信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法与相关技术

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通信技术中的错误检测和纠正方法

通信技术中的错误检测和纠正方法

通信技术中的错误检测和纠正方法在现代高速通信领域中,信息的准确传输至关重要。

然而,在数据传输过程中,由于噪声、干扰和其他因素的存在,数据中可能会出现错误。

为了保证数据的完整性和可靠性,在通信技术中使用了错误检测和纠正方法。

本文将介绍一些常用的错误检测和纠正方法,包括奇偶校验、循环冗余校验(CRC)和海明码。

首先,奇偶校验是一种简单但有效的错误检测方法。

在奇偶校验中,每个数据字节的最后一位被用来表示该字节中1的个数是奇数还是偶数。

例如,如果一个数据字节中有奇数个1,则该字节的最后一位为1,否则为0。

在接收端,接收到的数据将被重新计算奇偶校验位,并与发送端发送的奇偶校验位进行比较。

如果两者不一致,则说明数据在传输过程中发生了错误。

然而,奇偶校验只能检测错误,而无法纠正错误。

为了解决这个问题,循环冗余校验(CRC)被广泛应用于通信技术中。

CRC使用多项式除法来生成一个校验码,该校验码与发送的数据一起传输。

在接收端,接收到的数据经过同样的多项式除法,并将生成的校验码与发送端发送的校验码进行比较。

如果两者一致,则数据传输没有错误。

如果校验码不一致,则说明数据在传输过程中发生了错误。

CRC 能够检测和纠正多个位的错误,而且具有较低的错误率。

除了CRC,海明码是另一种常用的错误检测和纠正方法。

海明码是一种有冗余位的错误检测和纠正编码技术。

在发送端,数据通过添加冗余位来构建海明码。

这些冗余位表示了数据位中的硬错误,并用于纠正错误。

在接收端,接收到的数据经过海明码检验,如果有错误被检测到,接收端将使用海明码中的冗余位来识别和纠正错误。

海明码可以纠正单个位的错误,并能检测和纠正多个位的错误。

总结来说,在通信技术中,错误检测和纠正方法起到了保证数据传输可靠性的重要作用。

奇偶校验是一种简单但有限的错误检测方法,可以检测错误但无法纠正错误。

循环冗余校验(CRC)通过生成校验码来检测和纠正多个位的错误,具有较低的错误率。

而海明码则是一种冗余编码技术,能够纠正单个位的错误,并能检测和纠正多个位的错误。

一种用于阵列测向的多通道幅相误差校正方法

一种用于阵列测向的多通道幅相误差校正方法

一种用于阵列测向的多通道幅相误差校正方法王纯钢【摘要】在阵列测向研究领域,无论采用何种算法,都有一些假定的理想前提条件,这将不影响算法的正确性验证.但在实际的系统应用中时,这些假定的条件,有的就不再成立,从而使测向算法产生较大的估计误差,甚至失效.提出了一种通道误差校正方法,可对由于各通道在制造时不可避免产生的幅度与相位误差进行校正.仿真结果证明,这种校正方法是有效的.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2013(036)005【总页数】4页(P77-79,120)【关键词】阵列测向;空间谱估计;误差校正【作者】王纯钢【作者单位】中国电子科技集团公司51所,上海201802【正文语种】中文【中图分类】TN971.10 引言不论是哪种空间谱估计算法都是对信号的复值进行处理,由于进入阵列系统的信号电平比较低,所以进行处理前都需要对接收的信号进行放大和Hilbert变换等一系列的处理。

