信道时延扩展测量方法及测量系统

1.本发明属于电磁波技术领域，尤其涉及信道时延扩展测量方法及测量系统。


背景技术：

2.在各种移动通信系统中，由于环境复杂造成的多径传播对于高速数字通信有非常大的影响。因此在建立通信系统之初需要对应用环境进行大量信道测量与统计进而建立信道模型。借助于典型的信道模型再进一步确定通信方案。因此信道测量是建立通信系统的最初的必要关键步骤。信道模型中的时延扩展情况是其中的重要组成部分，也是目前信道测量中的难点。
3.在时延扩展测量过程中需要测量的信息是信号由发射天线发射后经由不同路径到达接收天线时的对应于每一个路径的幅度、时间和角度。测量结束后所形成的数据为具有上述三个参数的数据列表。
4.现有的信道测量方案主要有以下两种：
5.1.一体式测量平台。一体式测量平台以矢量网络分析仪(vna)为核心设备，通过对s12(或s21)参数的幅度、相位进行测量，得到信道频率响应以及相位信息。然后，利用傅里叶逆变换(ifft)得到信道冲激响应(cir)。一体式测量平台依赖于矢量网络分析仪(vna)，其最大的缺点是重量大，通用性差，成本高。
6.从目前实际情况来看，vna都是综合测量系统。时延扩展测量并非其主要功能反而是选件功能，因此系统的大部分硬件与软件都非用于时延扩展测量。因此其成本大部分都在其他功能上。从本质原理上，vna采用扫频信号源，并且测量过程中记录扫频过程中各个频点的幅度和相位信息。因此需要对大量数据进行记录和计算，成本高。
7.2.短脉冲的测量方法。这种测量方法的具体实现方式是利用发射机发射短时调制脉冲数据，在接收机通过接收到的多组不同路径传来的信号建立当前信道的时延扩展数据列表。这种系统结构的发射部分和接收部分是独立的两个系统。首先，测量前发射机和接收机通过原子钟进行对时同步。测量过程中，发射机在规定时间发射短时脉冲，接收机接收脉冲并记录接收时间与信号强度。这样就可以计算出接收机收到的多径信号的每一组到达时间进而建立多径参数的数据列表。
8.基于短脉冲的测量方法比较适合远距离大范围的测量，换言之其精度较差。由于发射系统和接收系统是两个独立系统，其时间同步必然存在一定的误差。对于采用gps授时的系统而言，其误差会随着发射机与接收机的距离增加而增加。对于采用原子钟对时的系统而言，其误差会随着测量时间的增加而累积。


技术实现要素：

9.本发明实施例提供了信道时延扩展测量方法及测量系统，可以解决一体式测量平台测量成本高、短脉冲测量方法由于时间同步的误差导致测量精度低的技术问题。
10.第一方面，本发明实施例提供了一种信道时延扩展测量方法，包括：
11.发射线性调频连续波信号，发射信号通过功分器分别输出至发射天线和混频器；
12.通过三个接收天线接收经过多径传播后的线性调频连续波信号，三个所述接收天线分别为第一接收天线、第二接收天线和第三接收天线，所述第一接收天线和所述第二接收天线的连线为第一参考线，所述第一接收天线和所述第三接收天线的连线为第二参考线，所述第一参考线和所述第二参考线呈夹角设置；
13.通过混频器将发射信号和接收信号混频得到中频信号，通过傅里叶变换将中频信号转换为具有多径时延信息和幅度信息的频谱图；
14.计算接收信号与所述第一参考线的夹角以及接收信号与所述第二参考线的夹角。
15.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一参考线和所述第二参考线相互垂直设置。
16.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一接收天线和所述第二接收天线之间的距离为半波长，所述第一接收天线和所述第三接收天线之间的距离为半波长。
17.在第一方面的一种可能的实现方式中，通过混频器将发射信号和接收信号混频得到中频信号，通过傅里叶变换将中频信号转换为具有多径时延信息和幅度信息的频谱图的步骤包括：
18.通过混频器将发射信号和所述第一接收天线的接收信号混频得到中频信号，
19.对所述中频信号进行傅里叶变换，然后进行频率峰值搜索得到信号峰值点的位置，根据信号峰值点的位置进行频谱细分得到频谱峰值位置。
20.在第一方面的一种可能的实现方式中，计算接收信号与所述第一参考线的夹角以及接收信号与所述第二参考线的夹角的步骤包括：
