CN113938220A - 无线信道探测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

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CN113938220A CN202111188943.8A CN202111188943A CN113938220A CN 113938220 A CN113938220 A CN 113938220A CN 202111188943 A CN202111188943 A CN 202111188943A CN 113938220 A CN113938220 A CN 113938220A
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Abstract

本申请提供一种无线信道探测方法、装置、电子设备及存储介质，应用于接收端，接收端包括多个接收天线，该方法包括：通过多个接收天线对发送端发射的M个相同的OFDM符号组进行接收；其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号并提取其中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应；对多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到多个接收天线之间的空间相关性。这样，可以减少接收端多个接收天线在接收信号时产生的偏差，在计算接收端多个接收天线的相关性时，减少因信道冲激响应错位对相关性造成的影响，提高准确性。

Description

无线信道探测方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线信道探测方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
随着无线通信和互联网技术的快速发展，无线信道探测被广泛用于传统的移动通信系统中，其中，无线信道为无线通信设备发射端射频输出端与接收端口之间，信号所经历的变化。由于接收端知道探测信号何时及如何被发射，因此，接收端接收到探测信号后依据已知的信息进行相应的信号处理得到信道的状态。
现有技术中，可以通过发送端在持续时间内发送连续的周期性脉冲信号进行信道探测，但是这样的信号具有非常高的峰均比，对放大器以及各射频部件的要求都非常的高且对干扰特别敏感，因此，可以通过发送具有良好自相关性的伪随机序列信号，并在接收端将接收到的信号与本地保存的伪随机序列作线性相关，以得到信道的冲激响应进行信道探测。
但是，若存在多根天线时，上述方法通过接收端天线采集探测信号的起始时间可能存在偏差，使得信道冲激响应错位，对相关性造成的影响，产生较大误差。
发明内容
本申请提供一种无线信道探测方法、装置、电子设备及存储介质，可以减少接收端多个接收天线在接收信号时产生的偏差，在计算接收端多个接受天线的相关性时，减少因信道冲激响应错位对相关性造成的影响，提高准确性。
第一方面，本申请提供一种无线信道探测方法，应用于接收端，所述接收端包括多个接收天线，所述方法包括：
通过多个接收天线对发送端发射的M个相同的OFDM符号组进行接收；其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数；
对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号，并提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应；
对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
可选的，所述方法还包括：
获取所述发送端发射的M个相同的OFDM符号组内单个OFDM符号的占用时间以及每两个接收天线接收信号的时间差；
根据所述时间差中的最大值与所述单个OFDM符号的占用时间的比值配置每个OFDM符号组中OFDM符号的个数；
其中，所述OFDM符号组内的N个不同的OFDM符号的占用时间均相同。
可选的，对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号，包括：
判断每一接收天线接收到的信号中初始OFDM符号是否在同一组预先配置的OFDM符号组内；
若是，则利用预先配置的OFDM符号组与接收到的信号通过滑动相关计算得到相关峰值的索引，并基于计算得到相关峰值的索引确定接收天线接收到的至少一组OFDM符号。
可选的，提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应，包括：
获取所述至少一组OFDM符号的起始点信息，并基于所述起始点信息利用最小二乘法计算得出至少一组信道的冲激响应。
可选的，对所述多个接收天线的对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性，包括：
将所述多个接收天线按照接收到信号的先后顺序进行排序，得到接收天线序列；
针对排序后的每一接收天线，若所述接收天线不是序列中的最后一个，则将所述接收天线的多个信道脉冲响应与位于其后的至少一个接收天线的多个信道脉冲响应依次进行相关性检验，得到所述接收天线与位于其后的每一接收天线之间的相关性信息；
若得到的任意两个接收天线之间的相关性信息大于预设阈值，则确定所述两个接收天线之间存在空间相关性。
可选的，将所述接收天线的多个信道脉冲响应与位于其后的至少一个接收天线的多个信道脉冲响应依次进行相关性检验，得到所述接收天线与位于其后的每一接收天线之间的相关性信息，包括：
针对所述接收天线与位于其后的至少一个接收天线，分别获取该两个接收天线的多个信道脉冲响应中的信道包络幅值，通过计算该两个接收天线的信道包络幅值的协方差和标准差的商，得到该两个接收天线之间的皮尔逊相关系数的绝对值；
