【技术实现步骤摘要】
一种信号到达角的估计方法及基站
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种信号到达角的估计方法及基站。
技术介绍
基于矩阵特征空间分解的多重信号分类(MultipleSignalClassification，简称MUSIC)方法，在几何上信号处理的观测空间可以分解为彼此正交的信号子空间和噪声子空间。信号子空间由阵列接收到的数据协方差矩阵中与信号对应的特征向量组成，噪声子空间则由协方差矩阵中所有最小特征值(噪声方差)对应的特征向量组成。根据其正交性构建空间谱函数，其谱峰对应的角度即是信号到达角。这种算法在低信噪比环境下，由于信号和噪声差别不大或者噪声强于信号，导致信号到达角的估计性能严重下降；当多个相干信源的信号到达角相近时，会出现三种可能情况：(1)谱函数中强信号将弱信号的谱峰覆盖，导致漏检；(2)信号强度相当时，不同信号的谱峰互相叠加后只出现一个谱峰，导致漏检并错检；(3)信号强度相当时,不同信号的谱峰互相叠加后谱峰中移，仍然出现两个谱峰，导致错检。此外，传统的基于旋转不变技术的信号参数估计(estimatingsignalparameterviarotationalinvariancetechniques，简称ESPRIT)方法受限于天线阵列的物理结构，也不利于信号到达角的估计性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种信号到达角的估计方法及基站，以解决低信噪比和多相干源信号相近到达场景下，信号到达角度估计性能差的问题。本专利技术的实施例提供一种信号到达角的估计方法，包括：获取面天线...
【技术保护点】
1.一种信号到达角的估计方法，其特征在于，包括：/n获取面天线阵列接收信号的近似自相关矩阵；/n根据噪声传输特性，对所述近似自相关矩阵进行调整，得到调整后的自相关矩阵；/n根据所述调整后的自相关矩阵，确定信号到达角的估计值。/n
【技术特征摘要】
1.一种信号到达角的估计方法，其特征在于，包括：
获取面天线阵列接收信号的近似自相关矩阵；
根据噪声传输特性，对所述近似自相关矩阵进行调整，得到调整后的自相关矩阵；
根据所述调整后的自相关矩阵，确定信号到达角的估计值。
2.根据权利要求1所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据噪声传输特性，对所述近似自相关矩阵进行调整，得到调整后的自相关矩阵，包括：
根据噪声传输特性对应的预设调整方式，对所述近似自相关矩阵中的对角线元素进行调整，得到调整后的自相关矩阵。
3.根据权利要求2所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述对所述近似自相关矩阵中的对角线元素进行调整，得到调整后的自相关矩阵，包括：
根据所述近似自相关矩阵中的元素值，确定所述近似自相关矩阵中对角线元素的调整目标值；
根据所述调整目标值，将所述近似自相关矩阵调整为拓普利兹矩阵，得到调整后的自相关矩阵。
4.根据权利要求3所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据所述近似自相关矩阵中的元素值，确定所述近似自相关矩阵中对角线元素的调整目标值，包括：
分别计算所述近似自相关矩阵中每条对角线上的对角线元素的平均值；
将所述平均值确定为各自对角线上的对角线元素的调整目标值；
其中，所述对角线为主对角线或与所述主对角线平行的副对角线。
5.根据权利要求2所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述对所述近似自相关矩阵中的对角线元素进行调整，得到调整后的自相关矩阵，包括：
根据所述近似自相关矩阵，构建噪声对角矩阵；其中，所述噪声对角矩阵的行列数与所述近似自相关矩阵的行列数相等；
根据所述噪声对角矩阵，对所述近似自相关矩阵中的对角线元素进行调整，得到调整后的自相关矩阵。
6.根据权利要求5所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据所述近似自相关矩阵，构建噪声对角矩阵，包括：
对所述近似自相关矩阵进行特征值分解，得到P个特征值；
根据所述P个特征值，构建所述噪声对角矩阵；其中，P为正整数。
7.根据权利要求6所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据所述P个特征值，构建所述噪声对角矩阵，包括：
计算所述P个特征值中最小的P-D个特征值的平均值；
将所述平均值确定为对角矩阵中对角线元素的值，以构建所述噪声对角矩阵；其中，D为正整数，且D小于K。