阵列信号处理的物理基础是信号进入接收阵列的各个阵元后,阵元输出的信号之间有严格的相关性。

为此,要求信号进入接收阵列系统后,经过放大和Hilbert变换等处理后得到的复信号也有严格的相关性。

换句话说,要求从阵列接收系统阵元的感应到复信号输出的整个过程中,阵列接收系统的各通道要有严格的相关性。

否则,阵列接收系统的各阵元输出的复信号与信号源到达各阵元的信号复数形式不一样,从而引起最终谱估计有较大的误差,甚至失效。

造成阵列接收系统的各个通道不一致性的因素有:(1)阵列接收通道的放大和变换使其输出的幅度和相位不一致。

其中,影响最大的是本振信号的不一致。

(2)阵列接收系统各个阵元之间的互耦效应。

它不仅影响各个阵元感应电压的幅度和相位,也影响各个阵元的输入阻抗。

而且,这种影响和信号源的频率有密切的关系。

(3)馈线的长度效应与接收机输入阻抗的不一致性。

它也与频率有密切的关系。

(4)接收阵元物理位置和结构的不一致性。

它们也是频率的函数。

光纤通信系统中的信号传输和误差校正技术分析

光纤通信系统中的信号传输和误差校正技术分析

光纤通信系统中的信号传输和误差校正技术分析光纤通信系统是现代通信领域中广泛应用的技术,其优势在于高速、大容量、低损耗等特点。

信号传输和误差校正是光纤通信系统中至关重要的环节,本文将对信号传输和误差校正技术进行深入分析。

1. 信号传输技术光纤通信系统中的信号传输技术包括调制解调、传输介质和传输方式三个方面。

首先,调制解调技术将电信号转换为光信号进行传输。

常用的调制技术有直接调制、外调制和激光调制等。

直接调制是将电信号直接加载到光源上,简单易行但受到调制带宽的限制。

外调制主要通过在光信号中引入调制信号的变化来实现调制,主要有振幅调制、频率调制和相位调制等方式。

激光调制则是利用激光器本身的频率特性进行调制。

调制技术的选择将影响到信号的传输速率、稳定性和传输距离等。

其次,传输介质对信号传输起到重要的作用。

光纤通信系统中常用的传输介质是光纤,它能够将光信号传输得更远、更稳定。

光纤可以分为单模光纤和多模光纤两种。

单模光纤适用于长距离传输,其芯径较小,只允许一个模式的光通过。

多模光纤适用于短距离传输,其芯径较大,可以允许多个不同角度的光以不同模式传输。

选用合适的传输介质能够提高信号的传输质量和传输距离。

最后,传输方式主要指信号传输的基本方式,主要包括直通式传输和光纤放大传输。

直通式传输是指光信号通过光纤直接传输到接收端,适用于短距离传输和低速率传输。

光纤放大传输是利用光纤放大器对光信号进行放大后再传输,适用于长距离传输和高速率传输。

传输方式的选择需要根据具体的通信要求进行权衡。

2. 误差校正技术在光纤通信系统中,由于光信号在传输过程中受到多种因素的影响,例如衰减、色散、多径干扰等,会导致信号的损耗和失真。

因此,对信号进行误差校正是保证通信质量的关键。

误差校正技术主要包括前向误差纠正(FEC)和逆向误差纠正(BEC)两种。

首先,前向误差纠正技术是在发送端对信号进行编码,添加校验位,并在接收端进行解码和校正的过程。

超分辨测向中通道间不一致的校正

超分辨测向中通道间不一致的校正

W h tS mo e,t i me h d d e n t e d m u h c mp t to a r .Th o a’ r hs to o s ’ n e c o u a in lwo k e c mp t r smu a i n r s lsd mo — u e i l t e u t e n o
稳 定 , 需运 算量 也 不 大 。计 算 机 仿 真表 明 , 校 准 算 法 行 之 有 效 。 所 该 关 键 词 : 道 失 配 ;失 配 校 准 ; 价校 正 法 ;测 向 ; S E P T 算 法 通 等 TL — S RI
中图 分 类 号 : 9 7 5 TN 5 . 文献标识码 : A 文 章 编 号 :6 2 2 3 ( 0 6 0 — 2 0 0 1 7 — 3 7 2 0 ) 50 8 —4
Ca ir t n o a n lM ima c n S p r Reo u i n Die t n F n i g l a i fCh n e s th i u e - s l to r c i i d n b o o
ZH OU n u ,J N em ig Qi gh i I Xu - n ,XU n —e Zo g z。
周 庆辉 靳 学 明 许 宗泽 , ,
(. 国 电 子 科 技 集 团公 司 第 三 十 八 研 究 所 , 徽 合 肥 2 0 3 ; 1中 安 30 1
2南京航空航天大学 , 苏南京 201) . 江 10 6 摘 要 : 位 估 计 在 移 动 通 信 、 子 对 抗 、 达 等 众 多 领 域 中 占有 至 关 重要 的 地 位 。 随 着科 学 技 术 的 方 电 雷
突飞猛 进 和 电磁 环 境 的 日趋 复 杂 , 目标 方位 估 计 的要 求也 日益 提 高 。 基 于 特 征 分 解 的 空 间谱 估 计 测 向在 对 理 想模 型 下 具 有很 好 的 精 度 和 分 辨 率 , 而 当模 型存 在 误 差 时 , 向 性 能会 急 剧 恶 化 , 至 失 效 。 文 中 针 对 然 测 甚 通道 不 一 致 的 问题 提 出 了一 种 新 的校 正 方 法— — 等 价 校 正 法 。该 方 法 只 要 一 个 校 准 源 , 正 效 果 好 , 能 校 性

