波达方向估计方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及无线通信技术领域，公开了一种波达方向估计方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：获取接收信号的导向矢量；对所述导向矢量进行延迟自相关，获取所述导向矢量的平均相关值；获取所述平均相关值的相位；基于所述平均相关值的相位估计所述接收信号的波达方向。本方法在不降低性能的前提下，避免了波达方向估计算法的搜索过程，大大降低了计算量和计算复杂度。计算量和计算复杂度。计算量和计算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
波达方向估计方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种波达方向的估计方法。

技术介绍

[0002]波达方向(Direction of Arrival，简称“DOA”)在无线通信、导航、雷达等领域都有着广泛的应用。目前常用的波达方向估计方法有古典谱估计算法、经典多信号分类(Multiple Signal Classification，简称“MUSIC”)算法、经典基于旋转不变技术的信号参数估计(estimating signal parameter via rotational invariance techniques，简称“ESPRIT”)算法、角度
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空间谱算法及其对应的一些改进优化算法。以下会具体介绍上述部分算法：
[0003]1.古典谱估计法，它是通过计算空间谱求取其局部最大值，从而估计出信号的波达方向，有一定的搜索量，计算复杂度高。
[0004]2.经典MUSIC算法，它利用了信号子空间和噪声子空间的正交性，构造空间谱函数，通过谱峰搜索，检测信号的DOA，计算量大，复杂度高。
[0005]3.经典ESPRIT算法，利用了自相关矩阵信号子空间的旋转不变特性估计DOA，避免了大多数DOA估计算法的搜索过程，大大降低了计算量，但需要对协方差矩阵进行特征值分解，计算相应的特征向量，当特征向量不唯一时，还需要进行特征向量的判断，计算量仍旧较大。
[0006]通过上述介绍可知，当前常用的波达方向估计方法存在计算量大、计算复杂度高的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种波达方向估计方法、装置、电子设备及存储介质，在不降低性能的前提下，避免了波达方向估计算法的搜索过程，大大降低了计算量。
[0008]为解决上述问题，本专利技术的实施例提供了一种波达方向估计方法，包括：获取接收信号的导向矢量；对所述导向矢量进行延迟自相关，获取所述导向矢量的平均相关值；获取所述平均相关值的相位；基于所述平均相关值的相位估计所述接收信号的波达方向。
[0009]为解决上述问题，本专利技术的实施例还提供一种波达方向估计装置，包括：导向矢量获取模块，用于获取接收信号的导向矢量；自相关模块，用于对所述导向矢量进行延迟自相关，获取所述导向矢量的平均相关值；相位获取模块，用于获取所述平均相关值的相位；波达方向估计模块，用于基于所述平均相关值的相位估计所述接收信号的波达方向。
[0010]为解决上述问题，本专利技术的实施例还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的波达方向估计方法。
[0011]为解决上述问题，本专利技术的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的波达方向估计方法。
[0012]相较于当前常用的波达方向估计方法而言，本申请的实施例提出的波达方向估计方法，在不降低性能的前提下，利用延迟自相关，及多个延迟自相关值求平均，有利于减少噪声的影响，提高估计准确度；通过垂直向相关值的相位来估计垂直向角度，水平向相关值的相位来估计水平向角度，避免了波达方向估计算法的搜索过程，大大降低了实现估计波达方向的复杂度。
附图说明
[0013]图1是本专利技术一实施例提供的波达方向估计方法的流程图一；
[0014]图2是本专利技术一实施例提供的波达方向估计方法的流程图二；
[0015]图3是本专利技术一实施例提供的波达方向估计方法的流程图三；
[0016]图4是本专利技术一实施例提供的波达方向估计装置的结构示意图；
[0017]图5是本专利技术一实施例提供的电子设备结构示意图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
[0019]本专利技术提供了一种波达方向估计方法，在无线通信、定位、导航、雷达等领域皆可应用，尤其适合用于5G NR(New Radio,新无线)系统中的大规模天线时的波达方向估计。
[0020]在无线通信领域，尤其在5G NR系统中，在MU