21.根据频谱峰值位置对所述第二接收天线和所述第三接收天线的接收信号进行单点的傅里叶变换，得到频谱峰值位置对应的相位角；
22.根据所述第一接收天线和所述第二接收天线在频谱峰值位置的相位差计算得出接收信号与所述第一参考线的夹角，根据所述第一接收天线和所述第三接收天线在频谱峰值位置的相位差计算得出接收信号与所述第二参考线的夹角。
23.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一接收天线和所述第二接收天线之间的距离为半波长，所述第一接收天线和所述第三接收天线之间的距离为半波长；
24.所述第一接收天线的接收信号相位角为所述第二接收天线的接收信号的相位角为所述接收信号的来波方向与所述第一参考线之间的夹角为θ1，所述第三接收天线的接收信号的相位角为所述接收信号的来波方向与所述第二参考线之间的夹角为θ2，
25.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一接收天线的接收信号、所述第二接收天线的接收信号、所述第三接收天线的接收信号在傅里叶变换之前，均进行加窗。
26.第二方面，本发明实施例提供了一种信道时延扩展测量系统，使用上述的信道时延扩展测量方法，该测量系统包括：
27.测量主机，所述测量主机包括信号发射模块和三个信号处理模块；
28.发射天线，所述发射天线与所述信号发射模块电性连接；
29.三个接收天线，三个所述接收天线分别与三个所述信号处理模块对应电性连接，
三个所述接收天线分别为第一接收天线、第二接收天线和第三接收天线，所述第一接收天线和所述第二接收天线的连线为第一参考线，所述第一接收天线和所述第三接收天线的连线为第二参考线，所述第一参考线和所述第二参考线呈夹角设置。
30.在第二方面的一种可能的实现方式中，所述信号发射模块包括依次电性连接的信号调制电路、压控振荡器、功分器以及射频放大器，所述射频放大器与所述发射天线电性连接，所述压控振荡器由所述信号调制电路驱动，所述功分器用于将发射信号分别输送至所述射频放大器和三个所述信号处理模块。
31.在第二方面的一种可能的实现方式中，所述信号处理模块包括依次电性连接的低噪声放大器、混频器、滤波放大器和模拟数字转换器，所述接收天线与所述低噪声放大器电性连接。
32.可以理解的是，上述第二方面有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
33.本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提出的信道时延扩展测量方法包括发射调频连续波信号，且该信号通过功分器分别输出至发射天线和混频器，通过三个接收天线接收经过多径传播后的调频连续波信号，并经过混频、傅里叶变换后得到频谱图，从而得到所接收信号的时延信息和对应的幅度信息。三个接收天线分别为第一接收天线、第二接收天线和第三接收天线，第一接收天线和第二接收天线的连线为第一参考线，第一接收天线和第三接收天线的连线为第二参考线，三个接收天线同时接收信号，通过三个接收天线接收同一信号时的时延可以计算出接收信号的来波方向，即接收信号与所述第一参考线的夹角、接收信号与所述第二参考线的夹角。由于在信号发射时，信号会同步传输至混频器，从而使得发射信号和对应的接收信号无需做时间同步，减小时间误差，提高测量方法和测量系统的时延扩展测量精度。另外，本发明提供的测量方法不需要扫频信号源，数据记录和计算量较小，测量成本较低。本发明提供的测量系统针对信道时延扩展进行测量，其体积较小，集成度也更高。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是本发明一实施例提供的信道时延扩展测量方法的流程示意图；
36.图2是本发明一实施例提供的调频连续波的时域和频域的示意图；
37.图3是本发明一实施例提供的发射信号和接收信号的频率时间关系图；
38.图4是本发明一实施例提供的多径环境下的中频信号频谱示意图；
39.图5是本发明一实施例提供的基于相位差的测角原理；
40.图6是本发明一实施例提供的三个接收天线接收信号后的信号处理流程示意图；
41.图7是本发明一实施例提供的信道时延扩展测量系统的示意图；
42.图8是本发明一实施例提供的接收天线和发射天线的示意图。
