申请/专利权人：重庆邮电大学

申请日：2023-12-21

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN117761613A

主分类号：G01S3/14

分类号：G01S3/14;G06F18/15;G06F18/24;H04L25/02;H04L27/26;G01S3/12

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.12#实质审查的生效;2024.03.26#公开

摘要：本发明提出了一种天线间距超过半波长的OFDM信号达到角度估计方法，可用于在当接收设备的天线间距大于信号半波长时对信号达到角度的准确估计。实现的步骤为：1构建基于OFDM信号的到达角度测量系统；2初始化发射机向接收机发送OFDM信号；3构建接收端的信号接收模型；4引入参考角度对信号进行迭代投影；5提出的基于功率的匹配追踪算法进行信道参数估计；6判断直达路径并获得信道达到角度。本发明有效地解决了天线间距大于半波长后出现的角度测量错误的光栅现象，并且进一步提高了信号达到角度的测量精度，可用于多天线通信设备对目标进行定位等应用。

主权项：1.一种天线间距超过半波长时的OFDM信号达到角度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建基于OFDM信号的测角系统，包括接收机R和发射机T。发射机R上配置有N个接收OFDM信号的天线，且天线之间的间距大于半波长，发射机同样配备有发射OFDM信号的天线；步骤2：初始化发射机向接收机发送OFDM信号，带宽为B,中心频率为fc；步骤3：3a构建信号模型。假设有I条路径，接收机收到的信号可以写为： 其中，wt是高斯白噪声，αi是第i路径的衰减。3b假设接收阵列构成平面阵列，aθi可以表示为：aθi＝[a1θi,…,anθi,…,aNθi]T其中，x和y分别表示天线所在坐标系中的水平坐标和垂直坐标，θi表示第i条路径的方位角。3c由多路径向量叠加得到的A可以表示为： 步骤4：对信号模型进行投影。引入参考角θ′并在[0°,180°]中迭代，投影现有信号模型的相位。因此，A可表示为：A′＝A·Hθ′其中，Hθ′＝[1,h2θ′,…,hN-1θ′,1]T， x′和y′分别表示虚拟天线位置与原始天线位置之间的水平和垂直坐标差。仅当θ′等于θi时，a′θ的变化才与aθ成线性关系。即当且仅当改情况下，由虚拟天线组成的天线阵列计算出的角度能与参考角度Hθ′相对应；步骤五：5a基于功率域的超分辨估计方法。为了获得与测量信号成一定角度的信号的功率，可以对每个天线的信号施加一定的权重，实现该路径信号的建设性叠加，而其他信号则实现了破坏性叠加。通过对这些信号进行排列和累加，有效降低其他角度的功率，并获得了角度θi的信号功率。对第i条路径施加的权重值为： 5b在不失一般性的前提下，假设要识别的是第k多径的信号功率pk。在θk方向上的加权和Y可表示为： 5c结合步骤四所述的相位投影模型，引入参考角θ′，上式为可表示为： 5d根据上式所述，只有当θ′和多径角θi相等时，信号功率才能建设性叠加。则参考角θ′处的功率可以得到为： 5e提出基于功率域和压缩传感理论的功率正交匹配追踪算法，其中构建的原子集表示为投影建模后的信号表示为y′θ′。表示如下： 其中，为估计角度，Nor表示归一化。5f角度计算可以表示为：minΔθi 步骤六：判断直接路径角度。根据步骤四和步骤五的描述，经过投影模型和基于功率域的匹配追踪算法后，可以得到Δθi和的组合，将参考角度的步长设为1°，将会得到180组这样的组合。因此，提出基于最大似然的直接路径判断方法，可表示为： 式中，Si表示每条路径的得分，ωp和ωe表示权重，即常数。如步骤3a中描述每条路径都有不同的衰减，而直接路径的衰减最小。因此，直接路径为Si值最大的路径。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 重庆邮电大学 一种天线间距超半波长的OFDM信号达到角估计方法

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