展日新月异，从第一代蜂窝移动通信系统到目前广泛研究的第四代高级国际移动通信(IMT-Advanced)系统，系统的传输速率不断提高，带宽不断增加，信道在时延、路径损耗、空时相关性、频率选择性等诸多方面都会表现出新的特性，这对于系统设计将提出新的挑战。因此，研究无线信道传播特性是研究未来移动通信技术的前提与关键。

在实际的各种地理环境中进行无线信道的测量工作是了解真实信道特征的最佳途径，被世界各国广泛采用。从信道测量结果中进行参数估计是分析信道特性的关键步骤。准确的信道测量与参数估计能够准确反映真实传播环境中的信道特性，从而可以建立合适的信道模型，为无线通信系统中的传输技术、资源管理和网络规划等研究提供参考和依据。

目前，针对宽带信道参数估计，常用的方法有：波束成形方法、子空间法及由最大似然估计准则衍生出来的算法：期望最大化算法(EM)和空间交替广义期望最大化算法(SAGE)。以上各种方法都有各自的优缺点，例如子空间法的运算复杂度要比波束成形方法大，SAGE算法对弱径的估计能力比较弱等。

发明内容

为了解决上述参数估计中存在的问题，更加准确、有效地进行参数估计，本发明提供了一种信道参数估计方法，利用波束成形方法进行初始化，径参数估计主循环采用期望最大化(EM)算法。

本发明提供了一种信道参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：利用波束成形法对信道进行初始化，获得信道参数集的初始值，确定初始化的径数量；步骤B：在时延域上划分多径包，基于所述信道参数集的初始值，以多径包的方式对所述初始化径数量的径进行参数估计，得到所选取的每条径的参数集；步骤C：基于所估计的所述每条径的参数集，判断该径是否被舍弃。

进一步，该方法还包括，所述步骤A中的初始化具体包括：根据测量得到的信道冲击响应矩阵计算空间相关矩阵，根据完全空间相关矩阵得到双角度功率谱，然后依次得到离开角的水平角、离开角的垂直角、到达角的水平角和到达角的垂直角的估计值、多普勒初始值、极化复幅度矩阵。

进一步，该方法还包括，在所述步骤A中，采用Bartlett波束成形法根据空间相关矩阵确定角度功率谱。

进一步，该方法还包括，所述步骤A中，信道参数集的初始值包括：径时延值、离开角的水平角、离开角的垂直角、到达角的水平角、到达角的垂直角、多普勒值和/或极化复幅度矩阵。

进一步，该方法还包括，所述步骤A中，所述确定初始化的径数量具体包括：确定信道的径总数，将所有径按功率从大到小进行排序，选取预定数量的径作为初始化的径。

进一步，该方法还包括，所述步骤B中，对径参数进行估计具体包括：基于所述信道参数集的初始值和完备信号的条件期望值，以划分多径包的方式通过迭代方式估计每条径的参数。

进一步，该方法还包括，通过对完备信号的似然函数求最大值对每条径的参数进行估计，将似然函数为最大值时的径参数作为每条径的参数估计值。

进一步，该方法还包括，所述步骤C中，所述预设条件为：计算每条径功率，将径功率低于功率延时阈值的径舍弃；和/或，为计算天线阵元对每条径产生的增益，将增益小于径平均增益预定比例的径舍弃。

进一步，该方法还包括，采用期望最大化方法进行径的参数估计。

本发明还提供了一种信道参数估计系统，其特征在于，包括以下单元：初始化单元：其利用波束成形法对信道进行初始化，获得信道参数集的初始值，确定初始化的径数量；参数估计单元：其在时延域上划分多径包，基于所述信道参数集的初始值，以多径包的方式对所述初始化径数量的径进行参数估计，得到所选取的每条径的参数集；有效性验证单元：其基于所估计的所述每条径的参数集，判断该径是否被舍弃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明公开的信道参数估计方法和系统在初始化时采用了波束成形的方法，提高了对弱径的估计能力，更符合宽带系统中径以簇存在的传播机理。主循环时采用期望最大化方法，适用于处理大量的数据。通过划分多径包的方式对经参数并行估计，提高了运算速率。此外，本发明还进一步对搜索到的径的进行了有效性验证。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施例一的信道参数估计方法的流程图；