8.根据权利要求5所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据所述噪声对角矩阵，对所述近似自相关矩阵中的对角线元素进行调整，得到调整后的自相关矩阵，包括：
计算所述近似自相关矩阵与所述噪声对角矩阵之差，得到调整后的自相关矩阵。
9.根据权利要求1所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据调整后的自相关矩阵，确定信号到达角的估计值，包括：
根据所述自相关矩阵，构建D路信号的信号子空间以及噪声子空间；其中，D为正整数；
根据所述D路信号的信号子空间和所述噪声子空间，构建D个谱函数；
根据所述D个谱函数，确定所述D路信号到达角的估计值。
10.根据权利要求9所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据所述自相关矩阵，构建D路信号的信号子空间以及噪声子空间，包括：
对所述调整后的自相关矩阵进行特征值分解，得到P个特征值和所述P个特征值分别对应的特征向量；其中，P为正整数；
根据所述P个特征值中最大的前D个特征值，以及所述D个特征值对应的D个特征向量，构建D路信号的信号子空间；
根据所述P个特征值中除所述D个特征值外的P-D个特征值对应的P-D个特征向量，构建噪声子空间。
11.根据权利要求10所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据所述P个特征值中最大的前D个特征值，以及所述D个特征值对应的D个特征向量，构建D路信号的信号子空间，包括：
获取信号调节因子；
根据所述信号调节因子对第i个特征向量进行调节，得到调节后的第i个特征向量；
根据所述调节后的第i个特征向量和所述D个特征向量中除所述第i个特征向量之外的特征向量，构建第i路信号的信号子空间；其中，i为正整数，且i小于或者等于D。
12.根据权利要求11所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述获取信号调节因子，包括：
根据所述D个特征值，确定信号调节因子。
13.根据权利要求12所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据所述D个特征值，确定信号调节因子，包括：
计算所述D个特征值的平均值；
将所述平均值确定为所述信号调节因子。
14.根据权利要求11所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据所述信号调节因子对第i个特征向量进行调节，得到调节后的第i个特征向量，包括：
将所述调节因子与所述第i个特征向量的乘积，确定为调节后的第i个特征向量。
15.根据权利要求9所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述D个谱函数中的第i个谱函数为：
其中，Pi为第i路信号对应的谱函数，为第i路信号的导向向量，θi为第i路信号的方位角，为第i路信号的仰角，Esi为第i路信号的信号子空间，En为噪声子空间，H表示矩阵的共轭转置；i为正整数，且i小于或者等于D。
16.根据权利要求9所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据所述D个谱函数，确定D路信号到达角的估计值，包括：
按照所述D个特征值从大到小的顺序，依次根据所述D个谱函数计算所述D路信号到达角的估计值。
17.根据权利要求16所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述按照所述D个特征值从大到小的顺序，依次根据所述D个谱函数计算所述D路信号到达角的估计值，包括：
计算第i个谱函数中前D个谱峰值对应的D对角度值，所述角度值包括方位角值和仰角值；
根据前i-1路信号对应的i-1对角度值，将所述D对角度值中最大谱峰值对应的一对角度值，确定为所述第i路信号的到达角的估计值；i为正整数，且i小于或者等于D。
18.根据权利要求17所述的信号到达角的估计方法，其特征在于，所述根据前i-1路信号对应的i-1对角度值，将所述D对角度值中最大谱峰值对应的一对角度值，确定为所述第i路信号的到达角的估计值，包括：
确定所述D对角度值中除所述i-1对角度值之外的k对角度值；
将所述k对角度值中最大谱峰值对应的一对角度值，确定为所述第i路信号到达角的估计值；其中，k为正整数，且k小于或者等于D。
19.根据权利要求7、9至18中任一项所述的信号到达角的估...
【专利技术属性】
技术研发人员：范绍帅，贾杨，李辉，田辉，周梦凡，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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