通信技术中的错误检测与纠正技术

通信技术中的错误检测与纠正技术

通信技术中的错误检测与纠正技术在日常生活中,我们不可避免地与通信技术打交道。

从电话通话到上网冲浪,通信技术的发展使得人们可以更加便捷地进行沟通和信息交流。

然而,由于电磁干扰、传输介质噪声以及硬件故障等因素的存在,通信过程中难免会出现错误。

为了解决这个问题,通信技术中使用了错误检测与纠正技术,确保数据的可靠传输。

错误检测是一个重要的通信技术领域,其目的是通过检测数据传输中的错误,提供可靠的数据传输服务。

常见的错误检测技术包括循环冗余校验(CRC)和奇偶校验。

循环冗余校验是一种广泛用于数据通信的具有强大检错能力的技术。

它的原理是在发送端将数据进行循环冗余校验编码,添加一定数量的冗余位,然后发送给接收端。

接收端在接收到数据后,也进行相同的计算,将计算得到的结果与发送端传输的冗余位进行比较。

如果结果一致,说明数据传输没有错误;如果不一致,则说明数据传输过程中出现错误,需要重新传输。

奇偶校验是一种简单而常用的错误检测技术。

它的原理是在每个传输的数据位后添加一个校验位,使得数据位和校验位的总数为奇数或偶数。

接收端在接收到数据后,再次计算数据位和校验位的总和。

如果结果为奇数,则说明数据传输过程中出现错误;如果结果为偶数,则说明数据传输没有错误。

除了错误检测技术,通信技术还使用了纠正技术,能够检测出错误,并在一定的程度上改正这些错误。

纠正技术主要包括海明编码和重试机制。

海明编码是一种有很强纠错能力的编码方法,广泛应用于存储和通信系统中。

它通过增加冗余编码位实现错误检测和纠正。

发送端在发送数据之前,根据一定的规则对数据进行编码。

接收端在接收到数据后,根据规定的规则对数据进行解码。

如果发现数据有错误,接收端可以通过纠错编码位来纠正错误。

重试机制是一种通过重新发送数据来纠正错误的技术。

在通信过程中,如果检测到有错误发生,接收端可以向发送端发送一个请求,要求重新发送数据。

发送端接收到请求后会重新发送数据,直到接收端正确接收为止。

通信技术如何进行错误检测与纠正

通信技术如何进行错误检测与纠正

通信技术如何进行错误检测与纠正在现代社会中,通信技术的重要性日益凸显。

无论是在个人生活中的手机通话、互联网上的数据传输,还是企业间的远程会议、电子邮件等,准确高效地进行通信至关重要。

然而,在信息传输过程中可能会发生各种错误,如信号干扰、数据丢失等,这些错误可能会对通信产生严重的影响。

为了确保信息的准确传输,通信技术需要使用错误检测与纠正的方法。

错误检测是一种通过一定的方法,对传输过程中的信息进行监测,以确定是否存在错误的过程。

常见的错误检测方法包括纵向奇偶校验、循环冗余校验(CRC)等。

纵向奇偶校验是一种简单的错误检测方法,它通过对每个字节或字符中的位进行奇偶校验来检测错误。

具体来说,对于每个字节或字符,将其中的位进行奇偶校验,即统计其中1的个数,如果1的个数是奇数,则为奇校验;如果1的个数是偶数,则为偶校验。

在接收端,将接收到的信息进行校验,如果校验结果与发送端一致,则可以认为信息传输没有出错。

