[發明專利]通信感知一體化系統陣列天線與5G新空口估角方法

在審

• 申請號: 202310374345.2
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116405348A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 楊剛;段怡瀟;胡蘇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04W4/02;G01S3/14
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

1.一種通信感知一體化系統陣列天線，包括：發送陣列天線與接收陣列天線；其特征在于，

所述接收陣列天線與發送陣列天線均采用二級嵌套陣列，二級嵌套陣列的基礎間隔為d₀；

以任一陣列天線為基準陣列，計算得到基準陣列的自由度f_N；

設置縮放因子D＝f_N，將另一陣列天線中相鄰陣元的間隔均乘以縮放因子D。

2.一種通信感知一體化系統的5G新空口估角方法，通信感知一體化系統包括ISAC節點與K個感知目標，ISAC節點的發射端采用1TMR模式或XTMR模式；其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.ISAC節點的接收端對回波信號進行處理，得到接收信號；

步驟2.計算接收信號的協方差矩陣Z，并將接收信號的協方差矩陣Z向量化為z；

步驟3.對于預設頻點f_p，計算接收信號在頻域上的協方差矩陣為：R＝z(f_p)z^H(f_p)；

步驟4.將空域按照等間距劃分為L個網格，得到角度域表示，進而得到虛擬陣列流形矩陣A_L；根據系統的差分共陣設置均勻陣列天線，得到其流形矩陣根據求解得到轉換矩陣B_L；

步驟5.根據轉換矩陣B_L，轉換得到協方差矩陣并采用空間平滑方法對協方差矩陣進行平滑處理，得到協方差矩陣R^(bf)；

步驟6.對協方差矩陣R^(bf)進行特征值分解，得到噪聲子空間E_n，進而計算得到接收信號的空間譜P_mu；

步驟7.根據空間譜信息，對應得到K個感知目標的角度估計值。

3.根據權利要求2所述通信感知一體化系統的5G新空口估角方法，其特征在于，步驟1中，當ISAC節點的發射端采用1TMR模式時，接收信號為y_p,q：

y_p,q＝Bx_p,q+n_p,q

其中，x_p,q為信號矢量，x_p,q＝[α₁,α₂,…,α_K]^T；α_k為第k個感知目標的反射系數，λ為波長，σ_RCS為雷達散射截面，d_b,k為ISAC節點到第k個感知目標的距離，K為目標數；

B為陣列流形矩陣，B＝[b(θ₁),b(θ₂),…,b(θ_K)]；b(θ_k)為陣列導向矢量，d_t,m為第m根發送天線與發送參考天線的間距，d_r,n為第n根接收天線與接收參考天線的間距，m∈[1,M]，n∈[1,N]，θ_k為第k個感知目標的到達角，f_p為第p個子載波的頻率，c為光速，M為發送天線數量，N為接收天線數量；

n_p,q為噪聲矢量。