一種無線通信信道參數(shù)的估計方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線通信信道參數(shù)的估計方法及裝置，所述無線通信信道參數(shù)的估計方法沒有將所有的干擾信號看作為常數(shù)，而是將每一個干擾信號都看作符合瑞利分布的隨機變量，進而將一個或多個為隨機變量的干擾項引入通信信道參數(shù)的計算中，得到高精確的通信信道參數(shù)的結果。這種處理方式適用于存在任意數(shù)量的干擾項的無線通信系統(tǒng)中，應用在干擾項數(shù)量比較少的無線通信系統(tǒng)中能夠得到更加精確的通信信道參數(shù)，從而有效保障控制中心分析電力數(shù)據(jù)得到的結果的準確性。
【專利說明】一種無線通信信道參數(shù)的估計方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術領域】，更具體的說，是涉及一種無線通信信道參數(shù)的估計方法及裝置。
【背景技術】
[0002]在電網(wǎng)系統(tǒng)的運行管理中，需要通過對輸電網(wǎng)上的一些實時數(shù)據(jù)的分析來了解電網(wǎng)系統(tǒng)的各項參數(shù)及性能，從而更好的服務于電網(wǎng)系統(tǒng)的運行管理工作。而輸電網(wǎng)上的實時數(shù)據(jù)的采集，目前應用比較廣泛的一種方式是:在輸電線路上安裝無線傳感器來實時采集各種電力數(shù)據(jù)，然后將采集得到的電力數(shù)據(jù)通過中繼節(jié)點發(fā)往控制中心，以便于后續(xù)分析處理使用。
[0003]由于無線傳感器和中繼節(jié)點之間是通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬏旊娏?shù)據(jù)，且一個中繼節(jié)點負責收集轉發(fā)的電力數(shù)據(jù)可能對應多個無線傳感器，因此，一個中繼節(jié)點與W個無線傳感器之間的W個通信鏈路就會形成對應的W個無線通信信道。而相對于每一個單獨的通信信道而言，其他的通信信道就為干擾信道；相對于一個通信信道上傳輸?shù)男盘柖?，其他的通信信道上傳輸?shù)男盘柧蜑楦蓴_信號。因此，控制中心就需要了解無線傳感器與中繼節(jié)點之間的通信信道的參數(shù)信息，從而對噪聲和干擾信號做相應處理，以便于對接收到的電力數(shù)據(jù)進行準確的解析工作。
[0004]控制中心對噪聲的處理往往是將噪聲看成高斯隨機變量?，F(xiàn)有技術中，對干擾信號的處理是將所有干擾信號看作功率為常數(shù)(值的大小由發(fā)射功率和路徑損耗決定)的高斯白噪聲，這里的高斯白噪聲為一常數(shù)。對干擾信號的處理主要是采用中心極限定理的方法，該方法依據(jù)概率論與數(shù)理統(tǒng)計原理，指出大量隨機變量近似服從正態(tài)分布的條件。即設均值為μ，方差為σ 2的任意一個總體中抽取樣本量為W的樣本，當W充分大時，樣本均值的抽樣分布近似服從均值為U、方差為σ 2/η的正態(tài)分布。但是，在控制中心處理干擾項的過程中，中心極限定理的采用有一個前提條件，該條件為:干擾項的數(shù)量充分大。而在實際應用中，單個電網(wǎng)鐵塔上安裝的無線傳感器的個數(shù)是有限的，在這種情況下，干擾項比較少，采用中心極限定理來處理干擾項就存在比較大的誤差，從而影響無線通信信道參數(shù)的分析，進而影響控制中心分析得到的結果的準確性，甚至可能影響控制中心最終的管理運行策略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種無線通信信道參數(shù)的估計方法及裝置，以在無線通信信道中干擾項比較少的情況下，對干擾項進行處理并得到誤差允許范圍內(nèi)的處理結果，從而有效保障控制中心分析電力數(shù)據(jù)得到的結果的準確性。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0007]—種無線通信信道參數(shù)的估計方法，包括:
[0008]獲取W個電力數(shù)據(jù)信號；所述W為正整數(shù)；[0009]根據(jù)所述W個電力數(shù)據(jù)信號確定W條瑞利分布函數(shù)曲線；其中，每一條瑞利分布函數(shù)曲線僅與一個電力數(shù)據(jù)信號唯一對應；
[0010]針對每一個電力數(shù)據(jù)信號，根據(jù)與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線，以及其他的瑞利分布函數(shù)曲線，確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值，得到分別與所述W個電力數(shù)據(jù)信號一一對應的W個信干噪比值。