图2是根据本发明实施例一的对信道参数进行初始化的流程图；

图3是根据本发明实施例一的信道参数估计的主循环流程示意图；

图4是根据本发明实施例一的信道参数估计方法的径有效性验证流程示意图；

图5是根据本发明实施例一的在功率延时谱上划分多径包的示意图；

图6是根据本发明实施例二的信道参数估计系统的结构图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

图1是根据本发明实施例一的信道参数估计方法的流程图，下面参照图1详细说明该方法的各步骤。

步骤S110，利用波束成形法对信道参数进行初始化，确定初始化的径数量。

本步骤对信道的径进行初始化，得到径的参数的初始值。根据测量得到的信道冲击响应矩阵计算(完全)空间相关矩阵，得到双角度功率谱，然后依次得到四个角度(离开角的水平角、离开角的垂直角、到达角的水平角和到达角的垂直角)的估计值、多普勒初始值、极化复幅度矩阵，最终得到所有参数的初始值，形成初始参数集。同时，也对径的总数进行初始化。

图2根据本发明实施例一的对信道参数进行初始化的流程图。下面参照图2具体说明初始化的各步骤：

步骤1110，根据信道矩阵定义空间相关矩阵。

在不同的输入输出系统中，相关矩阵的表达方式也不同，具体公式如下：

在多入多出(MIMO)系统中，空间相关矩阵R_H为：

$R_H\left({\mathrm{\τ}}_k\right)=\frac{1}{I}\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{vec}\left(H_i\left({\mathrm{\τ}}_k\right)\right)\mathrm{vec}{\left(H_i\left({\mathrm{\τ}}_k\right)\right)}^H---\left(1\right)$

其中，I表示在第k个时延τ_k上信道矩阵的采样点数，H_i(τ_k)表示在第τ_k个时延上第i个采样点的信道矩阵，vec(·)表示矩阵按列向量化，表示共轭转置。

在多入单出(MISO)系统中，发送端空间相关矩阵R为：

$R\left({\mathrm{\τ}}_k\right)=\frac{1}{I}\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i{\left({\mathrm{\τ}}_k\right)}^H{h}_i\left({\mathrm{\τ}}_k\right)---\left(2\right)$

其中h_i表示在时延τ_k上第i个采样点的信道矩阵(向量)。

在单入多出(SIMO)系统中，接收端空间相关矩阵R为：

$R\left({\mathrm{\τ}}_k\right)=\frac{1}{I}\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i\left({\mathrm{\τ}}_k\right)h_i{\left({\mathrm{\τ}}_k\right)}^H---\left(3\right)$

步骤1120，根据得到的空间相关矩阵，利用Bartlett(巴特利特)波束成形法得到双角度功率谱，其中的双角度指离开角和到达角。

在MIMO系统中，公式如下：

$P({\mathrm{\τ}}_k,{\mathrm{\Ω}}_1,{\mathrm{\Ω}}_2)=\frac{\tilde{a}{({\mathrm{\Ω}}_1,{\mathrm{\Ω}}_2)}^H{R}_H\left({\mathrm{\τ}}_k\right)\tilde{a}({\mathrm{\Ω}}_1,{\mathrm{\Ω}}_2)}{\tilde{a}{({\mathrm{\Ω}}_1,{\mathrm{\Ω}}_2)}^H\tilde{a}({\mathrm{\Ω}}_1,{\mathrm{\Ω}}_2)}---\left(4\right)$

其中Ω₁，Ω₂为归一化向量，均可用下式表示：

Ω_k＝[cos(φ_k)sin(θ_k)，sin(φ_k)sin(θ_k)，cos(θ_k)](k＝1，2)，其中，1和2表示发送和接收天线，φ_k，θ_k分别为水平角和垂直角；表示克罗内克积； $\tilde{c}\left({\mathrm{\Ω}}_1\right)=|c_{\mathrm{1,1}}\left({\mathrm{\Ω}}_1\right)+c_{\mathrm{1,2}}\left({\mathrm{\Ω}}_1\right)|,\tilde{c}\left({\mathrm{\Ω}}_2\right)=|c_{\mathrm{2,1}}\left({\mathrm{\Ω}}_2\right)+c_{\mathrm{2,2}}\left({\mathrm{\Ω}}_2\right)|,$ 其中c_1，1(Ω₁)，c_1，2(Ω₁)，c_2，1(Ω₂)，c_2，2(Ω₂)为四个不同极化天线响应矢量，其中第一个下标1和2表示发送或接收天线，第二个下标1和2表示水平或垂直。

