[发明专利]一种相干分布式信号二维波达角的测定方法

说明书

技术领域

本发明属于无线移动通信技术领域，特别是涉及一种采用阵列天线测定相干多径分布式信号(简称相干分布源)二维波达方向的二维波达角(Direction of Arrival，简称DOA)的测定方法。

背景技术

无线移动通信的信道传输环境具有复杂性和不确定性，存在多径衰落和时延扩展，造成了符号间串扰(ISI)、同信道干扰(CCI)、多址干扰(MAI)等，这些干扰降低了链路性能和系统容量。通过采用均衡、码匹配滤波、RAKE接收、信道编译码等技术都可以对抗或者减小这几种干扰。这些技术在利用信号的时域或频域信息时、当有用信号的时延样本(delay version)和干扰信号在时域或频域存在差异时，在空域上也存在差异。采用智能天线技术可以克服这个问题，它可将无线电信号导向具体的方向、产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号的到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号的到达方向，以达到充分高效利用移动用户信号并抵消或抑制干扰信号的目的。同时，利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需，它使通信资源不再局限于时间域、频率域或码域，而拓展到了空间域。因此智能天线已被看作实现SDMA(Spatial Division MultiAccess)的关键技术。

码分多址(Code-Division Multiple Access-CDMA)固有的诸多优点使其成为第三代(3G)移动通信系统的主流体制，欧洲提出的WCDMA，北美提出的cdma2000及中国提出的TD_SCDMA，都采用CDMA接入技术。在TD-SCDMA系统中，基站的设计就是采用8阵元智能天线用于估计(测定)用户的DOA参数。因此、对DOA参数的测定已成为3G移动通信的关键技术之一；但传统的DOA测定方法一般都将目标信号假设为点源，然而、在复杂的无线通信环境中，由于信号源周围的局部散射，使得同一个信号源发出的信号可以通过不同的路径和角度到达接收天线阵列。此时，信号源已不能再看成点信号源，而应该被视为具有某种分布特性的角度扩展信号源(分布信号源)。但基于假设为点目标模型对信号源角度进行测定的方法，由于未能考虑信号源的空间分布信息，当作为点目标的假设不成立时，其性能将急剧下降。

分布信号源根据内部不同波达方向之间是否相干，可分为相干分布(CoherentlyDistributed，CD)信号源和非相干分布(Incoherently Distributed，ID)信号源两种类型。相干和非相干分布源模型分别对应于两种不同的信道情况：即快变信道和静态信道。根据信道相干时间和观测周期之间的关系，即当信道的相干时间远小于观测周期时，对应于相干分布源；反之，当信道相干时间大于观测周期时，则为非相干分布源。