循环冗余校验(CRC)是一种更为常用的错误检测方法。

它通过对传输的数据进行除法计算生成一个余数,并将该余数添加到原始数据后面作为校验码一起传输。

接收端在接收到数据后,对其进行再次除法运算,如果余数为0,则说明数据没有出错。

除了错误检测,通信技术还需要使用错误纠正的方法来自动修复错误的信息。

常见的错误纠正方法包括海明码和重传机制。

海明码是一种通过编码技术来实现错误纠正的方法。

它通过在原始数据中添加额外的冗余信息,使得接收端在接收到数据后能够检测并修复其中的错误。

海明码的原理是通过对数据进行分段,每段添加一定数量的冗余位,使得接收端可以根据这些冗余位的变化来确定并纠正错误。

海明码具有较高的错误纠正能力,可以在传输过程中纠正多达两位的错误。

重传机制是常用的错误纠正方法之一。

它通过在数据传输过程中引入确认和重传的机制来修复错误。

具体来说,发送端在传输每个数据包后会等待接收端的确认信息,如果接收端没有收到正确的数据包,就会发送一个请求重传的信息给发送端,然后发送端会重新发送丢失或错误的数据包。

WCDMA系统智能天线通道不一致性在线校正方法

WCDMA系统智能天线通道不一致性在线校正方法
s a c e t ge c e rh r o t omplx pl of a r y ha ne a t n e ie a r y ha e c a a t rsi m im ac e us ra c n l nd he r al s ra c n l h r c e itc z s th c lb ai n sng a ir to u i esi t—
1 . 西北工业大学 电子信息学院 , 西安 7 0 7 10 2 2西安 电子科 技大学 雷达信号处理国家重点实验室 , . 西安 7 7 0 1 1 0
1S h o f Elcr n c n n o m ai n, r we t r o y e h ia i e s y, ’ n 1 0 2, i a . c o l o e to is a d I f r t o No t h sen P l t c n c l Un v r i Xi a 7 0 7 Ch n t
n( = ,・ t ( ) )
为通道相移 向量 , 可分别表示为 :
() 1
其 中, f 通道冲 激响应 向量 , f 日(为 ) ( 为通道幅 度增益 向量 , )
目前 , 国内外学者 对该技术 的研 究主要 集 中在 外置信号 源注 入校正 方法 、 内置信 号源 注入校 正方法 和盲校 正方法 三类方
i p e e e . s r s nt d K e w o ds: s a t n e na; ha ne m im ac c i a in; e r h r y r m r a t n c n l s th; al br to s a c e

要 : 究 智 能 天 线 通道 不 一 致 性 的 注入 校 正 方 法 。基 于 W C MA移 动 通 信 系统 智 能 天 线 通 道 的 物 理 层 协 议 标 准 , 出一 种 研 D 提