相应的，若得到的任意两个接收天线之间的相关性信息大于预设阈值，则确定所述两个接收天线之间存在空间相关性，包括：
若所述任意两个接收天线之间的皮尔逊相关系数的绝对值大于预设阈值，则确定该两个接收天线之间存在空间相关性。
第二方面，本申请提供了一种无线信道探测方法，应用于发送端，所述方法包括：
确定待发射的M个相同的OFDM符号组，其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数；
向接收端的多个接收天线发射所述M个相同的OFDM符号组，以使所述接收端根据接收的所述M个相同的OFDM符号组，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算得到至少一组OFDM符号，提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应，并对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
第三方面，本申请还提供了一种无线信道探测装置，应用于接收端，所述装置包括：
接收模块，用于通过多个接收天线对发射端发射的M个相同的OFDM符号组进行接收；其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1正整数；
处理模块，用于对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号，并提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应；
检验模块，用于对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
第四方面，本申请还提供了一种无线信道探测装置，应用于发送端，所述装置包括：
确定模块，用于确定待发射的M个相同的OFDM符号组，其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数；
发射模块，用于向接收端的多个接收天线发射所述M个相同的OFDM符号组，以使所述接收端根据接收的所述M个相同的OFDM符号组，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算得到至少一组OFDM符号，提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应，并对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
第五方面，本申请还提供了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面中任一项所述的方法。
第六方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面任一项所述的无线信道探测方法。
综上所述，本申请提供一种无线信道探测方法、装置、电子设备及存储介质，应用于接收端，接收端包括多个接收天线，该方法可以通过多个接收天线对发送端发射的M个相同的OFDM符号组进行接收；其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数；对于每一接收天线接收到的信号，可以与已知的OFDM符号组进行相关计算得到至少一组OFDM符号，进一步的，可以提取该至少一组OFDM符号中的信道特性，得到检验所需的至少一组信道脉冲响应；并对多个接收天线中每两个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到多个接收天线之间的空间相关性。这样，可以减少接收端多个接收天线在接收信号时产生的偏差，在计算接收端多个接收天线的相关性时，减少因信道冲激响应错位对相关性造成的影响，提高准确性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的一种无线信道探测方法的应用场景示意图；
图2为一种脉冲探测信道的框图；
图3为一种相关探测信道的框图；
图4为一种接收端天线1与天线2初始采集时间在一个快照内的示意图；
图5为一种接收端天线1与天线2初始采集时间未在一个快照内的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种无线信道探测方法的流程示意图；
图7为本申请实施例提供的改进的OFDM符号探测信道的示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种无线信道探测方法的流程示意图；
图9为本申请实施例提供的一种具体的无线信道探测方法的流程图；
图10为本申请实施例提供的一种无线信道探测装置的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的另一种无线信道探测装置的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一设备和第二设备仅仅是为了区分不同的设备，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
下面结合附图对本申请实施例进行介绍。图1为本申请实施例提供的一种无线信道探测方法的应用场景示意图，本申请提供的一种无线信道探测方法可以应用于如图1所示的应用场景中。该应用场景包括：车载终端101，接收天线102和接收天线103，其中，接收天线102和接收天线103配置两台频谱分析仪，用于进行信号采集，将两台仪器设置为联通模式，即操作一台仪器，使两台仪器可以同步启动进行采集，这样可以减小人为操作带来的采集起始时间误差。
