CN118018131A - 一种多链路的信道测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多链路的信道测量方法及装置，所述方法包括：响应于所述任一通信节点成为接收节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为接收通道，并接收所述信道测量系统中的发送节点发送的信道测量信号；根据接收到的信道测量信号估算所述任一通信节点与当前的发送节点之间的信道的信道参数；响应于所述任一通信节点成为发送节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为发送通道，并向所述信道测量系统中的接收节点发送信道测量信号。

Description

一种多链路的信道测量方法及装置

技术领域

本发明涉及信道领域，尤其涉及一种多链路的信道测量方法及装置。

背景技术

无线信道，也就是无线的“频段（Channel）”，其是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道。高精度的信道参数测量是研究无线信道特性的重要方法。对于随机信道模型建模方法而言，其构建信道模型的信道参数需要利用信道参数估计算法从大量的实测数据中提取；此外，对于确定性信道模型建模方法而言，其性能评估和信道模型校准都需要利用实测数据。

传统的信道参数测量仅针对单链路的信道测量场景，即测量系统中仅包括两个通信节点，一个作为发送节点，用于发送信号；一个作为接收节点，用于接收信号。然而，该方法无法解决具有多通信节点的动态多链路网络的信道参数测量问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多链路的信道测量方法及装置，以解决相关技术中的不足。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现：

根据本发明的第一方面，提供了一种多链路的信道测量方法，其特征在于，应用于信道测量系统的任一通信节点，所述信道测量系统包含多个通信节点，每一通信节点装配有射频切换器，所述射频切换器用于切换相应通信节点对接的射频通道，所述射频通道包括用于接收信号的接收通道和用于发射信号的发送通道；所述方法包括：

响应于所述任一通信节点成为接收节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为接收通道，并接收所述信道测量系统中的发送节点发送的信道测量信号；其中，每一通信节点对应有发送时段和接收时段，每一通信节点在相应的发送时段期间成为发送节点，在相应的接收时段期间成为接收节点；

根据接收到的信道测量信号估算所述任一通信节点与当前的发送节点之间的信道的信道参数；

响应于所述任一通信节点成为发送节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为发送通道，并向所述信道测量系统中的接收节点发送信道测量信号，以使接收到信道测量信号的接收节点根据所述信道测量信号估算所述任一通信节点与所述接收节点之间的信道的信道参数。

根据本发明的第二方面，提供了一种多链路的信道测量装置，其特征在于，应用于信道测量系统的任一通信节点，所述信道测量系统包含多个通信节点，每一通信节点装配有射频切换器，所述射频切换器用于切换相应通信节点对接的射频通道，所述射频通道包括用于接收信号的接收通道和用于发射信号的发送通道；所述装置包括：

接收单元：响应于所述任一通信节点成为接收节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为接收通道，并接收所述信道测量系统中的发送节点发送的信道测量信号；其中，每一通信节点对应有发送时段和接收时段，每一通信节点在相应的发送时段期间成为发送节点，在相应的接收时段期间成为接收节点；

估算单元：根据接收到的信道测量信号估算所述任一通信节点与当前的发送节点之间的信道的信道参数；

发送单元：响应于所述任一通信节点成为发送节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为发送通道，并向所述信道测量系统中的接收节点发送信道测量信号，以使接收到信道测量信号的接收节点根据所述信道测量信号估算所述任一通信节点与所述接收节点之间的信道的信道参数。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如第一方面中任一项所述的方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现第一方面中任一所述方法的步骤。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本发明的实施例中，一方面，为每一通信节点配备接收通道和发送通道，并通过通信节点装配的射频切换器对通信节点对接的射频通道进行切换，使得通信节点不再局限于单一功能，而是同时具备发送信号和接收信号的功能；另一方面，为每一通信节点设置发送时段和接收时段，使得信道测量系统中的所有通信节点之间的信道均可以得到测量，从而实现了高效率的多链路信道参数测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。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它附图。