通信技术中的错误检测与纠正技巧

通信技术中的错误检测与纠正技巧

通信技术中的错误检测与纠正技巧错误检测与纠正技巧是通信技术中非常重要的一部分。

在数据传输过程中,由于种种原因,数据可能会出现错误,如丢失、损坏或遭受干扰。

为了确保数据的正确性和完整性,通信技术中采用了多种错误检测与纠正技巧。

最简单的错误检测技巧是奇偶校验。

该技巧通过对数据位进行计数,并将其结果与预定的奇偶位进行比较来检测错误。

在奇偶校验中,若传输的数据位数为奇数,则校验位被设置为1,否则为0。

在接收端,接收方通过统计1的个数判断数据是否正确,如果1的个数不对称,说明数据发生了错误。

除了奇偶校验,CRC (循环冗余校验码) 是一种更强大的错误检测技巧。

CRC 使用生成多项式来计算校验码,该校验码添加到发送数据的末尾。

接收方同样使用相同的生成多项式计算接收到的数据的校验码,并将其与接收到的校验码进行比较,以判断数据是否正确。

CRC技术可以有效检测出多种类型的错误,如单比特翻转和多比特错误。

纠错编码也是错误检测与纠正的重要技巧之一。

纠错编码是通过引入冗余信息,在发送端将数据编码成冗余码,并将其与原始数据一起发送。

接收端通过解码冗余码来恢复原始数据。

常见的纠错编码包括海明码和卷积码。

海明码通过向数据中添加冗余比特,并使用校验矩阵进行检测和纠正错误。

而卷积码则通过在发送端使用滑动窗口技术将数据转化为冗余码,并在接收端使用Viterbi等算法进行解码。

在现实世界中,通信信道往往是不可靠的,会导致数据包的丢失、错误、重复等问题。

为了解决这些问题,还有一些其他的技术被广泛应用于通信技术中。

例如,自动重传请求 (ARQ) 技术使用数据帧的编号进行检测和纠正。

当接收端检测到数据包出现错误时,它会发送一个请求,要求发送端重新传输该数据包。

通过反馈机制,ARQ可以有效地检测和纠正错误。

总结起来,通信技术中的错误检测与纠正技巧包括奇偶校验、CRC、纠错编码和ARQ等。

通过这些技术,可以检测和纠正数据传输中的错误,确保数据的正确性和完整性。

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图片简介:本技术介绍了信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法,属于室内定位技术领域。

实现步骤如下:对CSI测向算法进行建模;利用单天线数据计算直达波飞行时间ToF;成对天线间CSI数据平滑处理增加接收阵列孔径;利用直达波飞行时间ToF和直达波入射角度先验信息进行成对天线间幅相误差计算;根据离线数据建立不同来波方向情况下幅相误差表格,在线过程中对照表格动态选取Γ值,进行通道幅相误差校正和迭代测向。

本技术解决了商用Wi Fi网卡复杂的通道间幅相误差校正问题,保证了Wi Fi网卡CSI测向的精度,有效降低基于商用Wi Fi网卡的室内定位系统部署使用的复杂度和成本,应用前景广阔,而且操作简单、不需要专用设备、能有效适应室内多径环境。

技术要求1.信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、信道状态信息获取;步骤二、接收信号模型建立,根据阵列信号处理相关知识,将接收信号建模为X(t)=AS(t)+N(t);步骤三、直达波飞行时间ToF的计算,使用CSI数据同一天线的各子载波间的相位差计算出直达波飞行时间ToF;步骤四、成对天线间CSI数据进行平滑处理增加天线孔径;步骤五、通道间幅相误差计算;步骤六、在线迭代测向,依据离线过程不同来波方向下幅相误差值,我们对在线数据迭代测向。

2.根据权利要求1所述的信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法,其特征在于,所述的直达波飞行时间ToF的计算具体为:ToF在子载波间引入可测量的相移,相邻子载波之间的相移函数可表示为可以得到阵列流型为A=[a(τ1),a(τ2),...,a(τN)],其中导向矢量为使用空间谱理论对CSI数据进行ToF值的求解。

3.根据权利要求1所述的信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法,其特征在于,所述的成对天线间CSI数据进行平滑处理以增加天线孔径具体为:选取两个天线进行空间平滑处理可以避免通道幅相误差值Γ与AoA、ToF的耦合,进行成对天线间通道幅相误差Γ的独立求解,同时增加接收天线孔径,设一个天线平滑之后阵元个数为L,则成对天线平滑之后CSI矩阵的快拍数为Nsub-L+1,天线1对与天线i平滑结果如下所示:4.根据权利要求1所述的信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法,其特征在于,所述的通道间幅相误差计算具体为:根据信号子空间与噪声子空间的正交关系构造目标优化函数,其中,θ0为已知直达波的入射角度AoA,τ0为权利要求2中计算得到的直达波飞行时间ToF,基于信号子空间与噪声子空间的正交原理,可以利用谱峰索或解析法对目标函数解得到两个通道幅相误差参数Γ,遍历所有天线就可以得出接收阵列对于参考天线的幅相误差,使用已知角度入射信号计算得到的通道幅相误差值建立不同来波方向对应的通道幅相误差表。

5.根据权利要求1所述的信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法,其特征在于,所述的迭代测向具体为:在线过程中对照权利要求4中建立的表格动态选取Γ值,来进行迭代测向,迭代步骤:(1)选定初始Γ值(对应某个角度,例如0°),对在线数据进行通道幅相误差校及测向,得到粗估计的AoA;(2)基于前一次通道幅相误差校正的测向结果,查表得到测向结果对应的通道幅相误差值Γ,结合直达波飞行时间τ,使用MUSIC算法测向;(3)迭代执行步骤(2)直到满足预设条件要求(测向结果变化小于预设值)退出迭代,结果即为通道幅相误差校正的最终测向结果。