MISO系统中，在发送端进行单边的波束成形：

$P({\mathrm{\τ}}_k,{\mathrm{\Ω}}_1)=\frac{\tilde{c}{\left({\mathrm{\Ω}}_1\right)}^{H}R\left({\mathrm{\τ}}_k\right)\tilde{c}\left({\mathrm{\Ω}}_1\right)}{\tilde{c}{\left({\mathrm{\Ω}}_1\right)}^H\tilde{c}\left({\mathrm{\Ω}}_1\right)}---\left(5\right)$

SIMO系统中，在接收端进行单边的波束成形：

$P({\mathrm{\τ}}_k,{\mathrm{\Ω}}_2)=\frac{\tilde{c}{\left({\mathrm{\Ω}}_2\right)}^{H}R\left({\mathrm{\τ}}_k\right)\tilde{c}\left({\mathrm{\Ω}}_2\right)}{\tilde{c}{\left({\mathrm{\Ω}}_2\right)}^H\tilde{c}\left({\mathrm{\Ω}}_2\right)}---\left(6\right)$

步骤1130，求取使角度功率谱达到极大值的四个角度。

在MIMO系统中：

$({\mathrm{\φ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\φ}}_{2,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{2,k}^{\left(0\right)})=\arg \underset{(\mathrm{\φ},\mathrm{\θ})}{\max }\left\{P({\mathrm{\τ}}_k^{\left(0\right)},{\mathrm{\Ω}}_1,{\mathrm{\Ω}}_2)\right\}---\left(7\right)$

在MISO系统中：

$({\mathrm{\φ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\φ}}_{2,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{2,k}^{\left(0\right)})=\arg \underset{(\mathrm{\φ},\mathrm{\θ})}{\max }\left\{P({\mathrm{\τ}}_k^{\left(0\right)},{\mathrm{\Ω}}_1)\right\}---\left(8\right)$

在SIMO系统中：

$({\mathrm{\φ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\φ}}_{2,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{2,k}^{\left(0\right)})=\arg \underset{(\mathrm{\φ},\mathrm{\θ})}{\max }\left\{P({\mathrm{\τ}}_k^{\left(0\right)},{\mathrm{\Ω}}_2)\right\}---\left(9\right)$

其中，分别表示离开角的水平角、离开角的垂直角、到达角的水平角、到达角的垂直角。

步骤1140，计算得到多普勒初始值。

多普勒初始值计算公式如下：

$f_{d,k}^{\left(0\right)}=\arg \underset{f_d}{\max }\left\{\right|\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-j2\mathrm{\π}{f}_{d,k}{t}_{i,n,m})\·$

$\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}({\stackrel{\‾}{c}}_{\mathrm{1,1}}{(m,{\mathrm{\φ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{1,k}^{\left(0\right)})}^{*}+{\stackrel{\‾}{c}}_{\mathrm{1,2}}{(m,{\mathrm{\φ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{1,k}^{\left(0\right)})}^{*})\·$

(10)

$\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}({\stackrel{\‾}{c}}_{\mathrm{2,1}}{(n,{\mathrm{\φ}}_{2,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{2,k}^{\left(0\right)})}^{*}+{\stackrel{\‾}{c}}_{\mathrm{2,2}}{(n,{\mathrm{\φ}}_{2,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{2,k}^{\left(0\right)})}^{*})$

${\∫}_0^{T_{\mathrm{sc}}}y(t+t_{i,n,m})u^{*}(t-{{\mathrm{\τ}}_k}^{\left(0\right)})\mathrm{dt}{|}^2\}$

其中，表示各归一化的天线响应矢量，M为发送天线数，N为接收天线数，y(t)为接收端观测到的数据，即信道冲击响应，表示伴随矩阵，j是复数单位，t_i，n，m表示第m个发送天线和第n个接收天线之间第i个信道样本的起始时间，u是发送的信号，T_sc是接收端每个码的持续时间，表示延时的初始估计值。

步骤1150，计算得到极化复幅度矩阵。

极化复幅度矩阵的计算公式如下：

${\mathrm{\α}}_k^{\left(0\right)}={\left({\mathrm{IPT}}_{\mathrm{sc}}\right)}^{-1}D{({\mathrm{\Ω}}_{2,k},{\mathrm{\Ω}}_{1,k})}^{-1}f\left({\widetilde{\mathrm{\β}}}_k^{\left(0\right)}\right)---\left(11\right)$

