【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号处理，尤其涉及一种波达方向估计方法、装置及电子设备。
技术介绍
1、随着移动终端的普及，基于位置的服务(location based services，lbs)被广泛应用在日常生产和生活中，高精度的定位方法受到广泛关注。波达方向(direction ofarrival，doa)估计方法是一种经典的定位方法。在第五代移动通信技术(the 5thgeneration mobile communication technology，5g)需求的推动下，大规模多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)技术和毫米波波束赋形技术的研究都推动doa估计方法的发展。
2、现有的doa估计方法是通过网格法确定方向谱函数的极值来进行定位，在方向谱函数的维度为二维的情况下，为保证定位精度，定位速度将大幅降低，无法满足5g场景下高精度低时延的定位要求。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种波达方向估计方法、装置及电子设备，用以解决现有的doa估计方法中在方向谱函数的维度为二维的情况下，为保证定位精度，定位速度将大幅降低，无法满足5g场景下高精度低时延的定位要求的缺陷，该方法基于蚁群算法，对阵列信号对应的方向谱函数进行谱峰搜索，可快速且准确地估计阵列信号对应的波达方向，有效提升doa估计的定位精度和速度，以满足5g场景下高精度低时延的定位要求。
2、本专利技术提供一种波达方向估计方法，包括：
3、获取阵列信号对
4、采用蚁群算法，确定所述方向谱函数对应的谱峰；
5、根据所述谱峰，估计所述阵列信号对应的波达方向。
6、根据本专利技术提供的一种波达方向估计方法，所述采用蚁群算法，确定所述方向谱函数对应的谱峰，包括：s1、根据第一蚁群和所述方向谱函数，确定第二蚁群；所述第一蚁群中各蚂蚁对应于所述阵列信号中的一个信号，所述各蚂蚁用于表征对应信号的入射角；s2、根据所述第一蚁群和所述第二蚁群，确定目标蚁群，并将所述目标蚁群确定为当前第一蚁群；s3、重复执行步骤s1-s2，直到达到预设次数停止，并基于最终得到的目标蚁群，确定所述方向谱函数对应的谱峰。
7、根据本专利技术提供的一种波达方向估计方法，所述根据第一蚁群和所述方向谱函数，确定第二蚁群，包括：根据所述第一蚁群和所述方向谱函数，确定所述第一蚁群对应的信息素矩阵；根据所述信息素矩阵和所述第一蚁群，确定所述第二蚁群。
8、根据本专利技术提供的一种波达方向估计方法，所述根据所述信息素矩阵和所述第一蚁群，确定所述第二蚁群，包括：根据所述信息素矩阵，确定所述第一蚁群对应的状态转移概率矩阵；根据所述状态转移概率矩阵和所述第一蚁群，确定所述第二蚁群。
9、根据本专利技术提供的一种波达方向估计方法，所述根据第一蚁群和所述方向谱函数，确定所述第一蚁群对应的信息素矩阵，包括：针对所述第一蚁群中各蚂蚁，根据信息素公式，得到所述蚂蚁对应的信息素；根据所述各蚂蚁对应的信息素，构建所述第一蚁群对应的信息素矩阵；其中，所述信息素公式为：τz＝calobjfun(antsz)，z＝1,...,z；τz表示所述第一蚁群中的第z只蚂蚁对应的信息素；antsz表示所述第一蚁群中的第z只蚂蚁；calobjfun(·)表示所述方向谱函数；z表示所述第一蚁群中蚂蚁的总数量，z≥2。
10、根据本专利技术提供的一种波达方向估计方法，所述根据所述信息素矩阵，确定所述第一蚁群对应的状态转移概率矩阵，包括：针对所述第一蚁群中各蚂蚁，确定所述信息素矩阵中的最大信息素，并根据所述蚂蚁对应的信息素和所述最大信息素，确定所述蚂蚁对应的状态转移概率；根据所述各蚂蚁对应的状态转移概率，构建所述第一蚁群对应的状态转移概率矩阵。
11、根据本专利技术提供的一种波达方向估计方法，所述根据所述状态转移概率矩阵和所述第一蚁群，确定所述第二蚁群，包括：针对所述状态转移概率矩阵中各状态转移概率，根据状态转移概率和更新参数，对所述第一蚁群中所述状态转移概率对应的蚂蚁进行更新，得到更新后的蚂蚁；根据所有更新后的蚂蚁，构建所述第二蚁群。
12、根据本专利技术提供的一种波达方向估计方法，所述根据所述第一蚁群和所述第二蚁群，确定目标蚁群，包括：确定所述阵列信号中任一信号在所述第一蚁群中对应的第一目标蚂蚁和在所述第二蚁群中对应的第二目标蚂蚁；将所述第一目标蚂蚁对应的信息素与所述第二目标蚂蚁对应的信息素中较大信息素对应的蚂蚁，确定为目标蚂蚁；根据所有目标蚂蚁，构建所述目标蚁群。
13、根据本专利技术提供的一种波达方向估计方法，所述方法还包括：针对所述目标蚁群中各目标蚂蚁，根据目标蚂蚁和信息素挥发系数，对所述目标蚂蚁对应的信息素进行更新，得到所述目标蚂蚁对应的目标信息素。
14、本专利技术还提供一种波达方向估计装置，包括：
15、获取模块，用于获取阵列信号对应的方向谱函数；
16、谱峰确定模块，用于采用蚁群算法，确定所述方向谱函数对应的谱峰；
17、波达方向估计模块，用于根据所述谱峰，估计所述阵列信号对应的波达方向。
18、本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述波达方向估计方法。
19、本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述波达方向估计方法。
20、本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述波达方向估计方法。
21、本专利技术提供的波达方向估计方法、装置及电子设备，通过获取阵列信号对应的方向谱函数；采用蚁群算法，确定方向谱函数对应的谱峰；根据谱峰，估计阵列信号对应的波达方向。该方法基于蚁群算法，对阵列信号对应的方向谱函数进行谱峰搜索，可快速且准确地估计阵列信号对应的波达方向，有效提升doa估计的定位精度和速度，以满足5g场景下高精度低时延的定位要求。
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1.一种波达方向估计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用蚁群算法，确定所述方向谱函数对应的谱峰，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据第一蚁群和所述方向谱函数，确定第二蚁群，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述信息素矩阵和所述第一蚁群，确定所述第二蚁群，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据第一蚁群和所述方向谱函数，确定所述第一蚁群对应的信息素矩阵，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述信息素矩阵，确定所述第一蚁群对应的状态转移概率矩阵，包括：
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述状态转移概率矩阵和所述第一蚁群，确定所述第二蚁群，包括：
8.根据权利要求3-7任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一蚁群和所述第二蚁群，确定目标蚁群，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种波达方向估计装
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至9任一项所述波达方向估计方法。
12.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述波达方向估计方法。
...【技术特征摘要】
1.一种波达方向估计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用蚁群算法，确定所述方向谱函数对应的谱峰，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据第一蚁群和所述方向谱函数，确定第二蚁群，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述信息素矩阵和所述第一蚁群，确定所述第二蚁群，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据第一蚁群和所述方向谱函数，确定所述第一蚁群对应的信息素矩阵，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述信息素矩阵，确定所述第一蚁群对应的状态转移概率矩阵，包括：
7.根据权利要求4所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王霄峻，宋勇琦，程科，贺晨琳，牛泽原，许睿哲，张萌，夏灵均，
申请(专利权)人：网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：
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