[0011]可選的，所述根據(jù)所述W個電力數(shù)據(jù)信號確定W條瑞利分布函數(shù)曲線，包括:
[0012]針對每一個電力數(shù)據(jù)信號，根據(jù)最大似然估計法估計出傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的現(xiàn)有信道參數(shù)；根據(jù)所述現(xiàn)有信道參數(shù)對所述電力數(shù)據(jù)信號進行解調(diào)，并根據(jù)解調(diào)結果確定與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線；得到W條瑞利分布函數(shù)曲線。
[0013]可選的，所述根據(jù)與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線，以及其他的瑞利分布函數(shù)曲線，確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值，包括:
[0014]根據(jù)所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線確定有用信號，并根據(jù)除所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線外的其他瑞利分布函數(shù)曲線確定所述電力數(shù)據(jù)信號的干擾信號；
[0015]確定所述電力數(shù)據(jù)信號中的噪聲信號；
[0016]根據(jù)所述有用信號、干擾信號和噪聲信號確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值。
[0017]可選的，在所述得到分別與所述W個電力數(shù)據(jù)信號一一對應的W個信干噪比值后，還包括:
[0018]針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的質(zhì)量參數(shù)。
[0019]可選的，所述針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的質(zhì)量參數(shù)，包括:
[0020]針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的中斷概率、誤碼率和信道容量。
[0021]一種無線通信信道參數(shù)的估計裝置，包括:
[0022]信號獲取模塊，用于獲取W個電力數(shù)據(jù)信號；所述W為正整數(shù)；
[0023]函數(shù)曲線確定模塊，用于根據(jù)所述W個電力數(shù)據(jù)信號確定W條瑞利分布函數(shù)曲線；其中，每一條瑞利分布函數(shù)曲線僅與一個電力數(shù)據(jù)信號唯一對應；
[0024]信干噪比確定模塊，用于針對每一個電力數(shù)據(jù)信號，根據(jù)與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線，確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值，得到分別與所述W個電力數(shù)據(jù)信號一一對應的W個信干噪比值。
[0025]可選的，所述函數(shù)曲線確定模塊包括:
[0026]現(xiàn)有信道參數(shù)確定模塊，用于根據(jù)最大似然估計法估計出傳輸電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的現(xiàn)有信道參數(shù)；
[0027]信號解調(diào)模塊，用于根據(jù)所述現(xiàn)有信道參數(shù)對所述電力數(shù)據(jù)信號進行解調(diào)；
[0028]曲線確定模塊，用于根據(jù)解調(diào)結果確定與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線。[0029]可選的，信干噪比確定模塊包括:
[0030]有用信號確定模塊，用于根據(jù)所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線，確定所述電力數(shù)據(jù)信號的有用信號；
[0031]干擾信號確定模塊，用于根據(jù)除所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線外的其他瑞利分布函數(shù)曲線，確定所述電力數(shù)據(jù)信號的干擾信號；
[0032]噪聲信號確定模塊，用于確定所述電力數(shù)據(jù)信號中的噪聲信號；
[0033]信干噪比確定子模塊，用于根據(jù)所述有用信號、干擾信號和噪聲信號確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值。