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MIMO(Multiple User Multiple Input Multiple Output，多用户多入多出)传输中，可以通过DOA获知用户的方位信息，有利于用户配对，用户调度，从而可以提高配对增益，整体提高MU
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MIMO的传输性能。在SU
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MIMO(Single User Multiple Input Multiple Output，单用户多入多出)传输中，可以通过DOA获知用户的方位信息，有利于选择最佳的波束。
[0021]在无线通信领域的定位系统、MU
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MIMO系统、SU
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MIMO中会涉及到用户方向，受限于计算复杂度时，尤其适用本专利技术实施方式的估计方法。
[0022]本专利技术的一实施例涉及一种波达方向估计方法。在本实施例中，首先获取接收信号的导向矢量；对所述导向矢量进行延迟自相关，获取所述导向矢量的平均相关值；获取所述平均相关值的相位；基于所述平均相关值的相位获取所述接收信号的波达方向，本申请提高了估计波达方向的准确度，大大降低了计算量。
[0023]下面对本实施例中的波达方向估计方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解本方案的实现细节，并非实施本方案的必须。具体流程如图1所示，可包括如下步骤：
[0024]步骤101：通过计算信道估计值的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵，获取到接收信号的导向矢量。
[0025]根据信道估计值及天线阵列模式，分别获取信道估计值的垂直向协方差矩阵和水
平向协方差矩阵，并在阵列维度、极化维度、天线端口维度、资源块或资源粒子维度求平均得到垂直向协方差矩阵R
v
(n,n)和水平向协方差矩阵R
h
(m,m)；其中，n表示垂直向阵子索引，m表示水平向阵子索引。
[0026]在本实施例中，利用协方差矩阵可以消除一些固有的相位移位，在极化维度、端口维度、RE或RB维度求平均，有利于减少噪声的影响，提高估计准确度。
[0027]步骤102：对所述导向矢量进行延迟自相关，获取所述导向矢量的平均相关值。
[0028]具体地说，对垂直向导向矢量的每一列进行延迟距离为预设值的延迟自相关，并将所有的相关值加和求平均；对水平向导向矢量的每一列进行延迟距离为预设值的延迟自相关，并将所有的相关值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波达方向估计方法，其特征在于，包括：获取接收信号的导向矢量；对所述导向矢量进行延迟自相关，获取所述导向矢量的平均相关值；获取所述平均相关值的相位；基于所述平均相关值的相位估计所述接收信号的波达方向。2.根据权利要求1所述的波达方向估计方法，其特征在于，所述获取接收信号的导向矢量，包括：根据信道估计值及天线阵列模式，分别获取信道估计值的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵，并在阵列维度、极化维度、天线端口维度、资源块或资源粒子维度求平均得到垂直向协方差矩阵R
v
(n,n)和水平向协方差矩阵R
h
(m,m)；其中，n表示垂直向阵子索引，m表示水平向阵子索引。3.根据权利要求1所述的波达方向估计方法，其特征在于，所述获取接收信号的导向矢量，包括：根据信道估计值及天线阵列模式，分别获取信道估计值的垂直向分量H
v
(n,m,p,port,r)和水平向分量H
h
(m,n,p,port,r)，其中，n表示垂直向阵子索引，m表示水平向阵子索引，p表示极化索引，port表示端口索引，r表示资源粒子RE或资源块RB索引。4.根据权利要求1所述的波达方向估计方法，其特征在于，所述获取接收信号的导向矢量，包括：根据赋形权值向量及天线阵列模式，分别获取赋形权值向量最大能量方向的垂直向分量V
v
(n,m,p,r)和水平向分量V
h
(m,n,p,r)，其中，n表示垂直向阵子索引，m表示水平向阵子索引，p表示极化索引，r表示资源粒子RE或资源块RB索引。5.根据权利要求2
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4中任一项所述的波达方向估计方法，其特征在于，所述对所述导向矢量进行延迟自相关，获取所述导向矢量的平均相关值，包括：对垂直向导向矢量的每一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向凤，徐晓景，林伟，芮华，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：