图1是本发明公开实施例示出的一种多链路网络的示意图；

图2是本发明公开实施例示出的一种多链路的信道测量方法的流程图；

图3是本发明公开实施例示出的一种多链路的信道测量系统的示意图；

图4是本发明公开实施例示出的一种发送时段和接收时段分布的示意图；

图5是本发明公开实施例示出的一种电子设备的示意结构图；

图6是本发明公开实施例示出的一种多链路的信道测量装置的框图。

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发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面结合附图对本发明的一种多链路的信道测量系统的实施例进行详细描述。

无线信道，也就是无线的“频段（Channel）”，其是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道。高精度的信道参数测量是研究无线信道特性的重要方法。对于随机信道模型建模方法而言，其构建信道模型的信道参数需要利用信道参数估计算法从大量的实测数据中提取；此外，对于确定性信道模型建模方法而言，其性能评估和信道模型校准都需要利用实测数据。

传统的信道参数测量仅针对单链路的信道测量场景，即测量系统中仅包括两个通信节点，一个作为发送节点，用于发送信号；一个作为接收节点，用于接收信号。然而，该方法无法解决具有多通信节点的动态多链路网络的信道参数测量问题。如图1所示，多链路网络10包括多个通信节点（通信节点11-通信节点15），每一通信节点与另外四个通信节点之间均存在无线信道，因此，需要测量该多链路网络10中所有信道的信道参数，传统的信道参数测量方法显然无法适用。

为解决相关技术中存在的不足，本说明书提出了一种多链路的信道测量系统。

图2是本发明公开示例性实施例示出的一种多链路的信道测量方法的流程图，如图2所示，该方法应用于信道测量系统的任一通信节点，所述信道测量系统包含多个通信节点，每一通信节点装配有射频切换器，所述射频切换器用于切换相应通信节点对接的射频通道，所述射频通道包括用于接收信号的接收通道和用于发射信号的发送通道；至少可以包括以下步骤：

步骤202，响应于所述任一通信节点成为接收节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为接收通道，并接收所述信道测量系统中的发送节点发送的信道测量信号；其中，每一通信节点对应有发送时段和接收时段，每一通信节点在相应的发送时段期间成为发送节点，在相应的接收时段期间成为接收节点。

如图3所示，信道测量系统中包含发送节点21以及接收节点22-24，每一通信节点装配有射频切换器，例如：接收节点22装配有射频切换器221，射频切换器221用于切换接收通道222和发送通道223。当然，图3仅为信道测量系统的一种示例，本说明书提出的信道测量系统包括的通信节点的数量以及射频通道的数量并不进行限制。

通信节点的实际载体可以为服务器，该服务器可以为包含一独立主机的物理服务器，或者该服务器可以为主机集群承载的虚拟服务器。服务器上运行有通信节点对应的逻辑程序。在同一时刻，信道测量系统中只能存在一个通信节点对接的是发送通道，其余通信节点均需对接接收通道，若两个通信节点同时通过发送通道发射信号，将对信道参数测量造成干扰，影响信道参数的准确度。

一个通信节点在同一时刻仅能对接一个射频通道，通信节点需要通过对接的射频通道接收或者发送信号。射频切换器用于切换通信节点对接的射频通道。通信节点可以确定当前对接的射频通道的类型，若当前对接的射频通道与射频切换器需要切换的射频通道一致，则通信节点无需切换通道。

步骤204，根据接收到的信道测量信号估算所述任一通信节点与当前的发送节点之间的信道的信道参数。

信道参数为用于搭建信道模型所需使用的参数，该参数根据采集到的信道数据而生成，信道数据则根据接收到的信道测量信号而生成。具体的，信道参数可以包括下述至少之一：路径损耗（即信号强度）、能量域参数、时延域参数、频域参数、空间域参数、电平通过率、平均衰落时间。

步骤206，响应于所述任一通信节点成为发送节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为发送通道，并向所述信道测量系统中的接收节点发送信道测量信号，以使接收到信道测量信号的接收节点根据所述信道测量信号估算所述任一通信节点与所述接收节点之间的信道的信道参数。