具体实施方式
43.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
44.应当理解，当在本发明说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
45.还应当理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
46.如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0047]
另外，在本发明说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0048]
在本发明说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本发明的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0049]
时延扩展是指在无线通信过程中，载波信号最大传输时延和最小传输时延的差值，即最后一个可分辨的时延信号与第一个时延信号到达时间的差值，实际上就是脉冲展宽的时间。时延扩展是衡量多径传播信道质量的一个重要指标。
[0050]
在信号传输的过程中，从发射点至接收点具有多条传输路径，信号经过不同的传输路径传输至接收点时，由于路径长度不同，因此会产生不同的时间延迟。在时延扩展测量过程中需要测量的信息是信号由发射天线发射后经由不同路径到达接收天线时的对应于每一个路径的幅度、时间和角度。测量结束后所形成的数据为具有上述三个参数的数据列表。
[0051]
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的信道时延扩展测量方法的流程示意图。信道时延扩展测量方法包括以下步骤：
[0052]
s10：发射调频连续波信号，发射信号通过功分器分别输出至发射天线和混频器；
[0053]
s20：通过三个接收天线接收经过多径传播后的调频连续波信号，三个所述接收天线分别为第一接收天线、第二接收天线和第三接收天线，所述第一接收天线和所述第二接收天线的连线为第一参考线，所述第一接收天线和所述第三接收天线的连线为第二参考线，所述第一参考线和所述第二参考线呈夹角设置；
[0054]
s30：通过混频器将发射信号和接收信号混频得到中频信号，通过傅里叶变换将中频信号转换为具有多径时延信息和幅度信息的频谱图；
[0055]
s40：计算接收信号与所述第一参考线的夹角以及接收信号与所述第二参考线的夹角。
[0056]
请参阅图2及图3，线性调频连续波(linear frequency modulated continuous wave,缩写lfmcw)，其接收的回波频率与发射的频率变化规律相同，都是三角波规律，接收信号和发射信号之间存在一个时间差。图2中左下角为线性调频连续波信号时间和频率的关系(频域)，具体而言，时间和频率随线性变化，时间越长，频率越大。图2中右图为线性调频连续波信号时间和幅度的关系(时域)，幅度随时间呈正弦波形。线性调频连续波信号发出时称为发射信号，线性调频连续波信号经过反射或者直接通过空气传播后至三个接收天线处的信号称为接收信号。请参阅图3，接收信号相当于发射信号向右平移τ的距离，τ为发射信号和接收信号之间的时间差(时延)。
[0057]
需要说明的是，s10、s20、s30、s40均为对应步骤的简化标记，并不限制本发明提供的测量方案必须按照s10、s20、s30、s40的顺序依次执行，也可以不按照s10、s20、s30、s40的顺序执行。并且，在各个步骤中，也不限制必须按照文字描述顺序依次执行。
[0058]
在s10中，发射信号通过功分器分别输出至发射天线和混频器，功分器用于将发射信号分为两路信号，两路信号分别传输至发射天线和混频器，发射至发射天线和混频器的信号可相同。通过发射天线将发射信号发出，经过多条路径传输后，再由三个接收天线分别接收。
[0059]
其中，发射出的信号可能一部分直接到达接收天线，这部分称之为视距信号(line-of-sight，简称los)，经过环境反射到达的信号称之为非视距(non line-of-sight，简称nlos)信号。无论哪种信号，到达接收天线时，实际上是发射信号经过一定时间延迟和信号衰减。