其中P为发送信号功率，D(Ω_2，k，Ω_1，k)的表达式为：

$D({\mathrm{\Ω}}_{2,k},{\mathrm{\Ω}}_{1,k})=[C_2{\left({\mathrm{\Ω}}_{2,k}\right)}^H\·C_2\left({\mathrm{\Ω}}_{2,k}\right)]\⊗[C_1{\left({\mathrm{\Ω}}_{1,k}\right)}^H\·C_1\left({\mathrm{\Ω}}_{1,k}\right)]---\left(12\right)$

其中，C_k(Ω)＝[c_k，1(Ω)，c_k，2(Ω)](k＝1，2)，表示由c_k，1(Ω)，c_k，2(Ω)所组合的向量，Ω_2，k，Ω_1，k分别为在时延τ_k上的归一化向量。

表示部分参数集，表达式为：

${\widetilde{\mathrm{\β}}}_k^{\left(0\right)}=\{{\mathrm{\τ}}_k^{\left(0\right)},{\mathrm{\φ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{1,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\φ}}_{2,k}^{\left(0\right)},{\mathrm{\θ}}_{2,k}^{\left(0\right)},f_{d,k}^{\left(0\right)}\}---\left(13\right)$

的表达式为：

$f\left({\widetilde{\mathrm{\β}}}_k^{\left(0\right)}\right)=\left[\begin{array}{c}{c}_{\mathrm{2,1}}{\left({\mathrm{\Ω}}_{2,k}\right)}^H{X}_k({\mathrm{\τ}}_k,f_{d,k})c_{\mathrm{1,1}}{\left({\mathrm{\Ω}}_{1,k}\right)}^{*}\\ c_{\mathrm{2,1}}{\left({\mathrm{\Ω}}_{2,k}\right)}^H{X}_k({\mathrm{\τ}}_l,f_{d,k})c_{\mathrm{1,2}}{\left({\mathrm{\Ω}}_{1,k}\right)}^{*}\\ c_{\mathrm{2,2}}{\left({\mathrm{\Ω}}_{2,k}\right)}^H{X}_k({\mathrm{\τ}}_k,f_{d,k})c_{\mathrm{1,1}}{\left({\mathrm{\Ω}}_{1,k}\right)}^{*}\\ c_{\mathrm{2,2}}{\left({\mathrm{\Ω}}_{2,k}\right)}^H{X}_k({\mathrm{\τ}}_k,f_{d,k})c_{\mathrm{1,2}}{\left({\mathrm{\Ω}}_{1,k}\right)}^{*}\end{array}\right]---\left(14\right)$

其中X_k(τ_k，f_d，k)是一个基于TDM-MIMO结构的M×N维矩阵，表达式为：

$X_k({\mathrm{\τ}}_k,f_{d,k})=\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-j2\mathrm{\π}{f}_{d,k}{t}_{i,n,m})\·\underset{0}{\overset{T_{\mathrm{sc}}}{\∫}}{u}^{*}(t-{\mathrm{\τ}}_k)x_k(t+t_{i,n,m})\mathrm{dt}---\left(15\right)$

于是得到了所有参数的初始值，构成初始参数集表达式为：

步骤1160，初始化径数量。在参数初始化的同时对径总数也进行初始化，具体的，在每个时延τ_k(k＝1，…，K)上取空间谱上ε个极大值对应的径参数，那么径总数为εK，对这些初始径按功率，由大到小进行排序，其中功率是按照测量数据得到的信道冲击响应的模的平方得到的，选出前L条径作为最终的初始化径数量的结果，表达式如下：

以上为步骤S110对信道参数进行初始化的各个子步骤，经过步骤S110的各个子步骤后，得到符合要求的L条径以及这L条径的初始值。

步骤S120，以划分多径包的方式对选取的径进行参数估计，得到每条径的参数集。

在本步骤中，依据先前步骤获得的每条径的初始值，通过循环运算最后得出每条径的参数估计值，作为每条径的参数集。其中循环运算的终止条件可设为：当本次得到的参数估计与上次得到的相同则循环结束。也可设定最大循环次数以防止进入无限循环。