当车载终端101开始工作时，可以不断地循环的发射OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用技术)探测信号，接收天线102和接收天线103分别进行信号采集，接收车载终端101发射OFDM探测信号，进一步的，该两台仪器利用采集到的OFDM探测信号进行相关性计算，判断接收天线102和接收天线103之间是否具有空间相关性。
上述车载终端可以是任意一种无线终端。无线终端可以是指向用户提供语音和/或其他业务数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。无线终端可以经无线接入网(Radio Access Network，简称RAN)与一个或多个核心网设备进行通信，无线终端可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。再例如，无线终端还可以是个人通信业务(Personal Communication Service，简称PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(SessionInitiation Protocol，简称SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop，简称WLL)站、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等设备。无线终端也可以称为系统、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(Subscriber Station)，移动站(MobileStation)、移动台(Mobile)、远程站(Remote Station)、远程终端(Remote Terminal)、接入终端(Access Terminal)、用户终端(User Terminal)、用户代理(User Agent)、用户设备(User Device or User Equipment)，在此不作限定。可选的，上述车载终端还可以替换为智能手表、平板电脑等设备。
信道测量的首要目标是获取大量信道冲激响应样本，该样本包含了信道的所有信息，从中可以提取出所需的信道特征参数，进行相关性计算。信道测量的基本方法主要可以分为两大类，一类可以称为时域信道测量，另一类可以称为频域信道测量。
时域信道测量主要有脉冲探测信道和相关探测信道两种。频域信道测量可以分为线性调频序列探测信道以及多载波探测信道，频域信道测量是在待测带宽上发射功率谱密度近似相等的己知信号，在接收端直接观测接收信号相较发送信号的频谱变化，得到信道的传输函数，再通过傅里叶变换得到信道的冲激响应。但是频域信道测量的方法对使用场景有要求，例如，不适用于在高速移动环境中，因此该方法不常使用。
在一些技术中，脉冲探测信道是通过直接发送冲激脉冲获取信道冲击响应的方法，图2为一种脉冲探测信道的框图，如图2所示，发送端可以发送连续的周期性脉冲信号x(t)，该脉冲信号的周期大于信道最大时延差但小于相干时间，进一步的，在该脉冲信号通过信道h(t)后，接收端接收到的信号y(t)便是信道冲击响应的展开。
需要说明的是，该方法会将接收到的信号直接看作是无线信道的冲激响应，不需要复杂的数据处理，因为是通过发送持续时间尽可能短的脉冲信号，所以可以获得好的探测效果。
但是，上述方法发送的脉冲信号需要具有非常高的峰均比，对放大器以及各射频部件的要求高且对干扰特别敏感。
为了解决上述问题，可以采用相关探测信道的方法，相关探测信道的方法由脉冲探测更进一步，它发送的不再是“短促”的脉冲信号而是具有良好自相关性的伪随机序列信号，并在接收端将接收到的信号与本地保存的伪随机序列作线性相关以得到信道的冲激响应。相关探测首要是选择具有良好相关性的伪随机序列，可以使用PN(Pseudo-Noise Code，伪噪声)序列，ZC序列以及OFDM符号序列。
需要说明的是，对于序列的选择，一方面要求它比信道的相干时间短以保证在探测时间内信道是不变的，另一方面要求序列的长度足够长，以获得较大的频域分辨率。因此，本申请选取的是OFDM符号序列。
示例性的，图3为一种相关探测信道的框图，如图3所示，发射端将相关序列经BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)将相关序列的模拟信号转换成数据值载波，进一步的，通过上变频将数据值载波进行频率放大并将放大的信号发送出去，在该信号通过无线信道后，接收端的下变频将该信号的频率进行缩小，然后，接收端将接收的信号与本地相关序列进行滑动相关计算，得到信道CIR(Channel Impulse Response，信道冲激响应)。
其中，通常利用OFDM信号序列作为探测无线信道的信号，例如，图4为一种接收端天线1与天线2初始采集时间在一个快照内的示意图，如图4所示，以两个接收天线为例，发射端可以连续发射带有6个相同的OFDM符号的信号，该OFDM符号分别为OFDM(1)-OFDM(6)，接收端的天线1接收到信号，接收端天线2也可以接收到该信号，天线1和天线2采集到的探测信号的时间长度一致，当两台机器的采集探测信号的初始时间在同一个OFDM符号的快照内时，可以利用本地已知OFDM符号与接收到该信号进行滑动相关计算，通过计算得到相关峰值的索引，从而确定接收端天线接收到的OFDM符号。
进一步的，天线1可以得到OFDM(2)、OFDM(3)、OFDM(4)、OFDM(5)共4个OFDM符号的信道冲激响应，相应的，天线2也可以得到OFDM(2)、OFDM(3)、OFDM(4)、OFDM(5)共4个OFDM符号的信道冲激响应，可以进行相关性求解，从而可以忽略接收端两根天线由于未能同时采集探测信号的时间差。
但是，若接收端天线1与天线2初始采集时间没有在一个快照内时，图5为一种接收端天线1与天线2初始采集时间未在一个快照内的示意图，如图5所示，在天线1和天线2经过滑动相关计算后，天线1得到OFDM(2)、OFDM(3)、OFDM(4)共3个OFDM符号的信道冲激响应，天线2却得到OFDM(3)、OFDM(4)、OFDM(5)共3个OFDM符号的信道冲激响应。
