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龙图腾网恭喜东南大学申请的专利一种高分辨率宽带空域非平稳信道参数估计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115499277B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211151871.4，技术领域涉及：H04L25/02；该发明授权一种高分辨率宽带空域非平稳信道参数估计方法是由王承祥;周子皓;张丽;黄杰;辛立建设计研发完成，并于2022-09-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高分辨率宽带空域非平稳信道参数估计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种高分辨率宽带空域非平稳信道参数估计方法，该方法可以从信道测量数据中提取多径信息，共分为四个步骤，具体包括：1参数初始化，初始化参数包括多径的到达角、离开角和时延；2参数精细化，该步骤基于球面波模型对初始化参数做精细化搜索；3多径空域生灭识别，该步骤用来识别多径在阵列域的生灭；4多径筛选，该步骤用来剔除低信噪比的多径估计结果。本发明提出的算法采用球面波前，考虑了天线极化，并且首次在极大似然估计中引入了多径在阵列维度的生灭。信道测量数据验证表明，本算法相比传统算法可以提取出更多有效多径。此外，该算法支持任意阵列形状的参数估计，通过简化多径极化分量的估计可以支持单极化信道参数估计。

本发明授权一种高分辨率宽带空域非平稳信道参数估计方法在权利要求书中公布了：1.一种高分辨率宽带空域非平稳信道参数估计方法，其特征在于，包括如下步骤：构建宽带空域非平稳信道模型；估计第l条多径的传输函数；信道参数初始化，初始化信道参数包括多径的到达角、离开角和时延；信道参数精细化，该步骤基于球面波模型对初始化信道参数做精细化搜索；多径空域生灭识别，该步骤用来识别多径在阵列域的生灭；多径筛选，用来剔除低信噪比的多径估计结果；构建宽带空域非平稳信道模型的具体步骤包括：假设一个天线阵列接收端有Mr根天线，发送端有Mt根天线，则在窄带平面波假设下第l条多径在接收端第m根天线和发送端第n根天线的传输函数为： 其中表示Mf个传输频点，[·]T表示转置运算，·表示内积运算，PRx和PTx分别表示接收端和发送端天线的极化，表示第l条多径在接收端PRx极化和发送端PTx极化的复增益，ΩRx，l和ΩTx，l分别表示第l条多径的到达角和离开角，和分别表示接收端第m根天线在PRx极化的复增益和发送端第n根天线在PTx极化的复增益；rRx，m和rTx，n分别表示接收端第m根天线和发送端第n根天线的位置矢量，τl表示第l条多径的时延；第l条多径在第fk个频点的传输函数为： 其中，ΩRx，m，l表示第l条多径在接收端第m根天线的到达角，ΩTx，n，l表示第l条多径在发送端第n根天线的离开角，表示接收端第m根天线在第k个频点和ΩRx，m，l方向的复增益，表示发送端第n根天线在第k个频点和ΩTx，n，l方向的复增益，τm，n，l表示第l条多径从接收端第m根天线到发送端第n根天线的时延；将宽带球面波模型改写成矩阵形式，具体如下： 其中，表示构成第l条多径的参数集，dTx，l表示第l个首跳簇到发送端参考天线的距离，dRx，l表示第l个末跳簇到接收端参考天线的距离，θTx,l和θRx，l分别表示第l条多径的俯仰离开角和俯仰到达角，φTx,l和φRx,l分别表示第l条多径的方位离开角和方位到达角，⊙表示矩阵对应元素相乘，Ψl表示第l条多径的时延矩阵，Al表示第l条多径的复幅度矩阵；宽带球面波模型引入阵列生灭系数ζRx和ζTx，得到宽带空域非平稳信道传输函数： 