如图4所示，本说明书中的信道测量系统主要应用于构建信道模型的“无线信道数据样本采集”步骤。设备研制由测量模式设计、硬件平台开发、控制系统和数据处理系统开发构成；场景信道测量主要由测量设备校准及准备、测量场景规划和信道数据样本采集构成；信道数据分析主要包括数据预处理、信道参数估计、模型分析及匹配等构成。

根据信道测量信号可以采集到的信道数据包含：信道冲击响应、TX位置信息（即发送节点的位置信息）、RX位置信息（即接收节点的位置信息）、其他外界环境信息（可由信道模型的开发人员自行设置）。

在该实施例中，一方面，为每一通信节点配备接收通道和发送通道，并通过通信节点装配的射频切换器对通信节点对接的射频通道进行切换，使得通信节点不再局限于单一功能，而是同时具备发送信号和接收信号的功能；另一方面，为每一通信节点设置发送时段和接收时段，使得信道测量系统中的所有通信节点之间的信道均可以得到测量，从而实现了高效率的多链路信道参数测量。

在一实施例中，在信道测量之前，所述方法还包括：获取配置文件，并根据所述配置文件确定所述任一通信节点的发送时段和接收时段。

该配置文件可以由信道测量系统的开发人员设计，在信道测量之前，发送至每一通信节点。各个通信节点的发送时段是错开的，不存在重叠。

在一实施例中，每一通信节点对应有节点编号，所述信道测量系统中所有通信节点的发送时段根据节点编号依序衔接。

以图3为例，假设发送节点21和接收节点22-24的节点编号依序为1、2、3、4，那么在发送节点21的发送时段之后，接收节点22-24将依序成为发送节点。

下面结合图4对该实施例进行详细说明，图4是本发明公开示例性实施例示出的一种发送时段和接收时段分布的示意图，如图4所示，“node”代表节点编号，“TX”发送时段，“RX”为接收时段，“snapshot”代表一次信道测量的时长。在0-T期间，节点编号为1的通信节点为发送节点，其他通信节点为接收节点；在T-2T期间，节点编号为2的通信节点为发送节点，节点编号在2之后的通信节点为接收节点。以此类推，直至节点编号为L-1的通信节点为发送节点，只有节点编号为L的通信节点为接收节点（信道测量系统中包含L个通信节点）。可以看出，通信节点的发送时段是根据节点编号衔接的。

在该实施例中，通过为通信节点设置节点编号，使得信道测量系统中的通信节点可以根据节点编号依序成为发送节点，使得测量的信道可以覆盖全部通信节点，避免有信道被遗漏。

进一步的，所述任一通信节点的接收时段从节点编号排在第一位的通信节点成为发送节点开始至所述任一通信节点成为发送节点结束。

如图4所示，通信节点在成为发送节点后将不再作为接收节点，因为在一个通信节点成为发送节点后，该通信节点与信道测量系统中其他通信节点之间的信道均已被测量，无需重复测量。

在该实施例中，将接收时段设置为：从节点编号排在第一位的通信节点成为发送节点开始至所述任一通信节点成为发送节点结束，使得通信节点之间的信道的信道参数不被重复测量，不仅节省了成本，还提升了信道参数测量的效率。

在一实施例中，所述信道测量系统中的每一通信节点装配有铷振荡器时钟，所述铷振荡器时钟用于保持所述通信节点的时间的稳定。

铷振荡器时钟，简称铷钟，又被称为铷原子钟，铷频标是一种被动型原子频率，利用的是基态超精细能级之间的跃迁，铷原子钟由铷量子部分和压控晶体振荡器组成。铷钟具有短期稳定性高，体积小巧，便于携带，价格合适的特点，非常适合于在各个领域使用，但由于铷原子的原子特性的原因，铷钟并不具有铯钟和氢钟那样优秀的长期稳定度，因而需要校准。为了提高铷钟的长期稳定度，可以通过使用GPS系统来对铷钟进行控制和校准。