图3为根据本实施例的信道参数估计的主循环流程示意图。下面参照图3说明主循环流程各步骤，主循环流程具体包括以下步骤：

步骤S1210，根据前一次得到的β_l的估计值计算完备信号X_l(t)的条件期望值其中第一次循环时的初始估计值采用步骤S110中得到的初始化参数值，具体公式如下：

其中，E{·}表示条件期望，X_l(t)为信道冲击响应中第l条径的响应，Y(t)为所有的径组成的信道冲击响应，为已确定的径的信号。

步骤1220，划分多径包。如图5所示，将测量得到的信道冲击响应作为测量数据，对同一处多点采样的测量数据取平均值，根据该测量数据的平均值得到功率延时谱PDP，在功率时延阈值P_th(该功率时延阈值是功率的界限值，在这个界限以下的数据可认为是无效数据)之上寻找局部极大值点作为多径包的峰值，在局部极大值的左右寻找到局部极小值，用区间[τ_q，1，τ_q，2]表示第q个多径包的持续时间，如果相邻多径包的时延界是相同的，则τ_q，2＝τ_q+1，1。图5所示的PDP中划分了5个多径包。

步骤1230，以划分多径包的方式，根据先前求得的条件期望值，并行地对完备信号的似然函数求最大值，得出多径包中各条径的参数的估计值，具体公式如下：

${{\widehat{\mathrm{\β}}}_l}^{\′\′}={\left({\widehat{\mathrm{\β}}}_l\right)}_{\mathrm{ML}}\left({\hat{x}}_l\left(t\right)\right)---\left(19\right)$

其中表示本次迭代β_l估计值，β_l为与公式(17)组成相同的参数集；可通过以下两个公式求得：

${\left({\stackrel{\widehat{~}}{\mathrm{\β}}}_l\right)}_{\mathrm{XL}}\left(x_l\left(t\right)\right)=\underset{{\widetilde{\mathrm{\β}}}_l}{\arg \max }\left\{z({\widetilde{\mathrm{\β}}}_l;x_l\left(t\right))\right\}=\underset{{\widetilde{\mathrm{\β}}}_l}{\arg \max }\left\{f{\left({\widetilde{\mathrm{\β}}}_l\right)}^{H}D({\mathrm{\Ω}}_{2,l},{\mathrm{\Ω}}_{1,l})f\left({\widetilde{\mathrm{\β}}}_l\right)\right\}---\left(20\right)$

${\left({\widehat{\mathrm{\α}}}_l\right)}_{\mathrm{ML}}\left(x_l\left(t\right)\right)={\left({\mathrm{IPT}}_{\mathrm{sc}}\right)}^{-1}D{({\mathrm{\Ω}}_{2,l},{\mathrm{\Ω}}_{1,l})}^{-1}f\left({\widetilde{\mathrm{\β}}}_l\right)---\left(21\right)$

其中，是β_l中除去复幅度的其他所有参数的集合，通过公式(20)求得通过公式(21)求得复幅度，两部分共同组成了参数集合β_l(估计值)。

得到各个参数的估计值。判断是否满足运算结束条件，若不满足，则将得到的估计值作为下次迭代运算的输入，若满足，将参数的估计值作为本步骤的最终运算结果β_l。通过多径包并行对参数进行估计，可提高计算速率。

步骤130，基于预设条件和所估计的每条径的参数集来判断该径是否被舍弃

在本步骤中，对径的有效性进行验证，具体地，根据先前步骤得到的对每条径估计的参数集，来判断每条径是否符合预先设定的条件，对不符合预设条件的径进行舍弃。

图4为根据本实施例的信道参数估计方法的径有效性验证流程示意图，下面参照图4具体说明有效性验证的各步骤：

步骤1310，将步骤S120中获得多径包中的每条径的参数集在时延域上进行信号重构，得到每条径对应的信号冲击响应具体公式如下：

${\hat{h}}_l(t;{\mathrm{\β}}_l)=\exp \left\{j2\mathrm{\π}{f}_{d,l}t\right\}{q}_2{\left(t\right)}^T{C}_2\left({\mathrm{\Ω}}_{2,l}\right)A_l{C}_1{\left({\mathrm{\Ω}}_{1,l}\right)}^T{q}_1(t-{\mathrm{\τ}}_l)\mathrm{\δ}(t-{\mathrm{\τ}}_l)---\left(22\right)$

