[發明專利]一種基于自適應虛擬CP增長技術的DOA估計方法

有效

• 申請號: 201710199845.1
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107171996B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 王霄峻;溫中凱;唐圓;陳曉曙
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;G01S3/14
• 代理公司: 32200 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉莎

本發明公開了一種基于自適應虛擬CP增長技術的DOA估計方法，對特定用戶進行DOA估計時，首先根據工程明確所需的均方根誤差性能；再在預處理處編纂四元組（RMSE，snapshot_n,sensor_n,SNR）的表格，并根據接收端接受數據的信噪比，在特定的均方誤差性能的前提下，從表格中快速得到最少的快拍數據P和最少的陣元數目L；然后由基于SC?FDMA符號的DOA估計算法得到SC?FDMA符號序列，只選擇中間的P個數據真正用于DOA估計，而將2048?P個兩邊的數據都當作“虛擬CP”將它去掉；最后運用P個快拍數和L個陣元數通過MUSIC或UCA?RB?MUSIC算法得出DOA估計值。本方法結合了基于SC?FDMA符號的DOA估計算法，運用自身的CP來抵抗多徑干擾，自適應地選擇最優快拍數和陣元數，從而更好地降低運算量，提高算法的實時性和實用性。

技術領域

本發明涉及一種基于自適應虛擬CP增長技術的DOA(Direction of Arrival，波達方向)估計方法AVCPG(Adaptive Virtual CP Growth)，適用于LTE系統中的上行SC-FDMA信號。

背景技術

在實際的通信環境中，信號在傳輸過程中會產生多徑現象，即信號經過折射、反射、衍射等，導致不同幅度不同時延的信號從不同角度到達接收端，這在接收端即會產生相干信號源。

空間平滑算法是一種能有效地去相關的預處理方法，其基本思想是將ULA分成若干個陣列流型相同的子陣，從而將各子陣列的協方差矩陣進行平均以實現去相干。空間平滑算法雖然可以解相干，但是由于子陣列的陣元數少于原陣列的陣元數，子陣列的有效孔徑降低，最大可分辨的信號源數目僅為原陣元數目的一半。為了增加陣列的有效孔徑，Pillai和Kwon提出了前后空間平滑算法，即雙向抽取子陣列，從而得到協方差矩陣，最大可分辨的信號源數目為原陣元數目的2/3。

在LTE系統中，上行信號采用SC-FDMA調制技術，它具有OFDM技術的大部分有點，本身即具有較好的抗ISI性能，并且SC-FDMA也采用了循環前綴作為保護，大大減少甚至消除了ISI。LTE系統設計的CP能滿足絕大多數傳播環境下的多徑時延要求(4.68us)。所以，在LTE系統中，對上行SC-FDMA信號的DOA估計依賴自身的CP即可來抵抗多徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于自適應虛擬CP增長技術的DOA估計方法(Adaptive Virtual CP Growth，AVCPG)，在LTE系統上行信號的背景下，結合基于SC-FDMA符號的DOA估計算法，運用自身的CP來抵抗多徑干擾，并加以優化，進一步提高算法的實時性和實用性。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提供一種基于自適應虛擬CP增長技術的DOA估計方法，具體步驟如下：

步驟1，根據工程需要明確估計算法的均方根誤差性能RMSE；

步驟2，根據陣列接收數據的信噪比，得到當前用戶DOA估計所需的快拍數P和陣元數L；

步驟3，由基于SC-FDMA符號的DOA估計算法得到SC-FDMA符號序列，對此序列進行虛擬CP增長，去掉首尾共2048-P個數據，保留2048個接收數據中間P個數據；

步驟4，運用P個快拍數據和L個陣元數，計算得出用戶的DOA估計值。

作為本發明的進一步技術方案，信噪比SNR的范圍為-5dB～50dB的情況下，均方根誤差RMSE為：

作為本發明的進一步技術方案，步驟2中根據陣列接收數據的信噪比，得到當前用戶DOA估計所需的快拍數P和陣元數L，具體為：