[0060]
线性调频连续波发射信号可以被描述为：
[0061][0062]
其中f0是起始频率，是信号初始相位，a0是表示发射功率的幅度，μ为调频斜率，也就是发射信号频率随时间的变化率。
[0063]
假设经过时间τ后上述信号到达接收天线。假如发射天线与接收天线之间距传输离为r，其中c代表光速。该接收信号与对应的发射信号之间则存在频率差δf＝μτ。
[0064]
对应的接收信号可以表述为：
[0065][0066]
其中kr为衰减因子。
[0067]
在s20中，三个接收天线均接收经过各个路径传播后的线性调频连续波信号，由于经过各个路径传播后的信号的来波方向各不相同，因此，各个线性调频连续波信号到达接收天线的角度不同。若通过计算可以得到接收信号与第一参考线的夹角、接收信号与第二参考线的夹角，则可以得到每个接收信号的来波方向。由于第二接收天线、第三接收天线均以第一接收天线为参考，因此，第一接收天线为首要通道。
[0068]
可选地，第一参考线和第二参考线之间的夹角为90度，使得三个接收天线的连线
为直角三角形。在三维空间中，任意接收信号的方向均可以通过该来波方向与第一参考线之间的夹角，该来波方向与第二参考线之间的夹角定义。
[0069]
可选地，第一接收天线和第二接收天线之间的距离为半波长，第一接收天线和第三接收天线之间的距离为半波长。第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线的依次连线为等腰直角三角形。将等腰直角三角形的腰设置为半波长，一是使接收天线之间的距离较小，使得接收信号达到两个不同的接收天线之间的时间差不超过一个周期；保证来波方向计算的准确性；二是使得来波方向的计算量较小。
[0070]
请参阅图6，在s30中，由于发射信号通过功分器将部分信号发射至混频器，则在混频器将发射新高和接收信号混频时，可以利用通过功分器发射的发射信号，从而使得测量系统的发射端和接收端无需进行时间同步。
[0071]
s30：通过混频器将发射信号和接收信号混频得到中频信号，通过傅里叶变换将中频信号转换为具有多径时延信息和幅度信息的频谱图的步骤包括：
[0072]
s301：通过混频器将发射信号和所述第一接收天线的接收信号混频得到中频信号，
[0073]
s302：对所述中频信号进行傅里叶变换，然后进行频率峰值搜索得到信号峰值点的位置，根据信号峰值点的位置进行频谱细分得到频谱峰值位置。
[0074]
在s301中，将发射信号和第一接收天线的接收信号混频，即将sr(t)与s
t
(t)混频(公式(1)和公式(2)相乘)，则得到：
[0075][0076]
上式中有两个频率分量，一个是前半部分的频率为2f0为主的高频分量，另一个是以频率为μτ的低频分量。经过低通滤波器后很容易将高频分量滤除。则可以得到中频信号：
[0077][0078]
一般来说采用标准量纲之后τ一般为纳秒级，因此τ2的值极其微小可以忽略，则上式简化为：
[0079][0080]
其中，f0τ表现为一个与距离有关的相位，μτ为与距离有关的频率。
[0081]
如果信号在传播过程中经过多次反射，存在多径传播现象，那么每一个传播路径都会有一个幅度衰减以及相应频率的中频信号产生并最终叠加在一起：
[0082][0083]
在s302中，对公式(5)进行傅里叶变换，然后进行频率峰值搜索，并得到信号峰值点的位置，根据信号峰值点的位置进行频谱细分，得到频谱峰值位置，即可以得到如图4所
示意的中频信号的频谱图。不同时间到达的信号具有不同的频率和幅度，其频率分别为μτi，可以直接换算出τi从而得到时延信息；其幅度ki就是信号强度。这样我们就得到了时延扩展的多径时延信息、幅度信息以及相位信息。
[0084]
请参阅图6，s40：计算接收信号与所述第一参考线的夹角以及接收信号与所述第二参考线的夹角的步骤包括：
[0085]
s401：根据频谱峰值位置对所述第二接收天线和所述第三接收天线的接收信号进行单点的傅里叶变换，得到频谱峰值位置对应的相位角；
[0086]
s402：根据所述第一接收天线和所述第二接收天线在频谱峰值位置的相位差计算得出接收信号与所述第一参考线的夹角，根据所述第一接收天线和所述第三接收天线在频谱峰值位置的相位差计算得出接收信号与所述第二参考线的夹角。