其中q₁(t)，q₂(t)分别是发送天线和接收天线的天线pattern选择矩阵，A_l是第l条径的复幅度矩阵。

根据信号冲击响应计算径功率，具体地，径功率为每条径对应的冲击响应的模的平方，然后将功率低于功率时延阈值P_th的径被舍弃。

步骤1320，在空域上，计算天线阵元对每条径产生的增益WG_l，公式如下：

WG_l＝E[C₂(Ω_2，l)C₁(Ω_1，l)^T]                 (23)

其中，C₂(Ω_2，l)C₁(Ω_1，l)^T计算得到的结果为矩阵或向量，表示一个天线上每个阵元产生的增益，E表示将其中的每个阵元产生的增益进行平均得到天线对上每条径的增益，将低于天线平均增益值预定比例的径舍弃，预定比例优选为1/3。其中，当天线的型号选定后天线的平均增益就可确定，天线一般配置有自身的系统校准文件，因此天线平均增益与测量结果无关，属于已知的系统自身参数。

其中，步骤1310和步骤1320可择其一执行，也可相继执行以验证径的有效性。

本实施例根据以上各步骤，对信道参数进行了估计，并对信道的径进行了有效性验证。

实施例二

图6为根据本发明实施例二的信道参数估计系统的结构图，下面根据图6详细说明该系统的结构。

初始化单元：其利用波束成形法对信道进行初始化，获得信道参数集的初始值，确定初始化的径数量；

参数估计单元：其在时延域上划分多径包，基于所述信道参数集的初始值，以多径包的方式对所述初始化径数量的径进行参数估计，得到所选取的每条径的参数集；

有效性判断单元：其基于所估计的所述每条径的参数集，判断该径是否被舍弃。

本实施例所描述的系统中的各单元还可以用于实现实施例一中各步骤的子步骤或实施例一的各优选方案，也还可以包括实现实施例一各步骤的子步骤或优选方案的子单元，在此不作详述。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种信道参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：利用波束成形法对信道进行初始化，获得信道参数集的初始值，确定初始化的径数量；

步骤B：在时延域上划分多径包，基于所述信道参数集的初始值，以多径包的方式对所述初始化径数量的径进行参数估计，得到所选取的每条径的参数集；

步骤C：基于所估计的所述每条径的参数集，判断该径是否被舍弃，其中，

所述步骤A中的初始化具体包括：根据测量得到的信道冲击响应矩阵计算空间相关矩阵，根据完全空间相关矩阵得到双角度功率谱，然后依次得到离开角的水平角、离开角的垂直角、到达角的水平角和到达角的垂直角的估计值、多普勒初始值、极化复幅度矩阵，其中，双角度指离开角和到达角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤A中，采用Bartlett波束成形法根据空间相关矩阵得到双角度功率谱。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，信道参数集的初始值包括：径时延值、离开角的水平角、离开角的垂直角、到达角的水平角、到达角的垂直角、多普勒值和/或极化复幅度矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，所述确定初始化的径数量具体包括：确定信道的径总数，将所有径按功率从大到小进行排序，选取预定数量的径作为初始化的径。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，对径参数进行估计具体包括：基于所述信道参数集的初始值和完备信号的条件期望值，以划分多径包的方式通过迭代方式估计每条径的参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过对完备信号的似然函数求最大值对每条径的参数进行估计，将似然函数为最大值时的径参数作为每条径的参数估计值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述基于所估计的所述每条径的参数集，判断该径是否被舍弃为：计算每条径功率，将径功率低于功率延时阈值的径舍弃；

和/或，为计算天线阵元对每条径产生的增益，将增益小于径平均增益预定比例的径舍弃。

8.根据权利要求1所述的方法，在所述步骤B中，采用期望最大化方法进行径的参数估计。

9.一种信道参数估计系统，其特征在于，包括以下单元：

初始化单元：其利用波束成形法对信道进行初始化，获得信道参数集的初始值，确定初始化的径数量，根据测量得到的信道冲击响应矩阵计算空间相关矩阵，根据完全空间相关矩阵得到双角度功率谱，然后依次得到离开角的水平角、离开角的垂直角、到达角的水平角和到达角的垂直角的估计值、多普勒初始值、极化复幅度矩阵，其中，双角度指离开角和到达角；

参数估计单元：其在时延域上划分多径包，基于所述信道参数集的初始值，以多径包的方式对所述初始化径数量的径进行参数估计，得到所选取的每条径的参数集；

有效性验证单元：其基于所估计的所述每条径的参数集，判断该径是否被舍弃。