但是，在这种情况下，不可以忽略接收端两根天线由于未能同时采集探测信号的时间差，因为天线1和天线2的两台机器的采集探测信号的初始时间未在同一个OFDM符号的快照内，所以在进行接收端天线1与天线2相关性计算时，会导致天线1中第2个OFDM符号的信道冲激响应与天线2中第3个OFDM符号的信道冲激响应进行相关性求解，发生错位，从而产生误差。
有鉴于此，基于相关探测信道的方法，本申请提供一种无线信道探测方法，该方法可以通过多个接收天线对发送端发射的M个相同的OFDM符号组进行接收；其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；对于每一接收天线接收到的信号，可以与已知的OFDM符号组进行相关计算得到至少一组OFDM符号，进一步的，可以提取该至少一组OFDM符号中的信道特性，得到检验所需的至少一组信道脉冲响应；并对多个接收天线中每两个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到多个接收天线之间的空间相关性。这样，可以减少接收端多个接收天线在接收信号时产生的偏差，在计算接收端多个接收天线的相关性时，减少因信道冲激响应错位对相关性造成的影响，提高准确性。
示例性的，图6为本申请实施例提供的一种无线信道探测方法的流程示意图，应用于接收端，所述接收端包括多个接收天线，如图6所示，本申请实施例的方法包括：
S601、通过多个接收天线对发送端发射的M个相同的OFDM符号组进行接收；其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数。
具体的，从时域上看，一个OFDM符号的时域表示的是时域一次采样的结果，从频域上看，一个OFDM符号占据系统带宽下的所有子载波。例如，系统带宽20MHz，包含100个RB，每一个RB包含12个子载波，一共1200个子载波，每一个OFDM符号为包含了1200个子载波信息的一个数。
本申请实施例中，每个OFDM符号组可以包括N个不同的OFDM符号，该不同的OFDM符号的个数N可以是经过大量试验得出的值，也可以是通过某种算法计算得出的值，还可以人为的进行修改，本申请实施例对此不作具体限定，但是一组由N个OFDM符号组成的OFDM符号组，可以抵抗时间长度为N-1个OFDM符号的持续时间偏差。
示例性的，在图1的应用场景下，例如，车载终端101确定需要发射6个相同的OFDM符号组，每个OFDM符号组内有3个不同的OFDM符号，进一步的，接收天线102和接收天线103可以接收车载终端101发射的该6个相同的OFDM符号组。
S602、对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号，并提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应。
其中，得到的所述至少一组OFDM符号可以与预先配置的OFDM符号组相对应。由于不同天线开始采集信号的时间点可能不同，因此，不同天线接收到的信号可能也不完全相同。但是，相关计算可以提取出与预先配置的OFDM符号组相对应的信号，因此，经过相关计算后，不同接收天线对应的至少一组OFDM符号可以是相同的。
本申请实施例中，预先配置的OFDM符号组可以指的是本地已知的相关序列OFDM符号组，与发射端发射的符号组内的N个不同的OFDM符号相对应，信道特性可以指的是提供的各种频段或波长的电磁波传播通道的特性，在时域上对应的多径效应，频率域上对应的多普勒频移效应引发的频率色散。信道脉冲响应可以通过以下公式得到：
Figure BDA0003300419990000101
其中
Figure BDA0003300419990000102
h(t)代表信道脉冲响应，t代表时间，p(t)代表发射的M个OFDM符号组的信号，p*(t)代表预先配置的OFDM符号的信号。
需要说明的是，若
Figure BDA0003300419990000103
即为选用的发送的OFDM符号组具有接近脉冲的良好的自相关性。
示例性的，在图1的应用场景下，以接收天线102接收到的车载终端101发射的信号为例，可以与本地已知的相关序列OFDM符号组进行相关计算，得到3组OFDM符号，并提取该3组OFDM符号中的信道特性，得到3组信道脉冲响应。
可以理解的是，可以在得到3组OFDM符号中提取该3组OFDM符号中任意一组的信道特性，得到1组信道脉冲响应，本申请实施例对得到至少一组OFDM符号中提取的信道特性的组数的数量不作具体限定，其数量的多少可以得到信道脉冲响应并可以用于进行相关性检验即可。
S603、对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
具体的，相关性检验可以指的是通过使用皮尔逊相关系数或者斯皮尔曼相关系数来衡量两个变量间相关性的大小，其中，相关系数取值一般在-1～1之间。绝对值越接近1说明变量之间的线性关系越强，绝对值越接近0说明变量间线性关系越弱。例如，皮尔逊相关系数(r)变化从-1到+1，当r＞0时表明两个变量是正相关，即一个变量的值越大，另一个变量的值也会越大；当r＜0时表明两个变量是负相关，即一个变量的值越大，另一个变量的值反而会越小，该r的绝对值越接近于1，说明两个变量的空间相关性越好，而空间相关性可以指的是一些变量在同一个分布区内的观测数据之间潜在的相互依赖性。
示例性的，在图1的应用场景下，对接收天线102和接收天线103对应的信道脉冲响应进行相关性检验，若接收天线102和接收天线103之间的相关系数为0.8，则认为接收天线102和接收天线103之间具有强的空间相关性。
因此，本申请实施例提供的无线信道探测方法，可以通过接收M个相同的OFDM符号组，且每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号的方式，抵抗时间长度为N-1个OFDM符号的持续时间偏差的影响，使得在计算接收端多个接收天线的相关性时，减少因信道冲激响应错位对相关性造成的影响，提高准确性
