[發明專利]一種提高接收信號波達方向估計準確度的方法

有效

• 申請號: 01119302.6
• 申請日: 2001-05-26
• 公開（公告）號: CN1388384A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: 周雷;范濤
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G01S3/04
• 分類號: G01S3/04;H04B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及無線通信系統接收機中的接收技術，具體說涉及到無線通信系統接收信號的波達方向(DOA)估計技術。

DOA估計常用的方法是針對一次快拍采樣應用FFT(快速傅立葉變換)方法，或者是利用多次快拍采樣數據進行統計信號處理得到信號波達方向的估計。由于這種方法沒有很好地利用接收信號時間上的信息，因此在無線通信系統中應用時容易受不同時間到達的多徑信號的影響，導致波達方向估計的不準確。尤其是在窄帶無線通信中，帶寬限制使得不同傳播路徑的信號相互之間的干擾比較大，會對估計結果的準確性造成極其不利的影響。

針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種能夠提高接收信號的波達方向估計準確度的方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種提高接收信號波達方向估計準確度的方法，該方法包括以下步驟：

(1)判斷信號接收天線是環形天線還是線形天線，如果是線形天線，轉步驟(3)繼續操作，否則繼續以下操作；

(2)對于環形天線，利用已知的或者已經估計出來的信號到達方向的俯仰角，應用公式y(m)＝Ty₀(m)，m＝1，2，…W做線性變換；

(3)利用線形天線的接收到的原始數據或環形天線的經過變換后的數據，構成形如的數據矩陣X；

(4)對數據矩陣X的每一行做時延行變換；

(5)對經過上述步驟(4)變換后得到的矩陣的每一列做空域列變換；

(6)對經過上述變換后得到的具有公式結構的矩陣Y的元素求幅值，尋找峰值點；

(7)對峰值點按照數值的大小實行降序排序，取出前L_k個元素，數值L_k即是要估計時延和波達方向的信號的數目，通過它們在矩陣Y中的位置，按照信號接收天線是環形天線還是線形天線兩種情況估計相應的信號的時延和波達方向。

在上面所述的操作中，也可以在所述步驟(4)對數據矩陣X的每一列做空域列變換，在所述步驟(5)對經過所述步驟(4)變換后得到的矩陣的每一行做時延行變換；

上面所述對矩陣的每一行做時延行變換，按照如下方法進行：對于形如的任一行[x^(m)(1)x^(m)(2)…x^(m)(W)]，其中m∈[1，P]，進行如下處理：a1)將信號時延變換到頻率域，計算FFT，得到[X^(m)(1)X^(m)(2)…X^(m)(W)]；a2)令W₂為不大于W/2的最大整數，調整得到新的行向量：

[X^(m)(W₂+1)…X^(m)(W)X^(m)(1)…X^(m)(W₂)]；a3)將新的行向量通過補零，擴充到希望的長度L₂；a4)對擴充后的行向量重新計算FFT。

上面所述對矩陣的每一列做空域列變換，按照如下方法進行：對于形如的任一列[x⁽¹⁾(n)x⁽²⁾(n)…x^(P)(n)]，其中n∈[1，W]，進行如下處理：b1)將列向量[x⁽¹⁾(n)…x^(P)(n)]^T通過補零，擴充到希望的長度L₁；b2)對擴充后的列向量計算FFT。

通過上述本發明采用的技術方案可以看出，由于本發明采用空間和時間兩維信號的處理方法，在估計信號波達方向時，增加了關于信號時延的限制，因此通過同時估計信號的時延和波達方向，以利用不同信號的時延和波達方向不可能同時相等的特點，減小了不同信號之間的干擾，使得信號波達方向估計結果的正確性有所提高，從而可以改善無線通信接收的性能。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的描述。

圖1是本發明實施例的程序流程意圖；

首先對本發明所依據的原理進行詳細說明。

本發明的方法是針對天線各個陣元接收到的基帶信號的處理。通過導頻符號獲得單個用戶的各陣元上的信道估計，以符號h⁽ⁿ⁾(m)表示，n＝1，2，…，N代表不同陣元，m＝1，2，…，W表示不同時刻的采樣。

針對采用的天線的不同，本發明的方法也要做一些不同的處理。環形天線的接收信號相對于線形天線的接收信號而言，需要對信號進行如下的預處理：