[发明专利]一种基于二维矩阵束的时延与角度联合估计方法

权利要求书

1.一种基于二维矩阵束的时延与角度联合估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对单阵元接收到的OFDM信号，估计出其信道频域响应矢量，然后对含有时延和角度信息的参数矢量进行重构，得到M个扩展阵元的信道频域响应信息重构矢量矩阵；

步骤2：根据步骤1得到的M个扩展阵元的信道频域响应信息重构矢量矩阵，从空间和频率两个方面得到空间二维信道频域响应数据矩阵和空间二维信道频域响应数据矩阵对应的增广矩阵X_e；

步骤3：对增广矩阵X_e进行特征值分解，沿着空间维度进行奇异值分解，得到信号子空间特征向量通过求解的特征值求得到角度参数估计值，求出第i条多径的AOA到达角度，其中是U_s1的Moore-Penrose逆，U_s2和U_s1分别为对U_s删除最后P行和前P行所得的矩阵；

步骤4：通过引入置换矩阵U_sp＝CU_s，沿着频率维度通过求解的特征值来获得期望所求的时延参数值；其中U_sp1和U_sp2分别为对U_sp删除最后K行和删除前K行所得的矩阵，求出第i条多径的到达时延TOA到达时间；

步骤5：根据步骤3的角度参数估计值和步骤4的时延参数估计值，通过对特征分解，然后构造置换矩阵Q₁和Q₂，其中β为标量，利用Q₁和Q₂每行中绝对值最大的元素在每行中的位置进行排序，实现角度和时延参数信息的正确配对。

2.根据权利要求1所述的基于二维矩阵束的时延与角度联合估计方法，其特征在于，所述步骤1的M个扩展阵元的信道频域信息重构矢量矩阵为X＝H+n＝Y(θ)diag[α]Z^T(τ)+n，式中为加性高斯白噪声，为第i条多径的复衰落系数，n_m,k为均值为0，方差为σ²的加性高斯白噪声，τ_i表示第i条多径的时延，N是子载波数，L_P为多径数，的天线阵列流型矩阵Y(θ)为

式中，而且的OFDM载波数流型矩阵Z(τ)为

式中，

3.根据权利要求1所述的基于二维矩阵束的时延与角度联合估计方法，其特征在于，所述空间二维信道频域响应数据矩阵对应的增广矩阵X_e为；

式中，

4.根据权利要求3所述的基于二维矩阵束的时延与角度联合估计方法，其特征在于，所述步骤3求出第i条多径的AOA，即

5.根据权利要求3所述的基于二维矩阵束的时延与角度联合估计方法，其特征在于，所述步骤4通过引入置换矩阵，沿着频率维度通过求解的特征值来获得期望所求的时延参数值具体包括：

根据求出第i条多径的到达时延TOA，即

6.根据权利要5所述的基于二维矩阵束的时延与角度联合估计方法，其特征在于，所述步骤5对估计出的和进行配对，对和进行特征值分解得到，

再对进行特征值分解得到其中β为标量；然后构造置换矩阵和利用矩阵Q₁和Q₂每行中绝对值最大的元素在每行中的位置，构造两个向量q_a和q_b；将F_a中的顺序按向量q_a中元素的大小进行排序，将G_b中的顺序按向量q_b中元素的大小进行排序，即可得到的正确配对。