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基于高阶统计和非均匀阵列的欠定多径到达角估计方法 

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申请/专利权人:华中科技大学

摘要:本发明公开了一种基于高阶统计和非均匀阵列的欠定多径到达角估计方法,包括:获取信道数据;计算信道数据的空间高阶累积量,并组织成协方差矩阵;根据协方差矩阵的组织方式构造对应的虚拟阵列流形;对协方差矩阵执行奇异值分解或特征分解,得到信号子空间和噪声子空间;基于信号子空间和噪声子空间的正交性,结合虚拟阵列流形定义空间谱,搜索谱峰得到多径到达角的估计值。非均匀阵列结构可以通过求解混合整数规划问题得到。本发明一方面能够实现欠定情况下的到达角估计,另一方面能够获得相比于传统基于均匀线性阵列的常规估计方法更准确更高精度的到达角估计。具有估计自由度大、估计精度高、计算复杂度小、对噪声的鲁棒性大的优点。

主权项:1.一种基于高阶统计和非均匀阵列的欠定多径到达角估计方法,其特征在于,包括:获取信道数据;计算所述信道数据的空间高阶累积量,并组织成协方差矩阵;根据所述协方差矩阵的组织方式构造对应的虚拟阵列流形;对所述协方差矩阵执行奇异值分解或特征分解,得到信号子空间和噪声子空间;基于所述信号子空间和噪声子空间的正交性,结合所述虚拟阵列流形定义空间谱,搜索谱峰得到多径到达角的估计值;其中,所述非均匀阵列结构通过求解混合整数规划问题得到,该混合整数规划问题以最大化虚拟阵列流形中的虚拟阵元不重复度为目标,该混合整数规划问题适当松弛后可描述为: subjectto1-INF·zm≤qmDT≤-1+INF·1-zmm=1,…,M-1, 其中,表示天线阵元的坐标,M为天线阵元个数,M-1×M的矩阵Q的对角线上元素均为-1、上副对角线元素均为1,Qi,i=-1、Qi,i+1=1,i=1,…,M-1,qm表示矩阵Q的第m行,U=MM-12,Ji=[0M-i,i-11M-iIM-i],i=1,…,M-1,1U-1表示元素全为1的U-1×1列向量,ju表示矩阵J的第u行,J[u]表示矩阵J删除了第u行后的矩阵,JA=[1U-1j1…1U-1jU]T和JB=[J[1]…J[U]]T,[·]T表示矩阵转置操作。

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