本申請涉及通信，具體涉及一種通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的小規(guī)模、低頻段天線陣列的信道模型基于遠(yuǎn)場平面波假設(shè)，天線單元接收信號的相位差與天線單元的索引呈線性關(guān)系，發(fā)射陣列和接收陣列之間的視距信道自由度為1。而在超大規(guī)模天線陣列的近場區(qū)域，電磁波以球面波的方式傳播，天線單元接收信號的相位差與天線單元的索引呈現(xiàn)非線性關(guān)系，因此近場信道自由度通常大于1。因此，利用超大規(guī)模天線陣列的近場傳播特性，提升實際通信系統(tǒng)的信道自由度成為可能。

2、現(xiàn)有的毫米波信道自由度計算方法僅考慮鏈路距離遠(yuǎn)大于天線陣列規(guī)模的情況，通過構(gòu)建毫米波mimo信道三維模型，將信道自由度求解問題轉(zhuǎn)換為信道增益矩陣的秩數(shù)求解問題，然后通過特征值分解近似推導(dǎo)信道增益矩陣的svd分解結(jié)果，從而計算系統(tǒng)的信道自由度。但是，在超大規(guī)模天線陣列近場區(qū)域內(nèi)，鏈路距離與天線陣列尺寸相當(dāng)，而現(xiàn)有技術(shù)推導(dǎo)的近似條件不再成立，無法準(zhǔn)確計算出系統(tǒng)的信道自由度。此外，現(xiàn)有技術(shù)中特征值分解推導(dǎo)過程依賴于天線陣列單元的規(guī)律性排布，在多用戶系統(tǒng)中并不適用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決以上問題，本申請?zhí)峁┮环N通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法，通過獲取各基站天線的第一空間坐標(biāo)和各用戶天線的第二空間坐標(biāo)，分別基于各第一空間坐標(biāo)與各第二空間坐標(biāo)，計算各基站天線的局部空間帶寬，基于各基站天線的第一空間坐標(biāo)及各局部空間帶寬，計算通信系統(tǒng)的信道自由度，能夠針對多根用戶天線同時位于近場時，準(zhǔn)確地計算出通信系統(tǒng)的信道自由度，提升計算信道自由度的準(zhǔn)確性。

2、第一方面，本申請實施例提供了一種通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法，所述通信系統(tǒng)包括基站和至少一個用戶陣列，所述基站包括多根基站天線，及所述用戶陣列包括多根用戶天線，所述方法包括：獲取各所述基站天線的第一空間坐標(biāo)和各所述用戶天線的第二空間坐標(biāo)；分別基于各所述第一空間坐標(biāo)與各所述第二空間坐標(biāo)，計算各所述基站天線的局部空間帶寬；基于各所述基站天線的所述第一空間坐標(biāo)及各所述局部空間帶寬，計算所述通信系統(tǒng)的信道自由度。

3、第二方面，本申請實施例提供了一種通信系統(tǒng)的信道自由度計算裝置，所述通信系統(tǒng)包括基站和至少一個用戶陣列，所述基站包括多根基站天線及各用戶天線，所述裝置包括：獲取模塊，用于獲取各所述基站天線的第一空間坐標(biāo)和各所述用戶天線的第二空間坐標(biāo)；第一計算模塊，用于分別基于各所述第一空間坐標(biāo)與各所述第二空間坐標(biāo)，計算各所述基站天線的局部空間帶寬；第二計算模塊，用于基于各所述基站天線的所述第一空間坐標(biāo)及各所述局部空間帶寬，計算所述通信系統(tǒng)的信道自由度。

4、第三方面，本申請實施例提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時，實現(xiàn)上述第一方面所述的方法。

5、第四方面，本申請實施例提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)上述第一方面所述的方法。

6、本申請實施例中提供的技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

7、本申請實施例通過獲取各基站天線的第一空間坐標(biāo)和各用戶天線的第二空間坐標(biāo)，分別基于各第一空間坐標(biāo)與各第二空間坐標(biāo)，計算各基站天線的局部空間帶寬，基于各基站天線的第一空間坐標(biāo)及各局部空間帶寬，計算通信系統(tǒng)的信道自由度，能夠針對多根用戶天線同時位于近場時，準(zhǔn)確地計算出通信系統(tǒng)的信道自由度，提升計算信道自由度的準(zhǔn)確性。

8、本申請附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變的明顯，或通過本申請的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法，其特征在于，所述通信系統(tǒng)包括基站和至少一個用戶陣列，所述基站包括多根基站天線，及所述用戶陣列包括多根用戶天線，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法，其特征在于，所述獲取各所述基站天線的第一空間坐標(biāo)和各所述用戶天線的第二空間坐標(biāo)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法，其特征在于，所述分別基于各所述第一空間坐標(biāo)與各所述第二空間坐標(biāo)，計算各所述基站天線的局部空間帶寬，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法，其特征在于，所述分別基于各所述第一空間坐標(biāo)與各所述第二空間坐標(biāo)，計算各所述基站天線的電磁波空間頻率，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法，其特征在于，在所述用戶天線發(fā)射到所述基站天線的信號不被遮擋的情況下，基于各所述電磁波空間頻率，計算各所述基站天線的局部空間帶寬，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法，其特征在于，在所述用戶天線發(fā)射到基站天線的信號被遮擋的情況下，所述方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法，其特征在于，所述基于各所述基站天線的所述第一空間坐標(biāo)及各所述局部空間帶寬，計算所述通信系統(tǒng)的信道自由度，包括：

8.一種通信系統(tǒng)的信道自由度計算裝置，其特征在于，所述通信系統(tǒng)包括基站和至少一個用戶陣列，所述基站包括多根基站天線，及所述用戶陣列包括多根用戶天線，所述裝置包括：

9.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時，實現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種通信系統(tǒng)的信道自由度計算方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，旨在解決在超大規(guī)模天線陣列近場區(qū)域內(nèi)無法準(zhǔn)確計算系統(tǒng)的信道自由度的問題。為此目的，本申請的通信系統(tǒng)包括基站和至少一個用戶陣列，基站包括多根基站天線，用戶陣列包括多根用戶天線，方法包括獲取各基站天線的第一空間坐標(biāo)和各用戶天線的第二空間坐標(biāo)，分別基于各第一空間坐標(biāo)與各第二空間坐標(biāo)，計算各基站天線的局部空間帶寬，基于各基站天線的第一空間坐標(biāo)及各局部空間帶寬，計算通信系統(tǒng)的信道自由度。本申請的計算方法，能夠針對多根用戶天線同時位于近場時，準(zhǔn)確地計算出通信系統(tǒng)的信道自由度，提升了計算信道自由度的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：張泓亮,陳厚灃
受保護的技術(shù)使用者：北京大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21