[發明專利]一種波達方向的估計方法、系統、智能終端及存儲介質

有效

• 申請號: 201911192063.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111308414B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 廖斌;黃曉東
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01S3/74
• 分類號: G01S3/74
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文

本發明公開了一種波達方向的估計方法、系統、智能終端及存儲介質，所述方法包括：天線陣列接收快拍數據；所述快拍數據為所述天線陣列對遠場目標的入射信號的輸出響應，所述入射信號為窄帶信號；將接收到的所述快拍數據傳輸至比較器進行量化，得到量化后的測量數據；基于求解帶約束的極大似然函數優化問題，對所述量化后的測量數據求解出低秩的無噪測量值，并得到對應的無噪方向矩陣數據；利用多重信號分類算法對所述無噪方向矩陣數據進行來波方向角的估計，并輸出估計值。本發明既適用于1?比特量化等低精度量化，也適用于高精度量化，且性能上也更具優勢。

技術領域

本發明涉及矩陣數據處理技術領域，尤其涉及的是一種波達方向的估?計方法、系統、智能終端及存儲介質。

背景技術

目前，智能設備一般通過麥克風陣列獲取語音指令后，經信號處理后?再對語音指令進行識別，從而提高語音識別的準確率，主要涉及回聲消除?技術、波達方向估計技術、波束形成技術和去混響技術等。

在陣列系統中，需要將現實世界中的模擬信號通過模數轉換器?(Analog-to-Digital?Converter,ADC)轉換為數字信號進行處理，而ADC?的能耗與量化比特位數成指數關系，這便意味著越高的量化位數，在帶來?更高的恢復精度的同時也將極大地提高硬件系統要求。特別地，隨著大規?模天線陣列系統的興起，高分辨率的ADC便顯得不切實際了。因此，利用?低分辨率的ADC及相應的信號處理技術設計系統引起了廣泛的研究興趣。

因此，現有技術中提出了一些極限量化情況下的陣列信號處理方法。?如基于arcsine?law的重構未量化協方差矩陣的波達方向?(Direction-of-Arrival,DOA)估計方法。其根據arcsine?law(反正弦定?律)，將接收到的量化數據的協方差矩陣重構為歸一化的未量化協方差矩?陣，從而使用經典的多重信號分類(Multiple?SignalClassification,MUSIC)算法估計DOA。以及基于1-比特壓縮感知的DOA?估計方法，其利用信號在空間域的稀疏性，將DOA估計問題轉化為稀疏信?號恢復問題。但是，現有技術中都只考慮了極限量化的情況，即量化位數?為1，而對于更一般的低量化精度的卻并不適用。

因此，現有技術還有待改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種?波達方向的估計方法、系統、智能終端及存儲介質，旨在解決現有技術的?在進行波達方向估計時，都只考慮了極限量化的情況，即量化位數為1，而?對于更一般的低量化精度的卻并不適用的問題。

本發明解決問題所采用的技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供一種波達方向的估計方法，其中，所述?方法包括：

天線陣列接收快拍數據；所述快拍數據為所述天線陣列對遠場目標的?入射信號的輸出響應，所述入射信號為窄帶信號；

將接收到的所述快拍數據傳輸至比較器進行量化，得到量化后的測量?數據；

基于求解帶約束的極大似然函數優化問題，對所述量化后的測量數據?求解出低秩的無噪測量值，并得到對應的無噪方向矩陣數據；

利用多重信號分類算法對所述無噪方向矩陣數據進行來波方向角的估?計，并輸出估計值。

在一種實施方式中，所述比較器為1比特量化器至8比特量化器中的任?意一個。

在一種實施方式中，所述對所述量化后的測量數據求解出低秩的無噪?測量值包括：

對實部的所述測量數據中的量化矩陣進行求解出所述低秩的無噪測量?值；

對虛部的所述測量數據中的量化矩陣轉化到實部域進行求解所述低秩?的無噪測量值。