[发明专利]一种频域超分辨率多径时延估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统中的测距和定位技术，尤其涉及一种在信号频域进行超分辨率多径时延估计的方法。

背景技术

通常在无线传感器网络和蜂窝移动通信系统中，测距和定位技术广泛用于智能交通、生物医疗和工业控制等领域，实现目标定位、病情追踪和故障管理等应用。在所有的这些应用场景中，测距和定位的基础便是精确的时延估计技术，而在多径环境下多径时延的估计至关重要。

传统的超分辨率时延估计算法都是基于矩阵特征分解理论的，其本质是对相关矩阵特征分解后，依据信号子空间矩阵和噪声子空间矩阵的正交特性来得到多径信号的时延估计值。这些算法在信噪比较高的情况下时延估计分辨率都很高，但是，这些方法一般都需要奇异值分解或是特征值分解等计算量较大的矩阵运算操作。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种频域超分辨率多径时延估计方法，能够在信噪比不高的情况下，使时延估计达到较高的分辨率，同时能够避免传统超分辨率时延估计算法的奇异值分解和特征值分解等运算，让多径时延估计更加实用、简单。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种频域超分辨率多径时延估计方法，包括如下步骤：

第一步：频域信道响应采样

在频域利用矢量网络分析仪对信道频域响应进行N点的均匀采样，其采样频率范围为[f_L,f_H]，采样间隔记为△f=(f_H-f_L)/(N-1)，接收到的数据采样点分别为R(0),R(1),...,R(N-1)；其中f_L为频率下界，f_H为频率上界；

第二步：利用采样数据构造Hankle矩阵

将在频域采样得到的N个频域数据组织成为如下的L×(N-L+1)矩阵形式：（L为矩阵X的行数，比N小很多，并且可以变化，控制这计算复杂度和算法精确度）

其中，X₁和X₂是采样数据分块矩阵，且X₁是D×(N-L+1)矩阵，X₂是(L-D)×(N-L+1)矩阵，D是多径的传播路径数目，即：

第三步：利用采样数据分块矩阵X₁和X₂构造矩阵E和矩E_I

E=(X1X1H)-1X1X2H-I]]>

EI=(X1H)+-(X2+)H]]>