示例性的，图7为本申请实施例提供的改进的OFDM符号探测信道的示意图；如图7所示，以两个接收天线，4个相同的OFDM符号组以及每个OFDM符号组内有3个不同的OFDM符号为例，可以在发射端循环发射几个不同的OFDM符号，例如，OFDM符号1、OFDM符号2、OFDM符号3三种不同的OFDM符号为一组，发射端循环发送4次。接收端的天线1和天线2接收到携带三种不同的OFDM符号的信号，经过滑动相关，天线1得到第2、3组OFDM符号的信道冲激响应，天线2同样得到第2、3组OFDM符号的信道冲激响应，从而在计算接收端天线1与天线2的相关性时，减少因信道冲激响应错位对相关性造成的影响。
可选的，所述方法还包括：
获取所述发送端发射的M个相同的OFDM符号组内单个OFDM符号的占用时间以及每两个接收天线接收信号的时间差；
根据所述时间差中的最大值与所述单个OFDM符号的占用时间的比值配置每个OFDM符号组中OFDM符号的个数；
其中，所述OFDM符号组内的N个不同的OFDM符号的占用时间均相同。
本申请实施例中，任意一个OFDM符号组内包括的OFDM符号的数量相同，且每一个不同的OFDM符号的占用时间也相同，因此，单个OFDM符号的占用时间可以为M个相同的OFDM符号组中任意一组中N个不同的OFDM符号中的任意一个符号的占用时间。
示例性的，以两个接收天线接收发射端发射的信号为例，一个OFDM符号组内OFDM符号的个数N与两个接收天线的仪器间开始采集信号时产生的时间差，以及每一个OFDM符号的持续时间有关，具体的，可以获取一个OFDM符号组内单个OFDM符号的占用时间以及该两个接收天线接收信号的时间差；进一步的，可以根据时间差中的最大值与单个OFDM符号的占用时间的比值配置每个OFDM符号组中OFDM符号的个数。
例如，一个OFDM符号的占用时间为x，两个仪器间的开始采集信号时间差为y，那么一个OFDM符号组内符号数N>(y/x)，需要说明的是，关于仪器间的启动时间差可以向设备商询问，也可以通过某种手段进行测定，本申请实施例对此不作具体限定。
因此，可以通过确定OFDM符号组内的不同的OFDM符号的个数N，有效提高接收的效率，进一步，提升进行相关性检验成功的概率。
可选的，对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号，包括：
判断每一接收天线接收到的信号中初始OFDM符号是否在同一组预先配置的OFDM符号组内；
若是，则利用预先配置的OFDM符号组与接收到的信号通过滑动相关计算得到相关峰值的索引，并基于计算得到相关峰值的索引确定接收天线接收到的至少一组OFDM符号。
示例性的，若接收端为双天线，分别为天线1和天线2，则需要在接收端配置两台频谱分析仪，该两台仪器设置为联通模式。发射端不断地循环的发射OFDM探测信号，接收端的频谱分析仪进行信号采集。进一步的，判断天线1和天线2接收到的信号中初始OFDM符号是否在同一组预先配置的OFDM符号组内，即频谱仪采集的初始OFDM符号的持续时间是否在同一组预先配置的OFDM符号组的持续时间内，若是，则可以利用预先配置的OFDM符号组与接收到的信号通过滑动相关计算得到相关峰值的索引，并基于计算得到相关峰值的索引确定天线1和天线2接收到的至少一组OFDM符号。
因此，这样可以减少采集信号时产生的时间误差，进一步提高滑动相关计算相关峰值的索引的准确性。
可选的，提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应，包括：
获取所述至少一组OFDM符号的起始点信息，并基于所述起始点信息利用最小二乘法计算得出至少一组信道的冲激响应。
本申请实施例中，可以将接收信号分割为多个快照，起始点信息可以指的是接收信号中每一个快照的起始点，一个快照对应一个OFDM符号。
最小二乘法可以指的是一种在误差估计、不确定度、系统辨识及预测、预报等数据处理诸多学科领域得到广泛应用的数学工具，通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小，本申请中利用的是傅里叶变换函数。
示例性的，获取至少一组OFDM符号的中一个快照的起始点，每一个快照与预先配置的OFDM符号组内的N个不同的OFDM符号进行傅里叶变换，在频域上相除求出频域传递函数，进一步，经反傅里叶变换求得时域信道冲激响应。
需要说明的是，本申请实施例在利用最小二乘法计算信道的冲激响应时所使用的函数可以有多种，本申请实施例对此不作具体限定。
因此，通过利用最小二乘法计算信道的冲激响应，可以提高计算的速率以及准确性。
可选的，对所述多个接收天线的对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性，包括：
将所述多个接收天线按照接收到信号的先后顺序进行排序，得到接收天线序列；
针对排序后的每一接收天线，若所述接收天线不是序列中的最后一个，则将所述接收天线的多个信道脉冲响应与位于其后的至少一个接收天线的多个信道脉冲响应依次进行相关性检验，得到所述接收天线与位于其后的每一接收天线之间的相关性信息；
若得到的任意两个接收天线之间的相关性信息大于预设阈值，则确定所述两个接收天线之间存在空间相关性。
本申请实施例中，预设阈值可以指的设定的可以判断任意两个接收天线之间的存在空间相关性的数值，例如，该预设阈值可以为0.8。相关性信息可以指的是计算得出的用于判断任意两个接收天线之间是否存在空间相关性的数值大小，该相关性信息为大于等于0且小于1的自然数。
示例性的，若存在3个接收天线，分别为天线1、天线2和天线3，则可以将天线1、天线2和天线3按照接收到信号的先后顺序进行排序，得到接收天线序列，可以为天线1、天线3和天线2。
