MIMOOFDM系统的天线数目检测方法和装置.pdf

本发明提供一种MIMO-OFDM系统的天线数目检测方法，包括步骤：计算接收的MIMO-OFDM信号的自相关矩阵；对所述自相关矩阵进行特征分解获得若干个特征值；根据所述特征值判定MIMO-OFDM系统的天线数目。本发明还提供一种MIMO-OFDM系统的天线数目检测装置，本发明的技术，通过计算接收的MIMO-OFDM信号的自相关矩阵的特征值来判定MIMO-OFDM系统的天线数目，可以准确地识别出发送端的天线数目，从而可以为无线信号的识别提供了重要技术支持，提高了无线信号的识别的准确性和识别效率，从技术手段上保障对MIMO-OFDM系统的无线电发射情况的有效地监测。

权利要求书一种MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
计算接收的MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵；
对所述自相关矩阵进行特征分解获得若干个特征值；
根据所述特征值判定MIMO‑OFDM系统的天线数目。
根据权利要求1所述的MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法，其特征在于，在所述计算接收的MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵的步骤前还包括：
计算接收天线接收的无线信号的峰均比，根据判决门限判决所述峰均比识别出无线信号中的MIMO‑OFDM信号。
根据权利要求1所述的MIMO‑OFDM系统的天线数目识别方法，其特征在于，所述计算接收的MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵的步骤包括：
根据MIMO‑OFDM信道的信号模型计算接收天线的输入矢量，并根据所述输入矢量进行自相关运算获得MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵。
根据权利要求1所述的MIMO‑OFDM系统的天线数目识别方法，其特征在于，所述根据所述特征值判定MIMO‑OFDM系统的天线数目的步骤包括：
将所述特征值按大小顺序进行排序；
计算相邻两个特征值之间的差值；
根据预设阈值判决所述差值确定所述特征值中噪声特征值的重数；
根据所述接收天线的数量和所述噪声特征值的重数计算MIMO‑OFDM系统的天线数目。
根据权利要求1所述的MIMO‑OFDM系统的天线数目识别方法，其特征在于，在所述将所述特征值按大小顺序进行排序的步骤前还包括：
在无信号状态下检测接收天线的噪声功率；
根据所述噪声功率判断所述特征值确定所述特征值中噪声特征值的重数；
根据所述接收天线的数量和所述噪声特征值的重数计算MIMO‑OFDM系统的天线数目。
一种MIMO‑OFDM系统的天线数目检测装置，其特征在于，包括：
自相关矩阵计算模块，用于计算接收的MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵；
特征分解模块，用于对所述自相关矩阵进行特征分解获得若干个特征值；
天线数目判定模块，用于根据所述特征值判定MIMO‑OFDM系统的天线数目。
根据权利要求6所述的MIMO‑OFDM系统的天线数目识别装置，其特征在于，在所述自相关矩阵计算模块前还包括：
信号识别模块，用于计算接收天线接收的无线信号的峰均比，根据判决门限判决所述峰均比识别出无线信号中的MIMO‑OFDM信号。
根据权利要求6所述的MIMO‑OFDM系统的天线数目识别装置，其特征在于，所述特征分解模块进一步用于：
根据MIMO‑OFDM信道的信号模型计算接收天线的输入矢量，并根据所述输入矢量进行自相关运算获得MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵。
根据权利要求6所述的MIMO‑OFDM系统的天线数目识别装置，其特征在于，所述天线数目判定模块包括：
排序单元，用于将所述特征值按大小顺序进行排序；
差值计算单元，用于计算相邻两个特征值之间的差值；
第一判决单元，用于根据预设阈值判决所述差值确定所述特征值中噪声特征值的重数；
第一天线数目计算单元，根据所述接收天线的数量和所述噪声特征值的重数计算MIMO‑OFDM系统的天线数目。
根据权利要求7所述的MIMO‑OFDM系统的天线数目识别装置，其特征在于，所述天线数目判定模块包括：
功率检测单元，用于在无信号状态下检测接收天线的噪声功率；
判断单元，用于根据所述噪声功率判断所述特征值确定所述特征值中噪声特征值的重数；
第二天线数目计算单元，用于根据所述接收天线的数量和所述噪声特征值的重数计算MIMO‑OFDM系统的天线数目。

