[发明专利]一种基于小波分解阈值去噪的无线信道测量的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域，尤其涉及一种基于小波分解阈值去噪的无线信道测量的方法及其装置。

背景技术

无线信道是影响无线移动通信系统性能的关键因素。无线信道在空时相关性、频率选择性等诸多方面呈现出的特性对移动通信系统的设计提出挑战。因此，研究无线信道传播特性是研究移动通信新技术的前提与关键。

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。常用的无线信道测量方式有直接脉冲测量、频域信道测量、扩频滑动相关测量。直接脉冲测量受噪声和干扰的影响严重，频域信道测量需要收发端严格同步而不适合应用于室外测量。而扩频滑动相关法利用扩频特性降低通带干扰，同时拥有很高的测量精度，因此无线信道测量中常用扩频滑动相关法。在测得大量的信道数据后，需要提取信道冲激响应并抽取无线信道参数，如多径的数目、每径的时延、水平离开角、垂直离开角、水平到达角、垂直到达角、多普勒频移、极化复幅度等，以便深入研究实际信道的特征及变化规律。

由于无线信道测量中随机噪声的存在，在信道测量的数据处理中，如何从测量数据中进一步提取出准确的信道冲激响应成为一个基础性问题。这是准确获得路径损耗、时延扩展、角度扩展、空间相关性，乃至系统容量等信道特征参数的前提和基础。信道冲激响应的准确性决定了后续获得的信道特征参数的准确性和可靠性。

在扩频滑动测量法中，对接收信号进行窄带滤波，因此信道中的高斯白噪声在接收信号中表现为窄带噪声。由扩频通信原理可知，滑动相关处理在对原接收信号中有效信号部分解扩的同时也对窄带噪声进行了扩频，使得接收带宽内的噪声平均功率降低。从这个角度上看，扩频滑动相关对于测量过程中的信道噪声有一定的抑制作用。然而，由于扩频伪随机序列本身自相关的非理想性，在测量过程中本身又引入了自相关的干扰，增加了噪声干扰的影响，增大了信道冲激响应的误差。而现有的测量过程均忽略噪声和滑动相关带来的干扰，认为滑动相关结果即是信道冲激响应。因此需要进一步消除信道噪声和减小滑动相关干扰，从而准确地提取信道冲激响应，进而抽取准确度更高的信道特征参数，为后续信道建模提供更为可靠的保证。

近年来，基于小波分解和重构的信号去噪处理得到了广泛应用，并显示出比传统傅里叶分析更优越的性质。由于测量获得的信号可能包含许多尖峰和突变部分，并且测量噪声也不是平稳的高斯白噪声，对这种信号进行去噪处理和分析，传统的傅里叶分析显得无能为力。传统的傅里叶分析不能给出信号在某个时间点上的变化情况，所以信号在时间轴上任何一个突变，都会影响信号的整个谱图。而小波分析能同时在时频域中对信号进行多分辨率分析，在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率，所以能同时有效区分信号中的突变部分和噪声，可以依据合理的阈值函数以及阈值对小波系数进行处理从而实现信号的去噪。

综上所述，传统的无线信道测量中忽略噪声和滑动相关引入的干扰，使得测量结果和实际信道冲激响应存在一定的误差，并且此误差对后续的信道参数的提取以及信道建模都有不同程度的影响。而结合小波分析将信号从时域变换到小波域；对变换所得的小波系数进行分析，根据小波系数的特点选取适合的阈值函数以及阈值；继而依据选定的处理方式对小波系数进行处理，可以去除属于噪声和干扰的部分，处理修正小波系数中属于有用信号的部分；其后对处理后的小波系数和尺度系数进行小波重构，恢复出去除噪声干扰的信道冲激响应。

发明内容

本发明旨在提供一种基于小波分解阈值去噪的无线信道测量的方法及其装置，其目的在于降低噪声对信道冲激响应的干扰，提高信道测量结果的准确性和有效性，为后续信道特性研究提供可靠的数据基础。

本发明提供一种基于小波分解阈值去噪的无线信道测量的方法，包括以下步骤：

(1)使用扩频滑动相关法完成对无线信道的测量，得到含有噪声的信道冲激响应；

(2)对信道冲激响应进行多分辨率小波分解，将信道冲激响应从时域变换到小波域；

(3)合理选取阈值函数和阈值，将噪声所对应的小波系数按阈值函数进行处理；

(4)进行小波重构，将经过去噪处理后的信道冲激响应从小波域变换回时域；

(5)存储经过去噪处理的信道冲激响应，用于信道特性的研究。

本发明旨在提供一种基于小波分解阈值去噪的无线信道测量的装置，包括：

测量模块，使用扩频滑动相关法进行无线信道测量，得到信道冲激响应；