进一步的，针对天线1，可以将天线1的多个信道脉冲响应与位于其后的天线3和天线2的多个信道脉冲响应依次进行相关性检验，得到天线1与天线2之间的相关性信息为0.8和天线1与天线3之间的相关性信息为0.9，接着将天线3的多个信道脉冲响应与位于其后的天线2的多个信道脉冲响应进行相关性检验，得到天线3和天线2之间的相关性信息为0.7。
进一步的，将天线1与天线2之间的相关性信息0.8、天线1与天线3之间的相关性信息0.9与天线3和天线2之间的相关性信息0.7，与预设阈值0.8进行判断，得到的天线1与天线2之间的相关性信息和天线1与天线3之间的相关性信大于预设阈值，则确定天线1与天线2、天线1与天线3之间存在空间相关性。
因此，通过上述方法检验多个接收天线之间的空间相关性，可以节省计算的时间，减少误差，提高了计算的准确率。
可选的，将所述接收天线的多个信道脉冲响应与位于其后的至少一个接收天线的多个信道脉冲响应依次进行相关性检验，得到所述接收天线与位于其后的每一接收天线之间的相关性信息，包括：
针对所述接收天线与位于其后的至少一个接收天线，分别获取该两个接收天线的多个信道脉冲响应中的信道包络幅值，通过计算该两个接收天线的信道包络幅值的协方差和标准差的商，得到该两个接收天线之间的皮尔逊相关系数的绝对值。
本申请实施例中，包络幅值可以指的是信号的局部最大值，协方差用于衡量两个变量的总体误差，标准差可以指的是信道脉冲响应的总体各单位标准值与其平均数离差平方的算术平均数的平方根。
具体的，求解皮尔逊相关系数可以通过以下公式得到：
Figure BDA0003300419990000151
其中，
Figure BDA0003300419990000152
表示接收端任意两接收天线间接收信号信道包络的皮尔逊相关系数，hn1,i，hn2,i分别表示任意两接收天线中第一个接收天线与第二个接收天线在第i个快照的信道包络幅值，hn1，hn2分别表示任意两接收天线中第一个接收天线与第二个接收天线在一段时间窗口中总的快照的信道包络幅值。
示例性的，以两个接收天线为例，分别为天线1和天线2，获取该天线1的多个信道脉冲响应中的信道包络幅值为10、30、25和15，该天线2的多个信道脉冲响应中的信道包络幅值为30、20、30，40，进一步通过上述公式计算得到该天线1和天线2之间的皮尔逊相关系数的绝对值为0.67。
相应的，若得到的任意两个接收天线之间的相关性信息大于预设阈值，则确定所述两个接收天线之间存在空间相关性，包括：
若所述任意两个接收天线之间的皮尔逊相关系数的绝对值大于预设阈值，则确定该两个接收天线之间存在空间相关性。
具体的，可以通过上述公式计算任意两个接收天线之间皮尔逊相关系数，进一步，利用该皮尔逊相关系数的绝对值进行判断任意两个接收天线之间存在空间相关性。
示例性的，若任意两个接收天线之间通过上述公式计算得出的皮尔逊相关系数的绝对值大于预设阈值0.8，则可以确定该两个接收天线之间存在空间相关性。
因此，通过上述方法计算任意两个接收天线之间的相关性信息，并进一步判断任意两个接收天线是否之间存在空间相关性，提高了计算的准确性以及可靠性。
示例性的，本申请还提供了一种无线信道探测方法，应用于发送端，图8为本申请实施例提供的另一种无线信道探测方法的流程示意图，如图8所示，本申请实施例的方法包括：
S801、确定待发射的M个相同的OFDM符号组，其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数。
S802、向接收端的多个接收天线发射所述M个相同的OFDM符号组，以使所述接收端根据接收的所述M个相同的OFDM符号组，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算得到至少一组OFDM符号，提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应，并对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
本实施例的具体实现过程和原理可以参见前述实施例，此处不再赘述。
因此，本申请提供的无线信道探测方法，在应用于发送端时，可以确定待发射的OFDM符号组的个数以及OFDM符号组内OFDM符号的个数，提高了灵活性，使得接收端多个接收天线可以在计算相关性时，减少因信道冲激响应错位对相关性造成的影响，提高准确性。
结合上述实施例，图9为本申请实施例提供的一种具体的无线信道探测方法的流程图。如图9所示，本申请实施例的执行方法步骤包括：
步骤A：发射端设置每组OFDM符号的个数为N，进一步的，可以生成OFDM组序列(即OFDM符号组)，接着，可以配置OFDM组序列的发送个数为M，并通过发射天线将该M个相同的OFDM组序列发送给接收端，执行步骤B。
步骤B：若接收端的接收天线有天线1和天线2，则天线1接收发射端发送的OFDM组序列，并与本地的OFDM组序列做相关性计算，得到至少一组OFDM符号，并提取该至少一组OFDM符号中的信道特性1，得到所需的信道脉冲响应，进行空间相关性检验，同样的天线2进行跟天线1同样的流程，得到信道特性2，并进一步进行空间相关性检验，天线2执行的方法过程在此不再重复赘述。
在前述实施例中，对本申请实施例提供的无线信道探测方法进行了介绍，而为了实现上述本申请实施例提供的方法中的各功能，作为执行主体的电子设备可以包括硬件结构和/或软件模块，以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。上述各功能中的某个功能以硬件结构、软件模块、还是硬件结构加软件模块的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。
例如，图10为本申请实施例提供的一种无线信道探测装置的结构示意图，如图10所示，该装置包括：接收模块1010、处理模块1020和检验模块1030，其中，接收模块1010，用于通过多个接收天线对发射端发射的M个相同的OFDM符号组进行接收；其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1正整数；
