基于無線環(huán)境圖的無線信道估計(jì)方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無線環(huán)境圖的無線信道估計(jì)方 法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，為軌道交通列車全面監(jiān)控以及旅客提供高速寬帶的無 線通信環(huán)境，對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)提出了一個(gè)新的挑戰(zhàn)。無線移動(dòng)通信技術(shù)大部分都是基于蜂 窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的，并沒有考慮軌道交通本身的獨(dú)特性，不能較好地滿足列車監(jiān)控、旅客數(shù) 據(jù)通信等要求。面向認(rèn)知無線電環(huán)境認(rèn)知的無線環(huán)境圖（Radio Environment Map, REM)能 夠提供多維無線通信環(huán)境信息，如信道狀態(tài)信息（Channel State Information, CSI)。而基 于軌道交通無線環(huán)境圖（REM for Railway)的信道估計(jì)算法及信道補(bǔ)償算法能夠提升軌道 交通環(huán)境下（尤其是高速鐵路、地鐵環(huán)境下）無線通信接收機(jī)的解調(diào)性能。
[0003] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中，基于無線環(huán)境圖對(duì)無線信道進(jìn)行估計(jì)時(shí)，當(dāng)無線環(huán)境圖所存儲(chǔ) 的信道參數(shù)信息與實(shí)際信道環(huán)境存在偏差時(shí)，接收機(jī)解調(diào)性能會(huì)惡化，這就直接導(dǎo)致無線 通信環(huán)境的惡化，從而不能為旅客提供良好的通信體驗(yàn)，也不能對(duì)列車的進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)的 監(jiān)控，列車運(yùn)行存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于無線環(huán)境圖的信道估計(jì)方法和裝置，能夠結(jié)合無線 環(huán)境圖對(duì)當(dāng)前通信環(huán)境的信道參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，當(dāng)實(shí)際信道參數(shù)與無線環(huán)境圖所提供的 信道狀態(tài)信息存在較大偏差時(shí)，則利用在線信道估計(jì)值更新無線環(huán)境圖中相應(yīng)的信道參 數(shù)，并基于認(rèn)知無線電的認(rèn)知機(jī)理，在無線通信系統(tǒng)的工作過程中，不斷優(yōu)化無線環(huán)境圖信 道參數(shù)，從而提升無線通信系統(tǒng)通信質(zhì)量與可靠性。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于無線環(huán)境圖的信道估計(jì)方法，所述方法 包括：
[0006] 步驟S1，獲取無線通信設(shè)備的當(dāng)前位置信息，并從所述無線環(huán)境圖中檢索與所述 當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的當(dāng)前信道狀態(tài)信息；
[0007] 步驟S3,根據(jù)導(dǎo)頻信息計(jì)算所述無線通信設(shè)備當(dāng)前位置的誤差矢量幅度EVM值；
[0008] 步驟S4,將所述EVM值與預(yù)設(shè)的閾值EVM^行比較，當(dāng)所述EVM大于EVM 8時(shí)，轉(zhuǎn) 入步驟S5 ;當(dāng)所述EVM小于或等于EVMJt，轉(zhuǎn)入步驟Sl ;
[0009] 步驟S5,采用信道狀態(tài)信息CSI在線信道估計(jì)算法，估計(jì)信道狀態(tài)信息，并對(duì)所述 當(dāng)前信道狀態(tài)信息進(jìn)行更新。
[0010] 上述方案中，所述步驟S5中采用CSI在線信道估計(jì)算法，估計(jì)信道狀態(tài)信息，進(jìn)一 步包括：
[0011] 步驟S511，根據(jù)所述導(dǎo)頻信息和所檢索的無線環(huán)境圖中的信道狀態(tài)信息，構(gòu)建第 一信道估計(jì)關(guān)系式；
[0012] 步驟S512,對(duì)所述第一信道估計(jì)關(guān)系式進(jìn)行求解，根據(jù)所述求解的結(jié)果更新所述 無線環(huán)境圖中的所述當(dāng)前信道狀態(tài)信息，轉(zhuǎn)入步驟S3。
[0013] 上述方案中，所述步驟S5中采用CSI在線信道估計(jì)算法，估計(jì)信道狀態(tài)信息，進(jìn)一 步包括：
[0014] 步驟S521，根據(jù)導(dǎo)頻信息進(jìn)行變換域信道估計(jì)；