[0034]可選的，還包括:
[0035]質(zhì)量參數(shù)確定模塊，用于針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的質(zhì)量參數(shù)。
[0036]可選的，所述質(zhì)量參數(shù)確定模塊具體用于:針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的中斷概率、誤碼率和信道容量。
[0037]經(jīng)由上述的技術方案可知，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例公開了一種無線通信信道參數(shù)的估計方法及裝置，所述無線通信信道參數(shù)的估計方法沒有將所有的干擾信號看作為常數(shù)，而是將每一個干擾信號都看作符合瑞利分布的隨機變量，進而將一個或多個為隨機變量的干擾項引入通信信道參數(shù)的計算中，得到高精確的通信信道參數(shù)的結果。這種處理方式適用于存在任意數(shù)量的干擾項的無線通信系統(tǒng)中，應用在干擾項數(shù)量比較少的無線通信系統(tǒng)中能夠得到更加精確的通信信道參數(shù)，從而有效保障控制中心分析電力數(shù)據(jù)得到的結果的準確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為電力數(shù)據(jù)的采集及傳送系統(tǒng)的布局示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明實施例公開的無線通信信道參數(shù)的估計方法的流程圖；
[0041]圖3為本發(fā)明實施例公開的確定傳輸電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干燥比值的流程圖；
[0042]圖4為本發(fā)明實施例公開的另一個無線通信信道參數(shù)的估計方法的流程圖；
[0043]圖5為本發(fā)明實施例公開的無線通信信道參數(shù)的估計裝置的結構示意圖；
[0044]圖6為本發(fā)明實施例公開的信干噪比確定模塊的結構示意圖；
[0045]圖7為本發(fā)明實施例公開的另一個無線通信信道參數(shù)的估計裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0046]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0047]為了便于理解本發(fā)明實施例，下面給出電力數(shù)據(jù)從采集到傳送至控制中心的場景介紹。
[0048]圖1為電力數(shù)據(jù)的采集及傳送系統(tǒng)的布局示意圖，參見圖1所示，在輸電網(wǎng)中，單個鐵塔中包括多個無線傳感器，所述多個無線傳感器可以設置在相同或不同的電線上，在每個鐵塔的塔頂都設置有一個中繼節(jié)點，用于收集本鐵塔上的無線傳感器采集到的電力數(shù)據(jù)，然后中繼節(jié)點可以將收集到的數(shù)據(jù)信息傳送給相鄰鐵塔上的中繼節(jié)點，以此類推，最后輸電線路兩端的鐵塔上的中繼節(jié)點將接收到的所有電力數(shù)據(jù)發(fā)送給控制中心。其中，中繼節(jié)點向相鄰鐵塔上的中繼節(jié)點傳送信息，可以是雙向傳送，即同時將信息傳送給前后鐵塔上的中繼節(jié)點上。
[0049]圖2為本發(fā)明實施例公開的無線通信信道參數(shù)的估計方法的流程圖，本方法的執(zhí)行主體可以為輸電系統(tǒng)的控制中心，也可以為單獨的處理器。參見圖2所示，所述無線通信信道參數(shù)的估計方法可以包括:
[0050]步驟201:獲取W個電力數(shù)據(jù)信號；
[0051]其中，所述W為正整數(shù)。所述W個電力數(shù)據(jù)信號中的每一個電力數(shù)據(jù)信號都是通過不同的信道傳送的，也就是說，如果接受到的電力數(shù)據(jù)信號有W個，那么就必然存在W個無線通信信道。同一個電力數(shù)據(jù)信號在不同的時刻，其性質(zhì)也不同，例如，當需要獲取第一個信道的信道參數(shù)時，第一個信道上傳送的第一電力數(shù)據(jù)信號就為有用信號，而其他信道上傳送的電力數(shù)據(jù)信號就為干擾信號；當需要獲取第二個信道的信道參數(shù)時，第二個信道上上傳送的第二電力數(shù)據(jù)信號就為有用信號，而包括第一個信道上傳送的第一電力數(shù)據(jù)信號的其他信道上傳送的電力數(shù)據(jù)信號就為干擾信號。這樣，就能夠得到每一個信道的信道參數(shù)，以方便通信系統(tǒng)中任意一個信道上的電力數(shù)據(jù)信號的接收處理。