处理模块1020，用于对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号，并提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应；
检验模块1030，用于对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
可选的，处理模块1020，还用于：
获取所述发送端发射的M个相同的OFDM符号组内单个OFDM符号的占用时间以及每两个接收天线接收信号的时间差；
根据所述时间差中的最大值与所述单个OFDM符号的占用时间的比值配置每个OFDM符号组中OFDM符号的个数；
其中，所述OFDM符号组内的N个不同的OFDM符号的占用时间均相同。
可选的，处理模块1020包括计算单元和提取单元；
可选的，计算单元，具体用于：
判断每一接收天线接收到的信号中初始OFDM符号是否在同一组预先配置的OFDM符号组内；
若是，则利用预先配置的OFDM符号组与接收到的信号通过滑动相关计算得到相关峰值的索引，并基于计算得到相关峰值的索引确定接收天线接收到的至少一组OFDM符号。
可选的，提取单元，具体用于：
获取所述至少一组OFDM符号的起始点信息，并基于所述起始点信息利用最小二乘法计算得出至少一组信道的冲激响应。
可选的，检验模块1030包括排序单元、检验单元和确定单元：
具体的，排序单元，用于将所述多个接收天线按照接收到信号的先后顺序进行排序，得到接收天线序列；
检验单元，用于针对排序后的每一接收天线，当所述接收天线不是序列中的最后一个时，将所述接收天线的多个信道脉冲响应与位于其后的至少一个接收天线的多个信道脉冲响应依次进行相关性检验，得到所述接收天线与位于其后的每一接收天线之间的相关性信息；
确定单元，用于当得到的任意两个接收天线之间的相关性信息大于预设阈值时，确定所述两个接收天线之间存在空间相关性。
可选的，检验单元，具体用于：
针对所述接收天线与位于其后的至少一个接收天线，分别获取该两个接收天线的多个信道脉冲响应中的信道包络幅值，通过计算该两个接收天线的信道包络幅值的协方差和标准差的商，得到该两个接收天线之间的皮尔逊相关系数的绝对值；
相应的，确定单元，具体用于：
当所述任意两个接收天线之间的皮尔逊相关系数的绝对值大于预设阈值时，确定该两个接收天线之间存在空间相关性。
本申请还提供了一种无线信道探测装置，应用于发送端，图11为本申请实施例提供的另一种无线信道探测装置的结构示意图；如图11所示，所述装置包括：确定模块1110和发射模块1120，其中，确定模块1110，用于确定待发射的M个相同的OFDM符号组，其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数；
发射模块1120，用于向接收端的多个接收天线发射所述M个相同的OFDM符号组，以使所述接收端根据接收的所述M个相同的OFDM符号组，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算得到至少一组OFDM符号，提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应，并对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
本申请实施例提供的无线信道探测装置的具体实现原理和效果可以参见上述实施例对应的相关描述和效果，此处不做过多赘述。
本申请实施例还提供一种电子设备的结构示意图，图12为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图12所示，该电子设备可以包括：处理器1202以及与所述处理器通信连接的存储器1201；该存储器1201存储计算机程序；该处理器1202执行该存储器1201存储的计算机程序，使得该处理器1202执行上述任一实施例所述的方法。
其中，存储器1201和处理器1202可以通过总线1203连接。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如本申请前述任一实施例中的无线信道探测方法。
本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行如本申请前述任一实施例中由电子设备所执行的无线信道探测方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该程序产品包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现如本申请前述任一实施例中由电子设备所执行的无线信道探测方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。
应理解，上述处理器可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合申请所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速随机存取存储器(random access memory，RAM)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。
总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，ISA)总线、外部设备互连(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(application specific integrated circuits，ASIC)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于电子设备或主控设备中。
