[发明专利]一种双极化智能天线系统中的DOA估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及DOA估计技术，特别涉及一种双极化智能天线系统中的 DOA估计方法。

背景技术

智能天线是TD-SCDMA系统的关键技术。在智能天线系统中，通过DOA 估计可以确定用户当前所在的位置。

目前进行DOA估计的方法有两种，分别是基于EBB的算法和基于GOB 的算法。在这两种算法中，基站首先进行信道估计，然后利用信道估计结果 计算空间相关矩阵，再利用空间相关矩阵计算所有到达角方向上的接收功 率，从计算得到的接收功率选择最大值作为用户的DOA估计结果。其中， 基于EBB算法和基于GOB算法的区别仅在于，计算到达角方向上接收功率 的方式不同。

在单极化天线系统中，基站端有一组极化方向相同的天线，各个天线间 需要保持一定的距离，其中，组内天线数目越多，系统增益越大。但随着 TD-SCDMA系统的进一步发展，要达到一定的系统增益，利用单极化的智 能天线使得基站天线的面积较大，安装不便，受风面积大，存在安全隐患， 因此出现了双极化智能天线。在双极化智能天线系统中，基站端有两种极化 方向的天线，其中，极化方向相同的天线间仍需保持一定的距离，但是，极 化方向不同的天线间的距离可以很近，如图1所示。这样，达到相同的系统 增益，双极化智能天线系统中天线的面积要大大小于单极化天线系统中天线 的面积。

但是目前存在的DOA估计均是单极化智能天线下的DOA估计，双极 化智能天线下的DOA估计算法还没有，如果双极化智能天线继续利用原来 的算法，一方面，由于只利用了一个极化方向的信息进行DOA估计，必然 导致由于浪费了另一个极化方向的信息而造成估计精度的下降；另一方面电 磁波双极化的特性没能得到充分的利用，以便得到更准确的用户位置信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种双极化智能天线系统中的DOA估计方法， 能够充分利用双极化智能天线的信息进行准确的DOA估计。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种双极化智能天线系统中的DOA估计方法，包括：

对两个极化方向的天线分别进行信道估计得到相应极化方向的空间相关矩 阵，并对应每一极化方向，利用EBB或GOB算法确定各个到达角方向的接收 功率；

对应每一极化方向，根据该极化方向的空间相关矩阵和所述各个到达角方 向的接收功率确定该极化方向对应的最大波束增益；

对两个极化方向对应的最大波束增益进行合并处理，确定用户的DOA信 息。

较佳地，所述根据该极化方向的空间相关矩阵和所述各个到达角方向的接 收功率确定该极化方向对应的最大波束增益包括：

在该极化方向的所述各个到达角方向的接收功率中确定最大接收功率，并 根据该极化方向的空间相关矩阵对所述最大接收功率进行归一化处理，得到该 极化方向上的波束增益，将其作为所述该极化方向对应的最大波束增益。

较佳地，所述根据该极化方向的空间相关矩阵和所述各个到达角方向的接 收功率确定该极化方向对应的最大波束增益包括：

在该极化方向的所述各个到达角方向的接收功率中确定最大接收功率，并 根据该极化方向的空间相关矩阵对所述最大接收功率进行归一化处理，得到该 极化方向上的波束增益；

对所述该极化方向上的波束增益进行递归平均，将递归平均结果作为所述 该极化方向对应的最大波束增益。

较佳地，所述根据该极化方向的空间相关矩阵和所述各个到达角方向的接 收功率确定该极化方向对应的最大波束增益包括：

根据该极化方向的空间相关矩阵对该极化方向的所述各个到达角方向的接 收功率分别进行归一化处理，得到该极化方向的各个到达角方向的波束增益；

对该极化方向的各个到达角方向的波束增益分别进行递归平均得到平均波 束增益，并从所有平均波束增益中选择最大值作为所述该极化方向对应的最大 波束增益。