[0087]
在s401中，通过s302中的频率峰值搜索和频谱细分得到了频谱峰值位置，根据上述各个频谱峰值位置对第二接收天线和第三接收天线的接收信号进行单点的傅里叶变换，得到频谱峰值位置对应的相位角，即得到第二接收天线的频谱峰值位置的相位角，第三接收天线的频谱峰值位置的相位角。对于第二接收天线和第三接收天线的接收信号，在傅里叶变换后不需要进行频率峰值搜索和频谱细分，直接利用第一接收天线的频谱峰值位置进行傅里叶变换，使得测量方法的具体步骤更加简化。
[0088]
在s402中，第一接收天线和第二接收天线之间的距离为半波长，第一接收天线和第三接收天线之间的距离为半波长。
[0089]
请参阅图5，当入射的平面波(接收信号)以入射角θ1到达第一接收天线和第二接收天线时，由于入射角相对第一参考线的倾斜造成到达两个天线时具有一个距离差l。该距离差l和角度θ1之间的关系为：
[0090][0091]
那么假设第一接收天线是首要通道，即第一接收天线所收到的中频信号描述为公式(7)中形式，那么第一接收天线及第二接收天线所收到的中频信号可以分别描述为：
[0092][0093][0094]
其中
△
τ为由于距离差l所造成的时间差，显然此外对于μ(τ
△
τ)t来说由于
△
τ相对于τ非常小，因此其对频率的改变一般可以忽略，因此我们可以将if2(t)近似为：
[0095][0096]
假设if1(t)和if2(t)和在频率μτ分别具有相位角和那么
[0097]
相应地，第三接收天线的接收信号的相位角为接收信号的来波方向与第二参考线之间的夹角为θ2，
[0098]
如此，在通过s302得到通过s401得到和后，即可得到接收信号和第一参考线的夹角θ1，以及接收信号和第二参考线的夹角θ2，从而可以得到接收信号的来波角度。
[0099]
可选地，请参阅图6，第一接收天线的接收信号、第二接收天线的接收信号、第三接收天线的接收信号在傅里叶变换之前，均进行加窗。窗函数可以是汉宁窗，海明窗等。加窗的目的是降低时域向频域转换的截断效应。
[0100]
在图6的实施例中，步骤s30和s40具体包括：1)在三个接收通道(对应三个接收天线)的时域波形数据上进行加窗，窗函数可以是汉宁窗，海明窗等。加窗的目的是降低时域向频域转换的截断效应。三个接收通道分别为rx1、rx2、rx3。2)对第一接收天线的接收信号进行傅里叶变换，即进行时-频域转换。3)在傅里叶变化后的幅度频谱上进行峰值搜索，得到信号峰值点的位置列表。4)根据上述信号峰值点的列表位置进行频谱细分，并获取细分之后的频谱峰值位置索引列表和幅度值列表，该位置索引列表即为后续信道数据中的时间延迟数据。5)根据位置索引列表，分别在第二接收天线和第三接收天线的对应频谱上进行单点的时-频域变换，并获得这些点的相位信息。6)计算第一接收天线和第二接收天线在对应索引位置上的相位差，第一接收天线和第三接收天线在对应索引位置上的相位差，进而计算出接收信号入射角列表。7)汇集上述4)及6)中的索引位置、幅度值以及入射角，形成信道测量数据列表。
[0101]
本发明还提供一种信道时延扩展测量系统，使用上述任一实施例中的信道时延扩展测量方法。请参阅图7及图8，信道时延扩展测量系统包括测量主机、发射天线和三个接收天线。发射天线及三个接收天线均与测量主机电性连接。测量主机包括信号发射模块和三个信号处理模块，三个信号处理模块分别与三个接收天线一一对应连接。三个信号处理模块的电路等可相同。
[0102]
其中，三个接收天线分别为第一接收天线、第二接收天线和第三接收天线。第一接收天线和所述第二接收天线的连线为第一参考线，第一接收天线和第三接收天线的连线为第二参考线，第一参考线和第二参考线呈夹角设置。
[0103]
可选地，第一参考线和第二参考线之间的夹角为90度，使得三个接收天线的连线为直角三角形。在三维空间中，任意接收信号的方向均可以通过该来波方向与第一参考线之间的夹角，该来波方向与第二参考线之间的夹角定义。
[0104]
