[发明专利]北斗和超宽带系统中一种TOA与DOA联合估计降维方法

权利要求书

1.一种北斗和超宽带系统中一种TOA与DOA联合估计降维方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、使用两根阵列天线接收信号，分别获得两根天线的信道冲激响应估计与

S2、使用采样点数与多径簇的扩展和降维算法，获得第一根天线的TOA估计

S3、使用采样点数与多径簇的扩展和降维算法，获得第二根天线的TOA估计

S4、利用几何信息与两根天线的TOA估计结果计算出DOA的估计值；

步骤S2中，所述采样点数与多径簇的扩展和降维算法具体包括：

S21、计算信道冲激响应的互协方差矩阵E₁(τ)和分别为两根天线的时延矩阵，其中，为对角矩阵，B为信道复数衰落的系数集，为复数，L×L表示矩阵大小,(·)^H表示矩阵的共轭转置运算；

S22、将划分为两个N×(N-1)维的矩阵X₁和X₂，其中矩阵X₁为R_H的前N-1列，矩阵X₂为R_H的后N-1列；

S23、构造扩展观察矩阵

其中，为单位反对角矩阵,(·)^*表示矩阵的共轭运算；

S24、对扩展观察矩阵进行特征值分解，获得其噪声子空间U_v；

S25、构造降维谱峰搜索函数

其中，u＝[1,0]^T，为单位对角矩阵，e₁(τ)＝[1,e^-jΔωτ,…,e^{-j(N-1)Δωτ}]^T，N为频域采样点数，采样间隔为Δω＝2π/N，τ为第一根天线的真实TOA值，j为虚数，所以jΔωτ表示第一根天线第l路相位信息；使用该降维谱峰搜索函数进行谱峰搜索，峰值所对应时延即为第一根天线的TOA估计值

2.根据权利要求1所述的北斗和超宽带系统中一种TOA与DOA联合估计降维方法，其特征在于，步骤S3中，所述采样点数与多径簇的扩展和降维算法具体包括：

S31、计算信道冲激响应的互协方差矩阵

S32、执行步骤S22～S24；

S33、构造降维谱峰搜索函数

其中，u＝[1,0]^T，为单位对角矩阵，N为频域采样点数，表示第二根天线对应的相位信息；使用该降维谱峰搜索函数进行谱峰搜索，峰值所对应时延即为第二根天线的TOA估计值

3.根据权利要求2所述的北斗和超宽带系统中一种TOA与DOA联合估计降维方法，其特征在于，步骤S4中，DOA估计值计算公式为

其中，c为光速，d为两根天线的间距。

4.一种计算机可读存储介质，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如1-3任一所述的方法步骤。