说明书MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法和装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法和装置。
背景技术
无线电频谱管理是行政管理和科学技术的结合，其目的在于确保无线电台站设备不引起有害干扰，并能进行有效的工作和服务。而无线电监测是无线电频谱管理过程的重要手段，一般是指采用技术手段和一定的设备对无线电发射的基本参数进行测量，例如频率、带宽、调制方式、编码方式等等。
传统的无线电频谱管理一般都是针对单天线的收发系统，然而，随着无线通信朝着大容量、高传输率和高可靠性方向发展，MIMO和OFDM技术作为近年来兴起的宽带技术，如图1所示，图1为一个示例的MIMO‑OFDM系统的结构示意图，在发送端，信源比特流经过编码、调制和空间信号处理，形成的复信息符号流映射到各根天线上。紧接着，每一根发送天线上的符号和导频符号映射为频域子载波并进行IFFT变换得到时域符号，该时域符号加入循环前缀（CP）后经过功放和射频链路发送到无线信道。
MIMO‑OFDM系统能够在不增加带宽的情况下，成倍地提高系统容量和频谱利用率及通信的可靠性，因而在3G、4G以及未来的无线电通信系统当中得到广泛的应用，而由此也带来了频谱的过度使用和相互干扰的问题，因此，有必要纳入频谱管理和监测的范畴。
传统的无线电监测技术，在对多天线的MIMO‑OFDM系统进行监测时，由于无法准确地检测MIMO‑OFDM系统发送端的天线数目，容易导致无线电检测参数无法准确识别。
发明内容
基于此，有必要针对传统的无线电监测技术无法准确地检测MIMO‑OFDM系统发送端的天线数目的问题，提供一种MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法和装置。
一种MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法，包括以下步骤：
计算接收的MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵；
对所述自相关矩阵进行特征分解获得若干个特征值；
根据所述特征值判定MIMO‑OFDM系统的天线数目。
一种MIMO‑OFDM系统的天线数目检测装置，包括：
自相关矩阵计算模块，用于计算接收的MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵；
特征分解模块，用于对所述自相关矩阵进行特征分解获得若干个特征值；
天线数目判定模块，用于根据所述特征值判定MIMO‑OFDM系统的天线数目。
上述MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法和装置，通过计算接收的MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵的特征值来判定MIMO‑OFDM系统的天线数目，可以准确地识别出发送端的的天线数目，从而可以为无线信号的识别提供了重要技术支持，提高了无线信号的识别的准确性和识别效率，从技术手段上保障对MIMO‑OFDM系统的无线电发射情况的有效地监测。
附图说明
图1为一个实例的MIMO‑OFDM系统的结构示意图；
图2为一个实施例的MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法流程图；
图3为较佳实施例的MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法流程图；
图4为一个实施例的MIMO‑OFDM系统的天线数目检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法的具体实施方式作详细描述。
图2示出了一个实施例的MIMO‑OFDM系统的天线数目检测方法流程图，包括以下步骤：
步骤S101，计算接收的MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵；
在一个实施例中，计算过程包括：根据MIMO‑OFDM信道的信号模型计算接收天线的输入矢量，然后并根据所述输入矢量进行自相关运算获得MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵；
具体地，基于MIMO‑OFDM信道的信号模型，将接收到的并行数据流去循环前缀并通过FFT将时域符号恢复至频域符号，将频域符号进行载波解映射获得导频符号，根据导频符号进行信道估计得到MIMO‑OFDM信道矩阵H；假设发送端的天线数目为L，接收端的天线数目为N，且满足N>L，则根据平坦的MIMO‑OFDM信道的信号模型可得接收端的阵列天线的输入矢量记为x＝[x1,...,xN]T；则接收到的MIMO‑OFDM信号的自相关矩阵为：Rxx＝E[xxH]。
步骤S102，对所述自相关矩阵进行特征分解获得若干个特征值；
在本步骤中，优选的，利用MUSIC（Multiple Signal Classification）算法对所述自相关矩阵进行特征分解；
具体地，将Rxx进行特征分解，假设其特征值为{λ1,λ2,...λN}，由|Rxx‑λi|＝0，则Rxx可以表示为：