进一步的，所述信道测量系统还包含同步节点，所述方法还包括：将自身的时间数据发送至所述同步节点，以使所述同步节点确定所述任一通信节点的时间与其他通信节点是否同步；在所述任一通信节点的时间与其他通信节点不同步的情况下，接收所述同步节点发送的时间调整指令，并对当前时间进行调整。

与通信节点类似，同步节点也可以部署于服务器上。同步节点可以与通信节点部署在同一服务器上，也可以部署在不同服务器上，本说明书并不对此进行限制。

每一通信节点装配的铷振荡器时钟可以包括GPS接收器，同步节点可以 通过每一通信节点装配的GPS接收器来同步不同通信节点的时间。具体的，在信道测量之前，通信节点可以通过自身装配的GPS接收器向同步节点获取当前时间信息，并根据当前时间信息矫正自身的时间。每个预设时长，同步节点可以从各个通信节点处获取时间数据，并判断是否存在时间异常的通信节点。若存在，则向该异常节点发送时间调整指令，以矫正该异常节点的时间，使得所有通信节点的时间同步。

在该实施例中，通过同步节点同步所有通信节点的时间，使得测量出的信道参数为同一时刻上的信道参数。

与前述方法的实施例相对应，本发明还提供了电子设备以及装置的实施例。

图5是本发明实施例示出的一种电子设备的示意结构图。请参考图5，在硬件层面，该设备包括处理器501、网络接口502、内存503、非易失性存储器504以及内部总线505，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。本发明一个或多个实施例可以基于软件方式来实现，比如由处理器501从非易失性存储器504中读取对应的计算机程序到内存503中然后运行。当然，除了软件实现方式之外，本发明一个或多个实施例并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

图6本发明实施例示出的一种多链路的信道测量装置的框图。请参考图6，该装置可以应用于如图6所示的设备中，应用于信道测量系统的任一通信节点，所述信道测量系统包含多个通信节点，每一通信节点装配有射频切换器，所述射频切换器用于切换相应通信节点对接的射频通道，所述射频通道包括用于接收信号的接收通道和用于发射信号的发送通道；该装置包括：

接收单元602，用于响应于所述任一通信节点成为接收节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为接收通道，并接收所述信道测量系统中的发送节点发送的信道测量信号；其中，每一通信节点对应有发送时段和接收时段，每一通信节点在相应的发送时段期间成为发送节点，在相应的接收时段期间成为接收节点；

估算单元604，用于根据接收到的信道测量信号估算所述任一通信节点与当前的发送节点之间的信道的信道参数；

第一发送单元606，用于响应于所述任一通信节点成为发送节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为发送通道，并向所述信道测量系统中的接收节点发送信道测量信号，以使接收到信道测量信号的接收节点根据所述信道测量信号估算所述任一通信节点与所述接收节点之间的信道的信道参数。

可选的，在信道测量之前，所述方法还包括：

获取单元608，用于获取配置文件，并根据所述配置文件确定所述任一通信节点的发送时段和接收时段。

可选的，每一通信节点对应有节点编号，所述信道测量系统中所有通信节点的发送时段根据节点编号依序衔接。

可选的，所述任一通信节点的接收时段从节点编号排在第一位的通信节点成为发送节点开始至所述任一通信节点成为发送节点结束。

可选的，所述信道测量系统中的每一通信节点装配有铷振荡器时钟，所述铷振荡器时钟用于保持所述通信节点的时间的稳定性。

可选的，所述信道测量系统还包含同步节点，所述方法还包括：

第二发送单元610，用于将自身的时间数据发送至所述同步节点，以使所述同步节点确定所述任一通信节点的时间与其他通信节点是否同步；

同步单元612，用于在所述任一通信节点的时间与其他通信节点不同步的情况下，接收所述同步节点发送的时间调整指令，并对当前时间进行调整。

可选的，所述信道参数包括下述至少之一：路径损耗、能量域参数、时延域参数、频域参数、空间域参数、电平通过率、平均衰落时间。

在该实施例中，一方面，为每一通信节点配备接收通道和发送通道，并通过通信节点装配的射频切换器对通信节点对接的射频通道进行切换，使得通信节点不再局限于单一功能，而是同时具备发送信号和接收信号的功能；另一方面，为每一通信节点设置发送时段和接收时段，使得信道测量系统中的所有通信节点之间的信道均可以得到测量，从而实现了高效率的多链路信道参数测量。