其中，Θl＝{Γl，ζRx,l，ζTx，l}表示在宽带空域非平稳信道模型中构成第l条多径的参数集；ζRx,l和ζTx，l分别表示第l条多径在接收端和发送端的生灭系数；ζRx,l中第m个元素记为ζRx,m，l，表示第l条多径在接收端第m根天线的生灭系数，ζRx,m,l＝0表示第l条多径在接收端第m根天线消失，ζRx,m，l＝1表示第l条多径在接收端第m根天线存活；ζTx，n，l表示第l条多径在发送端第n根天线的生灭系数；实际测量得到的信道传输函数Yf为： 其中，L表示多径的数目，nf表示噪声矢量，表示噪声的功率；估计第l条多径的传输函数的具体步骤包括：基于连续干扰消除法进行多径估计，对于第1条多径传输函数，直接使用测量得到的传输函数Yf进行估计；在估计出第一条多径参数集合后重构得到第1条多径的传输函数，从Yf中减去第一条多径的传输函数，然后继续下一条多径的估计，重复上述操作，直到所有L条多径估计完毕；估计第l条多径的传输函数Ylf为 信道参数初始化的具体步骤包括：从宽带测量数据中选出中心频率附近的频点fnarr，第l条多径时延初始化的结果为： 第l条多径到达角的初始化结果为： 其中，||·||表示Frobenius范数，CRx，l，init表示参数初始化过程中接收端导向矢量，导向矢量基于窄带平面波假设计算得到，具体计算方法为： 表示三维矩阵对于第1个维度的矩阵切片，其中矩阵X中第m，n个元素为： 第l条多径离开角的初始化结果为： 其中，g在fk频点的计算方法为： 其中，[·]*表示共轭运算；和表示接收端PRx极化在fk频点对应的导向矢量和发送端PTx极化在fk频点对应的导向矢量；在参数初始化过程中，和分别用和代替，并且计算导向矢量时采用中心频率处的天线增益；矩阵D在fk频点的计算方法为： 其中，表示克罗内克积；CRxTx，k，l表示第l条多径在fk频点处接收端发送端天线阵列的导向矢量，在参数初始化过程中CRx，k，l和CTx，k，l分别用CRx，l，init和CTx，l，init代替，并且计算导向矢量时采用中心频率处的天线增益；参数精细化的具体步骤包括：第l条多径到达角精细化方法为： 导向矢量CRx，l基于球面波模型计算，并且计算导向矢量时采用中心频率处的天线增益；第l条多径离开角精细化方法为： 其中，是基于估计出的采用球面波模型计算得到，导向矢量CTx，l同样基于球面波模型计算，并且计算导向矢量时采用中心频率处的天线增益；时延精细化方法： 其中，是基于估计出的采用球面波模型计算得到，是基于估计出的采用球面波模型计算得到；每个频点的导向矢量需要单独计算；第l条多径幅度αl的估计方法： 多径空域生灭识别的具体步骤包括：估计第l条多径在接收端第m根天线的生灭系数ζRx，m，l 其中，Ym，：，lf表示三维矩阵Yf对于第1个维度的矩阵切片；估计第l条多径在发送端第n根天线的生灭系数ζTx，n，l 其中，Y：，n，lf表示三维矩阵Yf对于第2个维度的矩阵切片；第l条多径参数迭代估计，将第一次估计出的第l条多径参数集合记为第i次迭代估计出的参数集记为参数迭代按照到达角、离开角、时延、复幅度、接收端阵列生灭系数、发送端阵列生灭系数依次更新，直到最终参数收敛；具体的步骤如下： 其中，表示基于宽带空域非平稳球面波模型计算得到的代价函数，计算方法为： 多径筛选的具体步骤包括：每次估计出一条多径参数计算其似然函数，然后计算其似然函数与前一条多径似然函数的差值，并且在计算得到的差值基础上加上γ作为过度拟合的惩罚项，如果算出来的总体似然函数差值大于0，则将该多径视为过度拟合的结果，将该多径估计结果删除，并且在下次搜索中跳过该时延点；两条多径似然值差值的计算方法为： 删除收发端可见天线数小于阵列总数一半的多径估计结果。

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