[发明专利]一种信号到达角的估计方法及基站

说明书

本发明提供了一种信号到达角的估计方法及基站，其中该方法包括：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。本发明能够削弱噪声对于信号到达角检测的影响，提高信号到达角检测精度，避免漏检测和错检测，并还可以应用于多种类型的面天线阵列的信号到达角的估计，进而利于提高信号到达角估计的适配性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号到达角的估计方法及基站。

背景技术

基于矩阵特征空间分解的多重信号分类(Multiple Signal Classification，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(estimating signal parametervia rotational invariance techniques，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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

其中，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。

其中，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。

其中，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。

其中，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。