[发明专利]基于混合结构的ESPRIT的到达角与信噪比估计方法

摘要

本发明提供了混合模拟与数字结构接收机中，基于旋转不变技术的混合波束成形的到达角估计与信噪比估计方法。首先将模拟波束成形的相位设为零，利用ESPRIT算法估计角度，此时由于引进混合结构将导致测角模糊问题。接着分别进行数字相位对齐与模拟相位对齐，通过最大化接收信号功率准则剔除模糊角获得最终的角度估计。在获得角度估计的基础上，再通过模拟相位消除获得信噪比的估计。本发明将到达角估计技术应用于混合模拟与数字结构的接收机中，相比于传统的全数字接收机，可以大大降低硬件电路的成本与功耗，并且在少量射频链路的情况下仍可以有效的获得角度与信噪比的估计。

主权项

1.基于混合结构的ESPRIT的到达角与信噪比估计方法，其特征在于：基站采用混合模拟与数字结构，将天线阵列划分为多个子阵，首先初始化模拟波束成形的相位，将其置为0，然后对接收的信号利用ESPRIT算法估计角度值，接着利用估计的角进行数字相位对齐，由于相位函数的周期性，此时会产生测角模糊问题，即估计值为一组角度集合，接着利用模拟相位对齐，通过最大化输出信号功率估计出最终的角度，去除其余的模糊值，最后，在获得估计角度的情况下，重新采用相位抵消的思想设计模拟波束成形以进行信噪比估计，具体过程包括：S1.初始化模拟波束成形器的相位，首先将模拟波束成形的相位设置为零，对经过模拟波束成形的信号采用ESPRIT算法进行角度估计，由于采用了部分连接型的混合结构，此时每个子阵看作单根的虚拟天线，估计的角度经过数字波束成形，将得到一组角度集合；S2.利用模拟相位对齐与最大化功率的思想去除模糊角，由于混合结构引入了测角模糊问题，对经过数字相位对齐后获得的一组角分别再进行模拟相位对齐，并对计算相应的输出信号功率，选取输出功率最大的角度为最终估计角，从而解决角度模糊问题；S3.利用估计的最终角度进行信噪比估计，由于已经获得了最终的估计角，此时可以重新设计模拟波束成形从而与信道的相位进行抵消，当估计角度较为精确时，接收信号的形式将转化为简单的信号与噪声相加模式，此时可以容易的进行信噪比估计。