[0015] 步驟S522,根據(jù)變換域信道估計(jì)得到的信道頻率響應(yīng)信息、無線環(huán)境圖中存儲(chǔ)的 信道狀態(tài)信息構(gòu)建第二信道估計(jì)關(guān)系式；
[0016] 步驟S523,對(duì)所述第二信道估計(jì)關(guān)系式進(jìn)行求解，并根據(jù)所述求解的結(jié)果更新無 線環(huán)境圖中的所述當(dāng)前信道狀態(tài)信息。
[0017] 上述方案中，所述方法在步驟Sl之后、步驟S3之前還包括：
[0018] 步驟S2,根據(jù)所述信道狀態(tài)信息，對(duì)射頻前端獲取的接收信號(hào)進(jìn)行信道補(bǔ)償。
[0019] 上述方案中，所述步驟S3還包括：對(duì)已進(jìn)行信道補(bǔ)償?shù)慕邮招盘?hào)進(jìn)行處理。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種基于無線環(huán)境圖的無線信道估計(jì)裝置， 所述裝置包括：接收機(jī)，EVM值計(jì)算模塊，EVM值比較模塊，信道估計(jì)模塊，信道信息更新模 塊；其中，
[0021] 所述接收機(jī)用于獲取無線通信設(shè)備的當(dāng)前位置信息，并從所述無線環(huán)境圖中檢索 與所述當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的當(dāng)前信道狀態(tài)信息；
[0022] 所述EVM值計(jì)算模塊與所述接收機(jī)相連，用于根據(jù)導(dǎo)頻信息計(jì)算所述無線通信設(shè) 備當(dāng)前位置的誤差矢量幅度EVM值；
[0023] 所述EVM值比較模塊同時(shí)與所述接收機(jī)、所述EVM值計(jì)算模塊和所述信道估計(jì)模 塊相連，用于接收所述EVM值計(jì)算模塊所計(jì)算的EVM值，并將所述EVM值與預(yù)設(shè)的閾值EVM g 進(jìn)行比較，當(dāng)所述EVM大于EVMjt，啟動(dòng)信道估計(jì)模塊；當(dāng)所述EVM小于或等于EVM 8時(shí)，啟 動(dòng)接收機(jī)；
[0024] 所述信道估計(jì)模塊同時(shí)與EVM值比較模塊和所述信道信息更新模塊相連，用于采 用CSI在線信道估計(jì)算法，估計(jì)信道狀態(tài)信息；
[0025] 所述信道信息更新模塊與所述信道估計(jì)模塊相連，用于接收所述信道估計(jì)模塊所 重新估計(jì)的信道狀態(tài)信息，并對(duì)所述當(dāng)前信道狀態(tài)信息進(jìn)行更新。
[0026] 上述方案中，所述信道估計(jì)模塊進(jìn)一步用于：
[0027] 根據(jù)所述導(dǎo)頻信息和所檢索的無線環(huán)境圖中的信道狀態(tài)信息，構(gòu)建第一信道估計(jì) 關(guān)系式；
[0028] 對(duì)所述第一信道估計(jì)關(guān)系式進(jìn)行求解，根據(jù)所述求解的結(jié)果更新所述無線環(huán)境圖 中的所述當(dāng)前信道狀態(tài)信息，并啟動(dòng)EVM值計(jì)算模塊。
[0029] 上述方案中，所述信道估計(jì)模塊進(jìn)一步用于：
[0030] 根據(jù)導(dǎo)頻信息進(jìn)行變換域信道估計(jì)；
[0031] 根據(jù)變換域信道估計(jì)得到的信道頻率響應(yīng)信息、無線環(huán)境圖中存儲(chǔ)的信道狀態(tài)信 息構(gòu)建第二信道估計(jì)關(guān)系式；
[0032] 對(duì)所述第二信道估計(jì)關(guān)系式進(jìn)行求解，并根據(jù)所述求解的結(jié)果更新無線環(huán)境圖中 的所述當(dāng)前信道狀態(tài)信息。
[0033] 上述方案中，所述接收機(jī)還用于：
[0034] 根據(jù)所述信道狀態(tài)信息，對(duì)射頻前端獲取的接收信號(hào)進(jìn)行信道補(bǔ)償。
[0035] 上述方案中，所述接收機(jī)還用于：對(duì)已進(jìn)行信道補(bǔ)償?shù)慕邮招盘?hào)進(jìn)行處理。
[0036] 本發(fā)明的基于無線環(huán)境圖的信道估計(jì)方法，所述方法首先獲取無線通信設(shè)備的當(dāng) 前位置信息，并從所述無線環(huán)境圖中檢索與所述當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的當(dāng)前信道狀態(tài)信息；根據(jù) 導(dǎo)頻信息計(jì)算所述無線通信設(shè)備當(dāng)前位置的誤差矢量幅度EVM值；將所述EVM值與預(yù)設(shè)的 閾值EVM g?行比較，當(dāng)所述EVM大于EVM 8時(shí)，采用CSI在線信道估計(jì)算法，估計(jì)信道狀態(tài)信 息，并對(duì)所述當(dāng)前信道狀態(tài)信息進(jìn)行更新；當(dāng)所述EVM小于EVMJt，則繼續(xù)對(duì)下一位置處的 信道進(jìn)行判斷。