[0052]步驟202:根據(jù)所述W個電力數(shù)據(jù)信號確定W條瑞利分布函數(shù)曲線；
[0053]其中，每一條瑞利分布函數(shù)曲線僅與一個電力數(shù)據(jù)信號唯一對應。
[0054]本發(fā)明實施例中，每一個電力數(shù)據(jù)信號都有與自身對應的瑞利分布函數(shù)曲線，因此，每一個電力數(shù)據(jù)信號都可以看做隨機變量，這樣，在確定一個電力數(shù)據(jù)信號的傳輸信道的信道參數(shù)時，其他信道上的干擾信號都為隨機變量。由于信道的狀態(tài)是時刻發(fā)生變化的，因此，將干擾信號看做隨機變量來處理更符合實際情況中的場景，從而最終根據(jù)干擾項計算得到的信道參數(shù)也更加精確。
[0055]步驟203:針對每一個電力數(shù)據(jù)信號，根據(jù)與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線，以及其他的瑞利分布函數(shù)曲線，確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值，得到分別與所述W個電力數(shù)據(jù)信號一一對應的W個信干噪比值。
[0056]步驟203可以概括為:根據(jù)所述W個瑞利分布函數(shù)曲線得到分別與W個電力數(shù)據(jù)信號一一對應的W個信干噪比值。這里所述的與電力數(shù)據(jù)信號對應的信干噪比值，是指傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值。
[0057]其中，每一個信干噪比值與一個電力數(shù)據(jù)信號對應，而每一個電力數(shù)據(jù)信號又有一個單獨的傳輸信道，因此，每一個信干噪比值都與一個傳輸信道對應。所述信干噪比值可以為與其對應的信道的一項信道參數(shù)。
[0058]由于各個電力數(shù)據(jù)信號對應的信道都符合瑞利分布，因此，電力數(shù)據(jù)信號在經(jīng)過衰落后，在接收端接收到的電力數(shù)據(jù)信號中的有用信號為a I h 12，其服從自由度為2的卡方分布。其中，a為無線傳感器發(fā)射電力數(shù)據(jù)信號的發(fā)射功率。
[0059]如果在一個鐵塔上設置有N個用于測量同一個電力數(shù)據(jù)的無線傳感器，將所述電力數(shù)據(jù)定義為第一電力數(shù)據(jù)，那么在控制中心接收到的W個電力數(shù)據(jù)信號中也包括N個第一電力數(shù)據(jù)信號，如果現(xiàn)在需要計算傳輸所述第一電力數(shù)據(jù)信號的信道的信道參數(shù)，那么此時控制中心接收到的W個電力數(shù)據(jù)信號中也包括N個有用信號，此時的有用信號為
【權利要求】
1.一種無線通信信道參數(shù)的估計方法，其特征在于，包括: 獲取W個電力數(shù)據(jù)信號；所述W為正整數(shù)； 根據(jù)所述W個電力數(shù)據(jù)信號確定W條瑞利分布函數(shù)曲線；其中，每一條瑞利分布函數(shù)曲線僅與一個電力數(shù)據(jù)信號唯一對應； 針對每一個電力數(shù)據(jù)信號，根據(jù)與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線，以及其他的瑞利分布函數(shù)曲線，確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值，得到分別與所述W個電力數(shù)據(jù)信號一一對應的W個信干噪比值。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線通信信道參數(shù)的估計方法，其特征在于，所述根據(jù)所述W個電力數(shù)據(jù)信號確定W條瑞利分布函數(shù)曲線，包括: 針對每一個電力數(shù)據(jù)信號，根據(jù)最大似然估計法估計出傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的現(xiàn)有信道參數(shù)；根據(jù)所述現(xiàn)有信道參數(shù)對所述電力數(shù)據(jù)信號進行解調(diào)，并根據(jù)解調(diào)結果確定與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線；得到W條瑞利分布函數(shù)曲線。