技术说明书信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法技术领域本技术属于室内定位技术领域,具体涉及信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法。

背景技术传统利用无线信号强度的室内定位算法,由于室内环境的多径效应等因素影响,往往难以获得所需的定位精度。

当前利用信道状态信息(Channel State Informa 定位方法被认为是提高定位精度的一种有效途径。

CSI是信道状态不同子载波情况下的细粒度描述,可以更好地反应信道的多径状态。

然而,普通商用Wi-Fi 受限于多天线接收通道不一致性的幅相误差问题。

目前,传统的通道不一致性误差的校正方法无法解决室内多径效应问题,校正精度受限;而使用矢量网络进行有线校正或者直接采用专门设计的高精度网卡,操作复杂或硬件成本高,难以大规模推广应用。

技术内容本技术的目的在于提出操作简单、能有效适应室内环境的基于信道信息的通道不一致性误差校正测向方法。

本技术的目的通过以下技术方案来实现:信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法,包括以下步骤:步骤一:CSI信息获取:在普通Wi-Fi网卡上获得信道状态信息CSI矩阵如下式所示:式中,Nant为天线个数,Nsub为子载波个数,csim,n是第m个天线的第n个子载波的CSI值。

步骤二:接收信号建模:根据阵列信号处理相关知识,假设有M个阵元接收N个入射信号,则CSI接收信号可表示为:X(t)=AS(t)+N(t) (2)式中,X(t)为阵列输出CSI信号,维度为M×1,A为阵列流型矩阵,维度为M×N,S(t)为入射信号复包络,维度为N*1,N(t)为阵列的加性高斯白噪声,维度为M 步骤三:直达波飞行时间ToF的计算:根据802.11协议中Wi-Fi子载波的定义,ToF在子载波间引入可测量的相移。

这里将在两个相邻子载波之间引入的复指数相移作为ToF的函数式中,fδ为两个子载波频率间隔,τk为第k个入射信号直达波飞行时间。

由于同一天线各子载波间不存在通道幅相误差,所以可以使用同一天线的所有子载波进行空间谱估计计算ToF,则信号模型的阵列流型为:A=[a(τ1),a(τ2),...,a(τN)] (4)ToF为τk的入射信号导向矢量为:阵列接收CSI数据的协方差矩阵Rxx可以用统计平均表示为:Rxx=E[X(t)XΗ(t)]=ARSSAΗ+σ2I=ES+EN (6)式中,ES为信号子空间,EN为噪声子空间。

由空间谱估计理论知识得阵列流型矩阵A的列向量张成的空间与信号子空间ES相同,与噪声子空间EN正交,如下式所示:span(A)⊥span(EN) (7)因此可以根据两子空间的正交特性,使用多重信号分类算法(multiple signalclassification algorithm,MUSIC)对各路径的ToF值进行计算,MUSIC谱峰如下所示:由于接收CSI信号包含多条路径,使用MUSIC算法将求出多条路径的飞行时间。

选定ToF 值最小的路径作为直达波信号的飞行时间。

根据阵列信号处理相关知识,空间谱估计算法可识别路径数少于接收天线个数。

而室内信号传播通常包含多条路径,使得接收信号中的信源数大于接收天线入各子载波间相移构造虚拟子阵列,进行空间平滑处理以增加可解析的信源个数。

由于多天线空间平滑处理之后的CSI数据中幅相误差与AoA、ToF耦合在一起,无法直接对幅相误差进行求解。

所以,本技术提出一种能避免参数耦合的成对理的通道幅相误差计算方法。

步骤四:成对天线间CSI数据平滑处理利用子载波间的相位关系构造虚拟子阵列以增加可利用天线数量,记一个天线平滑之后阵元个数为L,1<L<Nsub。

选取天线1与天线i作为成对天线进行空间线平滑之后虚拟子阵列阵元个数为2L,2L大于接收信号中的信源数。

平滑后成对天线CSI矩阵如下所示:式中,上部分为参考天线1平滑后的矩阵,下部分为待计算幅相误差参数天线i平滑后的矩阵。

平滑后对于直达波入射角度AoA和飞行时间ToF为(θk,τ公式(10)所示的一个幅相误差参数与AoA和ToF解耦合的CSI导向矢量矩阵。

式中,为入射CSI信号在天线间波程差引入的附加相移,其中d是天线间距、c是光速、f是发射信号的频率,i=2,3,...,Nant为天线i相对于天线1的通道幅相误差。