本發(fā)明的信道估計(jì)方法，能夠結(jié)合無線環(huán)境圖對(duì)當(dāng)前通信環(huán)境的信道參數(shù) 進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，當(dāng)實(shí)際信道參數(shù)與無線環(huán)境圖所提供的信道狀態(tài)信息存在較大偏差時(shí)，則 利用環(huán)境認(rèn)知理論，通過對(duì)信道參數(shù)的估計(jì)算法得出更切合實(shí)際的信道狀態(tài)信息如信道參 數(shù)，并更新無線環(huán)境圖中相應(yīng)的信道狀態(tài)信息如信道參數(shù)，基于認(rèn)知無線電的認(rèn)知機(jī)理，在 無線通信系統(tǒng)的工作過程中，不斷優(yōu)化無線環(huán)境圖信道參數(shù)，從而提升無線通信系統(tǒng)通信 質(zhì)量與可靠性。
【附圖說明】
[0037] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用 的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0038] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的基于無線環(huán)境圖的無線信道估計(jì)方法流程示意圖；
[0039] 圖2為實(shí)施例一的迭代信道參數(shù)估計(jì)算法流程示意圖；
[0040]圖3為實(shí)施例一的變換域信道參數(shù)估計(jì)算法流程示意圖；
[0041] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的基于無線環(huán)境圖的無線信道估計(jì)方法流程示意圖；
[0042] 圖5為實(shí)施例二的軌道交通高架橋場(chǎng)景示意圖；
[0043] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例三的基于無線環(huán)境圖的無線信道估計(jì)方法流程示意圖；
[0044] 圖7為實(shí)施例三中，四種不同接收機(jī)的EVM性能圖；
[0045] 圖8為實(shí)施例三中，四種不同接收機(jī)的平均EVM性能圖；
[0046] 圖9為實(shí)施例三中，四種不同接收機(jī)的BER性能圖；
[0047] 圖10為實(shí)例施例三中，四種不同接收機(jī)的平均BER性能圖；
[0048] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例四的基于無線環(huán)境圖的無線信道估計(jì)方法流程示意圖；
[0049] 圖12為實(shí)施例四中，四種不同接收機(jī)的EVM性能圖；
[0050] 圖13為實(shí)施例四中，四種不同接收機(jī)的平均EVM性能圖；
[0051] 圖14為實(shí)施例四中，四種不同接收機(jī)的BER性能圖；
[0052] 圖15為實(shí)施例四中，四種不同接收機(jī)的平均BER性能圖；
[0053] 圖16為本發(fā)明實(shí)施例五的基于無線環(huán)境圖的無線信道估計(jì)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054] 本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式"一"、"一 個(gè)"、"所述"和"該"也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措 辭"包括"是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加 一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元 件被"連接"或"耦接"到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在 中間元件。此外，這里使用的"連接"或"耦接"可以包括無線連接或耦接。這里使用的措 辭"和/或"包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。
[0055] 本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù) 術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng) 該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的 意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0056] 為便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，通過參考附圖 描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
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