[发明专利]大规模天线阵列信号的波达方向单快拍快速估计方法及装置

摘要

本发明提供一种大规模天线阵列信号的波达方向单快拍快速估计方法及装置，涉及移动通信技术领域。该方法包括：对阵列接收信号进行离散傅里叶变换，搜索变换后的信号功率谱，由谱峰位置得到信号波达方向的初始估计；将所述阵列接收信号进行相位旋转，对所述旋转后的信号进行离散傅里叶变换，并获取相位最佳旋转因子；最后，根据所述波达方向的初始估计和所述相位最佳旋转因子，计算出所述波达方向的最终估计值。本发明提供的快速估计方法，充分考虑了大阵列孔径的特性，利用均匀大规模天线阵列下离散傅里叶变换DFT功率谱的精确性，通过DFT这一简单有效的方法，仅需要单次快拍的数据就能实现对于波达方向的准确估计。

主权项

1.一种大规模天线阵列信号的波达方向单快拍快速估计方法，其特征在于，包括：步骤一：对阵列接收信号进行离散傅里叶变换，搜索变换后的信号功率谱，由谱峰位置得到信号波达方向的初始估计；步骤二：将所述阵列接收信号进行相位旋转，对所述旋转后的信号进行离散傅里叶变换，并获取相位最佳旋转因子；步骤三：根据所述波达方向的初始估计和所述相位最佳旋转因子，计算出所述波达方向的最终估计值；所述相位旋转包括：定义长度为(C+1)×1的矢量Λ，矢量Λ第c个元素为其中，矢量Λ中的元素为旋转因子，所述旋转因子在内均匀分布，M为全向天线阵元的个数；对旋转因子[Λ]_c构建对角矩阵得到相位旋转矩阵，将所述阵列接收信号右乘所述相位旋转矩阵得到相位旋转后的信号；所述获取相位最佳旋转因子包括：对旋转后的信号离散傅里叶变换功率谱内每一点，设置一定长度的滑动窗，并计算该点功率谱与所述滑动窗内所有点功率谱和的比值，将所述比值定义为该点的稀疏指数；对所述阵列接收信号进行C+1次旋转，对每一次旋转后的离散傅里叶变换功率谱，计算每一点的稀疏指数并记录，得到一(C+1)×M稀疏指数矩阵Q；根据所述稀疏指数矩阵Q中初始估计值谱峰位置附近的最大值，获取对应的相位最佳旋转因子。