以上所述，仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此，任何在本申请实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种无线信道探测方法，其特征在于，应用于接收端，所述接收端包括多个接收天线，所述方法包括：
通过多个接收天线对发送端发射的M个相同的OFDM符号组进行接收；其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数；
对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号，并提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应；
对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述发送端发射的M个相同的OFDM符号组内单个OFDM符号的占用时间以及每两个接收天线接收信号的时间差；
根据所述时间差中的最大值与所述单个OFDM符号的占用时间的比值配置每个OFDM符号组中OFDM符号的个数；
其中，所述OFDM符号组内的N个不同的OFDM符号的占用时间均相同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号，包括：
判断每一接收天线接收到的信号中初始OFDM符号是否在同一组预先配置的OFDM符号组内；
若是，则利用预先配置的OFDM符号组与接收到的信号通过滑动相关计算得到相关峰值的索引，并基于计算得到相关峰值的索引确定接收天线接收到的至少一组OFDM符号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应，包括：
获取所述至少一组OFDM符号的起始点信息，并基于所述起始点信息利用最小二乘法计算得出至少一组信道的冲激响应。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述多个接收天线的对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性，包括：
将所述多个接收天线按照接收到信号的先后顺序进行排序，得到接收天线序列；
针对排序后的每一接收天线，若所述接收天线不是序列中的最后一个，则将所述接收天线的多个信道脉冲响应与位于其后的至少一个接收天线的多个信道脉冲响应依次进行相关性检验，得到所述接收天线与位于其后的每一接收天线之间的相关性信息；
若得到的任意两个接收天线之间的相关性信息大于预设阈值，则确定所述两个接收天线之间存在空间相关性。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述接收天线的多个信道脉冲响应与位于其后的至少一个接收天线的多个信道脉冲响应依次进行相关性检验，得到所述接收天线与位于其后的每一接收天线之间的相关性信息，包括：
针对所述接收天线与位于其后的至少一个接收天线，分别获取该两个接收天线的多个信道脉冲响应中的信道包络幅值，通过计算该两个接收天线的信道包络幅值的协方差和标准差的商，得到该两个接收天线之间的皮尔逊相关系数的绝对值；
相应的，若得到的任意两个接收天线之间的相关性信息大于预设阈值，则确定所述两个接收天线之间存在空间相关性，包括：
若所述任意两个接收天线之间的皮尔逊相关系数的绝对值大于预设阈值，则确定该两个接收天线之间存在空间相关性。
7.一种无线信道探测方法，其特征在于，应用于发送端，所述方法包括：
确定待发射的M个相同的OFDM符号组，其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数；
向接收端的多个接收天线发射所述M个相同的OFDM符号组，以使所述接收端根据接收的所述M个相同的OFDM符号组，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算得到至少一组OFDM符号，提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应，并对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
8.一种无线信道探测装置，其特征在于，应用于接收端，所述装置包括：
接收模块，用于通过多个接收天线对发射端发射的M个相同的OFDM符号组进行接收；其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1正整数；
处理模块，用于对于每一接收天线接收到的信号，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算，得到至少一组OFDM符号，并提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应；
检验模块，用于对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
9.一种无线信道探测装置，其特征在于，应用于发送端，所述装置包括：
确定模块，用于确定待发射的M个相同的OFDM符号组，其中，每个OFDM符号组包括N个不同的OFDM符号；M和N均为大于1的正整数；
发射模块，用于向接收端的多个接收天线发射所述M个相同的OFDM符号组，以使所述接收端根据接收的所述M个相同的OFDM符号组，与预先配置的OFDM符号组进行相关计算得到至少一组OFDM符号，提取所述至少一组OFDM符号中的信道特性，得到至少一组信道脉冲响应，并对所述多个接收天线对应的信道脉冲响应进行相关性检验，得到所述多个接收天线之间的空间相关性。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-7任一项所述的无线信道探测方法。
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