3.根據(jù)權利要求1所述的無線通信信道參數(shù)的估計方法，其特征在于，所述根據(jù)與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線，以及其他的瑞利分布函數(shù)曲線，確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值，包括: 根據(jù)所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線確定有用信號，并根據(jù)除所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線外的其他瑞利分布函數(shù)曲線確定所述電力數(shù)據(jù)信號的干擾信號； 確定所述電力數(shù)據(jù)信號中的噪聲信號； 根據(jù)所述有用信號、干擾信號和噪聲信號確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值。
4.根據(jù)權利要求1所述的無線通信信道參數(shù)的估計方法，其特征在于，在所述得到分別與所述W個電力數(shù)據(jù)信號一一對應的W個信干噪比值后，還包括: 針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的質(zhì)量參數(shù)。
5.根據(jù)權利要求4所述的無線通信信道參數(shù)的估計方法，其特征在于，所述針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的質(zhì)量參數(shù)，包括: 針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的中斷概率、誤碼率和信道容量。
6.一種無線通信信道參數(shù)的估計裝置，其特征在于，包括: 信號獲取模塊，用于獲取W個電力數(shù)據(jù)信號；所述W為正整數(shù)； 函數(shù)曲線確定模塊，用于根據(jù)所述W個電力數(shù)據(jù)信號確定W條瑞利分布函數(shù)曲線；其中，每一條瑞利分布函數(shù)曲線僅與一個電力數(shù)據(jù)信號唯一對應； 信干噪比確定模塊，用于針對每一個電力數(shù)據(jù)信號，根據(jù)與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線，確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值，得到分別與所述W個電力數(shù)據(jù)信號一一對應的W個信干噪比值。
7.根據(jù)權利要求6所述的無線通信信道參數(shù)的估計裝置，其特征在于，所述函數(shù)曲線確定模塊包括: 現(xiàn)有信道參數(shù)確定模塊，用于根據(jù)最大似然估計法估計出傳輸電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的現(xiàn)有信道參數(shù)； 信號解調(diào)模塊，用于根據(jù)所述現(xiàn)有信道參數(shù)對所述電力數(shù)據(jù)信號進行解調(diào)； 曲線確定模塊，用于根據(jù)解調(diào)結果確定與所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線。
8.根據(jù)權利要求6所述的無線通信信道參數(shù)的估計裝置，其特征在于，信干噪比確定模塊包括: 有用信號確定模塊，用于根據(jù)所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線，確定所述電力數(shù)據(jù)信號的有用信號； 干擾信號確定模塊，用于根據(jù)除所述電力數(shù)據(jù)信號對應的瑞利分布函數(shù)曲線外的其他瑞利分布函數(shù)曲線，確定所述電力數(shù)據(jù)信號的干擾信號； 噪聲信號確定模塊，用于確定所述電力數(shù)據(jù)信號中的噪聲信號； 信干噪比確定子模塊，用于根據(jù)所述有用信號、干擾信號和噪聲信號確定傳輸所述電力數(shù)據(jù)信號的無線通信信道的信干噪比值。
9.根據(jù)權利要求6所述的無線通信信道參數(shù)的估計裝置，其特征在于，還包括: 質(zhì)量參數(shù)確定模塊，用于針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的質(zhì)量參數(shù)。
10.根據(jù)權利要求9所述的無線通信信道參數(shù)的估計裝置，其特征在于，所述質(zhì)量參數(shù)確定模塊具體用于:針對每一個信干噪比值，確定與所述信干噪比值對應的無線通信信道的中斷概率、誤碼率和信道容量。`
【文檔編號】H04W28/18GK103582027SQ201310634670
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權日:2013年12月2日
【發(fā)明者】劉玉璽, 王文紅, 胡博, 歐陽紅, 趙加奎 申請人:北京中電普華信息技術有限公司, 國家電網(wǎng)公司