虽然本发明包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为限制任何发明的范围或所要求保护的范围，而是主要用于描述特定发明的具体实施例的特征。本发明内在多个实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实施。另一方面，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实施或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然特征可以如上所述在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。

类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定顺序执行或顺次执行、或者要求所有例示的操作被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中均需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中，或者封装成多个软件产品。

由此，主题的特定实施例已被描述。其他实施例在所附权利要求书的范围以内。在某些情况下，权利要求书中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍实现期望的结果。此外，附图中描绘的处理并非必需所示的特定顺序或顺次顺序，以实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有利的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种多链路的信道测量方法，其特征在于，应用于信道测量系统的任一通信节点，所述信道测量系统包含多个通信节点，每一通信节点装配有射频切换器，所述射频切换器用于切换相应通信节点对接的射频通道，所述射频通道包括用于接收信号的接收通道和用于发射信号的发送通道；所述方法包括：

响应于所述任一通信节点成为接收节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为接收通道，并接收所述信道测量系统中的发送节点发送的信道测量信号；其中，每一通信节点对应有发送时段和接收时段，每一通信节点在相应的发送时段期间成为发送节点，在相应的接收时段期间成为接收节点；

根据接收到的信道测量信号估算所述任一通信节点与当前的发送节点之间的信道的信道参数；

响应于所述任一通信节点成为发送节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为发送通道，并向所述信道测量系统中的接收节点发送信道测量信号，以使接收到信道测量信号的接收节点根据所述信道测量信号估算所述任一通信节点与所述接收节点之间的信道的信道参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在信道测量之前，所述方法还包括：

获取配置文件，并根据所述配置文件确定所述任一通信节点的发送时段和接收时段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一通信节点对应有节点编号，所述信道测量系统中所有通信节点的发送时段根据节点编号依序衔接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述任一通信节点的接收时段从节点编号排在第一位的通信节点成为发送节点开始至所述任一通信节点成为发送节点结束。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道测量系统中的每一通信节点装配有铷振荡器时钟，所述铷振荡器时钟用于保持所述通信节点的时间的稳定性。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信道测量系统还包含同步节点，所述方法还包括：

将自身的时间数据发送至所述同步节点，以使所述同步节点确定所述任一通信节点的时间与其他通信节点是否同步；

在所述任一通信节点的时间与其他通信节点不同步的情况下，接收所述同步节点发送的时间调整指令，并对当前时间进行调整。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道参数包括下述至少之一：路径损耗、能量域参数、时延域参数、频域参数、空间域参数、电平通过率、平均衰落时间。

8.一种多链路的信道测量装置，其特征在于，应用于信道测量系统的任一通信节点，所述信道测量系统包含多个通信节点，每一通信节点装配有射频切换器，所述射频切换器用于切换相应通信节点对接的射频通道，所述射频通道包括用于接收信号的接收通道和用于发射信号的发送通道；所述装置包括：

接收单元：响应于所述任一通信节点成为接收节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为接收通道，并接收所述信道测量系统中的发送节点发送的信道测量信号；其中，每一通信节点对应有发送时段和接收时段，每一通信节点在相应的发送时段期间成为发送节点，在相应的接收时段期间成为接收节点；

估算单元：根据接收到的信道测量信号估算所述任一通信节点与当前的发送节点之间的信道的信道参数；

发送单元：响应于所述任一通信节点成为发送节点，通过自身装配的射频切换器，将所述任一通信节点对接的射频通道切换为发送通道，并向所述信道测量系统中的接收节点发送信道测量信号，以使接收到信道测量信号的接收节点根据所述信道测量信号估算所述任一通信节点与所述接收节点之间的信道的信道参数。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一所述方法的步骤。