一种基于移动WIMAX的波达方向估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于移动ＷＩＭＡＸ的波达方向估计方法。该方法针对移动ＷＩＭＡＸ应用环境，对各天线阵元接收到的信号进行多普勒频偏补偿，然后对补偿后的信号应用ＭＵＳＩＣ算法进行波达方向估计。多普勒效应使得接收信号与发射信号的频率产生了偏差，体现在多普勒频移量ω↓［Ｄ］这个参数上，进行多普勒频移补偿就是要去掉这个多普勒频移，要消除ω↓［Ｄ］的影响就可以在ω↓［Ｄ］的右边乘上ω↓［Ｄ］↑［Ｈ］，因为ω↓［Ｄ］ω↓［Ｄ］↑［Ｈ］＝１，从而使得Ｙ（ｔ）＝［Ｉ］↑ＡＸ（ｔ）＋Ｎ（ｔ），从而降低了多普勒效应的影响。通过引入多普勒频移补偿的方法，降低了多普勒效应对传统ＤＯＡ估计性能的影响，实现了移动ＷＩＭＡＸ环境下的ＤＯＡ估计。本方法对于发射端是移动的，信号是采用ＯＦＤＭ调制方案的通信系统仍然适用，具一定的通用性。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种基于移动ＷＩＭＡＸ的波达方向估计方法，其特征在于包括以下的步骤：　　　　（１）对各天线阵元接收到的信号进行多普勒频偏补偿：移动ＷＩＭＡＸ使用的子载波数设为Ｎ，频率分别设为ｆ↓［１］，ｆ↓［２］，Ｌ，ｆ↓［Ｎ］，信道的路径数为Ｎ↓［ｍ］；接收端使用直线天线阵，天线阵置于ＸＹ平面，阵元间隔设为ｄ，阵元数为Ｍ，信号入射角θ为入射方向与Ｙ轴所成的角度；可设Ｎ大于Ｎ↓［ｍ］且Ｎ大于Ｍ；天线上的接收信号Ｙ（ｔ）可表示为：Ｙ（ｔ）＝＊ω↓［Ｄ］Ｘ（ｔ）＋Ｎ（ｔ）；其中，Ｘ（ｔ）为移动ＷＩＭＡＸ格式的发射信号，Ｎ（ｔ）为高斯白噪声；　　　　＊＝［Ａ↓［１］　　Ａ↓［２］　　Ｌ　　Ａ↓［Ｎ↓［ｍ］］］，ω↓［Ｄ］＝［ω↓［Ｄ↓［１］］　　ω↓［Ｄ↓［２］］　　Ｌ　　ω↓［Ｄ↓［Ｎ↓［ｍ］］］］↑［Ｔ］，其中　　　　＊＊＊　　　　Ａ↓［ｉ］↑［ｌ］为子载波ｆ↓［ｉ］在第ｌ条多径上的信号相对于直射路径信号的相对幅度和相对相位；ω↓［ｌ］↑［ｉ］是第ｌ条多径在第ｉ个子载波ｆ↓［ｉ］上的多普勒频偏量；θ↓［ｉ］为信号从第ｉ条多径入射到天线阵列上的入射角度；ｄ为阵元之间的间距，ｃ为光速；矩阵ω↓［Ｄ］为多普勒效应对正常信号的影响；用其逆矩阵ω↓［Ｄ］↑［Ｈ］右乘矩阵＊ω↓［Ｄ］减少多普勒效应的影响；　　　　（２）应用ＭＵＳＩＣ算法进行波达方向估计：首先计算补偿后的Ｙ（ｔ）的协方差矩阵＊；然后对＊进行特征值分解，其特征值为λ↓［１］≥λ↓［２］≥…λ↓［Ｎ↓［ｍ］＋１］≥λ↓［Ｎ↓［ｍ］＋１］≥Ｌ≥λ↓［Ｍ］≥０，相对应的特征向量为ｅ↓［１］Ｌｅ↓［Ｎ↓［ｍ］］，｜ｅ↓［Ｎ↓［ｍ］＋１］Ｌｅ↓［Ｍ］，构造噪声子空间Ｖ↓［ｎ］＝［ｅ↓［Ｎ↓［ｍ］＋１］Ｌｅ↓［Ｍ］］；再计算谱值Ｐ（θ）＝１／‖Ａ（θ）Ｖ↓［ｎ］‖↑［２］，其中θ表示入射角度，θ∈［０，π］；　　　　＊＊＊　　　　最后，找出Ｐ（θ）的Ｎ↓［ｍ］个峰值对应的θ↓［１］，θ↓［２］，Ｌ，θ↓［Ｎ↓［ｍ］］，此为目标信号的ＤＯＡ估计量。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌杰，孔令兴，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]