步骤五:成对天线间幅相误差计算对照式(2)-(6),增加波达方向参数AoA将信号模型增加到二维,N个入射信号阵列流型为:式(6)重写为Rxx=E[X(t)XΗ(t)]=ARSSAΗ+σ2I=US+UN (12)式中,US为信号子空间,UN为噪声子空间。

根据信号子空间与噪声子空间的正交关系,构造目标优化函数如下所示:对于这个目标函数,其中θ0为已知直达波的入射角度AoA,τ0为使用式(8)计算得到的直达波飞行时间ToF,这里可以通过谱峰搜索的方法来进行Γ值的求解。

复杂度较高,不能满足定位系统实时性要求,这里给出一种计算复杂度低的解析方法进行幅相误差的计算。

利用矩阵等式Γas(θ0,τ0)=diag[as(θ0,τ0)]vec(Γ)=as(θ0,τ0)δ (14)式中,as(θ0,τ0)表示入射角度AoA和飞行时间ToF为(θ0,τ0)的直达波信号的导向矢量, diag[as(θ0,τ0)]表示以导向矢量as(θ0,τ0)为迹的对角矩阵。

根据CSI矩阵平列误差模型,可以得到Γa′s(θ,τ)=diag[a′s(θ,τ)]vec(Γ)=a′s(θ,τ)δ (15)式中,a′s(θ0,τ0)=diag[a′s(θ0,τ0)],a′(θ0,τ0)为平滑之后的CSI矩阵的导向矢量,δ=vec(Γ)=[lT,ΓilT]T。

CSI′表示的是两个天线平滑之后的CSI矩阵,尺寸为 2L×(N后的CSI矩阵的第1列数据,这时幅相误差矢量为为了表达方便利用下式进行简化式(13)的目标函数变为对目标函数进行分块求解可以得到,令Γi=R+jI(其中j为虚数单位),展开上式得到令Γ12=R+jI,上式变为二元函数求极值问题f(R,I)=lTQ11l+(R-jI)lTQ21l+(R+jI)lTQ12l+(R2+I2)lTQ22l (20)目标函数在极值点处对未知参数偏导为0,可求解得出:式中,R和I分别的为天线i对于天线1的通道幅相误差实部和虚部。

遍历所有天线对,重复式(14)-(21)的成对天线幅相误差计算过程,可得所有天线对于参考天线的幅相误差。

步骤六:在线迭代测向对离线数据进行分析,发现幅相误差Γ随直达波方向变化而变化。

这里可以根据离线数据建立不同直达波方向情况下的幅相误差表格。

在线过程中对照表格选据进行通道幅相误差校正和迭代测向。

迭代步骤:(1)选定初始Γ值(对应某个角度,例如0°),对在线数据进行通道幅相误差校正及测向,得到粗估计的AoA;(2)基于前一次通道幅相误差校正的测向结果,查表得到测向结果对应的通道幅相误差值Γ,结合直达波飞行时间τ,利用公式(13)测向;(3)迭代执行步骤(2)直到满足预设条件要求(测向结果变化小于预设值)退出迭代,结果即为经过通道幅相误差校正的最终测向结果。

本技术的有益效果在于:首先在普通商用Wi-Fi网卡上获得若干个预设角度入射信号的CSI矩阵,通过预设角度入射信号的CSI矩阵构造空间谱估计模型计算得出直达波飞行时间(Time 将ToF和直达波方向(Angle of Arrive,AoA)作为先验信息,基于子空间正交原理计算得到通道幅相误差;最后根据离线过程计算得到的通道幅相误差值,对在通道幅相误差校正并最终利用校正后的CSI进行测向。

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