[發(fā)明專(zhuān)利]北斗和超寬帶系統(tǒng)中一種TOA與DOA聯(lián)合估計(jì)降維方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110664520.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113406562B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏炳森;唐元春;陳端云;林文欽;徐麗紅;周釗正;張章煌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S3/14
• 分類(lèi)號(hào): G01S3/14;G01S3/50;G01S19/48
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學(xué)俊

1.一種北斗和超寬帶系統(tǒng)中一種TOA與DOA聯(lián)合估計(jì)降維方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、使用兩根陣列天線接收信號(hào)，分別獲得兩根天線的信道沖激響應(yīng)估計(jì)與

S2、使用采樣點(diǎn)數(shù)與多徑簇的擴(kuò)展和降維算法，獲得第一根天線的TOA估計(jì)

S3、使用采樣點(diǎn)數(shù)與多徑簇的擴(kuò)展和降維算法，獲得第二根天線的TOA估計(jì)

S4、利用幾何信息與兩根天線的TOA估計(jì)結(jié)果計(jì)算出DOA的估計(jì)值；

步驟S2中，所述采樣點(diǎn)數(shù)與多徑簇的擴(kuò)展和降維算法具體包括：

S21、計(jì)算信道沖激響應(yīng)的互協(xié)方差矩陣E₁(τ)和分別為兩根天線的時(shí)延矩陣，其中，為對(duì)角矩陣，B為信道復(fù)數(shù)衰落的系數(shù)集，為復(fù)數(shù)，L×L表示矩陣大小,(·)^H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置運(yùn)算；

S22、將劃分為兩個(gè)N×(N-1)維的矩陣X₁和X₂，其中矩陣X₁為R_H的前N-1列，矩陣X₂為R_H的后N-1列；

S23、構(gòu)造擴(kuò)展觀察矩陣

其中，為單位反對(duì)角矩陣,(·)^*表示矩陣的共軛運(yùn)算；

S24、對(duì)擴(kuò)展觀察矩陣進(jìn)行特征值分解，獲得其噪聲子空間U_v；

S25、構(gòu)造降維譜峰搜索函數(shù)

其中，u＝[1,0]^T，為單位對(duì)角矩陣，e₁(τ)＝[1,e^-jΔωτ,…,e^{-j(N-1)Δωτ}]^T，N為頻域采樣點(diǎn)數(shù)，采樣間隔為Δω＝2π/N，τ為第一根天線的真實(shí)TOA值，j為虛數(shù)，所以jΔωτ表示第一根天線第l路相位信息；使用該降維譜峰搜索函數(shù)進(jìn)行譜峰搜索，峰值所對(duì)應(yīng)時(shí)延即為第一根天線的TOA估計(jì)值

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗和超寬帶系統(tǒng)中一種TOA與DOA聯(lián)合估計(jì)降維方法，其特征在于，步驟S3中，所述采樣點(diǎn)數(shù)與多徑簇的擴(kuò)展和降維算法具體包括：

S31、計(jì)算信道沖激響應(yīng)的互協(xié)方差矩陣

S32、執(zhí)行步驟S22～S24；

S33、構(gòu)造降維譜峰搜索函數(shù)

其中，u＝[1,0]^T，為單位對(duì)角矩陣，N為頻域采樣點(diǎn)數(shù)，表示第二根天線對(duì)應(yīng)的相位信息；使用該降維譜峰搜索函數(shù)進(jìn)行譜峰搜索，峰值所對(duì)應(yīng)時(shí)延即為第二根天線的TOA估計(jì)值

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的北斗和超寬帶系統(tǒng)中一種TOA與DOA聯(lián)合估計(jì)降維方法，其特征在于，步驟S4中，DOA估計(jì)值計(jì)算公式為

其中，c為光速，d為兩根天線的間距。

4.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有能夠被處理器運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)處理器運(yùn)行該計(jì)算機(jī)程序指令時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)如1-3任一所述的方法步驟。