可选地，第一接收天线和第二接收天线之间的距离为半波长，第一接收天线和第三接收天线之间的距离为半波长。第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线的依次连线为等腰直角三角形。将等腰直角三角形的腰设置为半波长，一是使接收天线之间的距离较小，使得接收信号达到两个不同的接收天线之间的时间差不超过一个周期；保证来波方向计算的准确性；二是使得来波方向的计算量较小。
[0105]
在本发明的一些实施例中，请参阅图7，信号发射模块包括依次电性连接的信号调制电路、压控振荡器、功分器及射频放大器，信号调制电路产生用于调制信号的电压波形
(如图2左上角的示意图)。该电压波形驱动压控振荡器(vco)，从而产生频率随时间线性递增的信号，即，线性调频连续波(lfmcw)。这部分电路一般是利用锁相环(pll)配合vco从而实现低失真的线性调频信号。该线性调频信号一部分经过射频放大器(pa)并通过发射天线发射；另一部分通过功分器分给混频器。
[0106]
在本发明的一些实施例中，请参阅图7，信号处理模块包括依次电性连接的低噪声放大器、混频器、滤波放大器和模拟数字转换器，三个接收天线与对应的低噪声放大器电性连接。发射出的信号经过多条传输路径达到接收天线后，进入低噪声放大器(lna)。然后经过混频和滤波后得到中频信号，并通过模拟数字转换器(adc)对中频信号进行转换处理。
[0107]
该测量系统共有三个完全一致的接收通道(rx1、rx2、rx3)，接收时完全同步工作。其主要作用是利用三个接收天线的位置关系构成测角系统，进而测量信号到达时的入射角。其中，接收通道也可理解为信号处理模块。
[0108]
在本发明的一些实施例中，请参阅图8，信道时延扩展测量系统具有两个天线pcb板。其中一个天线pcb板上设置有发射天线，发射天线通过射频线缆连接至信号发射模块。另外一个天线pcb板上设置有三个接收天线，三个接收天线按照第一参考线和第二参考线相互垂直的布局摆放，三个接收天线均通过射频线缆连接至对应的三个信号处理模块。
[0109]
在本发明的其中一个实施例中，信道时延扩展测量系统主要参数如下：最低频率60ghz、最高频率64ghz、测量带宽4ghz、扫频时间1ms、中频采样点数：1024点、接收通道数量3。该测量系统中总测量带宽为4ghz，故计算的其实验扩展测量分辨率为1/4ghz＝1/4e9＝0.25ns。
[0110]
该测量系统具有如图8所示的3个接收天线和1个发射天线，且均为垂直线极化的贴片天线。接收天线的布局呈“l”型，其中第一接收天线为首要通道，第一接收天线与第二接收天线间隔为2.42mm(中频频率62ghz所对应的半波长)，进行水平面内测角；第一接收天线和第三接收天线垂直间隔也为2.42mm，进行垂直面内测角。所有天线均为垂直极化。连接测量主机与三个接收天线的射频电缆具有一致的长度，并且在测量之前对电长度进行校准，以保证各个天线到测量系统的相位完全一致。
[0111]
将图8中的天线系统布置于图7所示的环境中。信号经发射天线发射有两条途径可以到三个接收天线。其中直达路径假设距离为1m，反射路径假设为1.4m。通过时域采样之后经过加窗并进行fft变化之后，经过c-far检测发现峰值出现在第13条谱线和第19条谱线,幅度分别为a1和a2。经过频谱细分测得其分别为13.33和18.67的谱线位置。经过计算13.33*0.25ns＝3.33ns和18.67*0.25ns＝4.67ns。通过第一接收天线和第二接收天线在13.33条谱线位置的相位差计算可以得到直达路径接收的信号水平角度假设为θ1；通过第一接收天线与第三接收天线在13.33条谱线位置的相位差计算可以得到直达路径接收的信号垂直角度假设为θ2。类似的，得到第18.67条谱线对应的水平和垂直到达角分别为θ3和θ4。
[0112]
综上，通过上述方案可以测量发射位置和接收位置之间的时延扩展、幅度以及信号到达角信息。
[0113]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出
本发明的范围。
[0114]
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0115]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0116]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。