[发明专利]阵列天线MC－CDMA系统用户信号波达方向估计方法

摘要

一种阵列天线MC－CDMA系统用户信号波达方向估计方法包括以下步骤：首先，利用阵列天线各阵元后接的子载波解扩与匹配滤波器组，实现用户在各子载波上信号的分离，得到用户子载波信号的阵列天线匹配滤波器输出矢量；其次，对各子载波信号的匹配滤波器输出进行频域求和，得到所有子载波信号的阵列天线匹配滤波器输出矢量和；而后，基于对矢量和的采样，得到阵列天线输出矢量所对应协方差矩阵的采样估计；之后，对协方差矩阵进行特征分解，得到协方差矩阵主特征矢量的估计；最后，基于主特征矢量所对应的空间谱函数，通过搜索空间谱函数的谱峰得到用户信号波达方向的估计。有效地解决了阵列天线MC－CDMA系统用户信号波达方向估计问题。

主权项

1.一种阵列天线MC-CDMA系统用户信号波达方向估计方法，其特征在于，对任一用户k信号波达方向的估计包括以下步骤：1)首先，将基站阵列天线阵元(1，...，N)接收到的基带信号x(t)＝[x₁(t)，...，x_N(t)]^T送入各子载波的解扩与匹配滤波器组模块(11)，通过各子载波所对应的解扩与匹配滤波器(11-1，...，11-L)的解扩与匹配滤波处理实现用户在各子载波上信号的分离，得到用户k第l子载波信号的阵列天线匹配滤波器输出矢量y_k，l(i)，yk,l(i)=[yk,l,1(t),...,yk,k,N(t)]T]]>=∫(i-1)Tb+τk,liTb+τk,lx(t)ck,l(t-iTb-τk,l)dt]]>式中，x(t)＝[x₁(t)，...，x_N(t)]^T为基站阵列天线阵元1，...，阵元N接收到总的基带信号，c_k，l(t)为第k个用户第l个子载波的频域扩频波形，T_b为比特间隔时间，τ_k，l为第k个用户第l个子载波上信号的时延，其结果提供给频域合并模块(12)；2)其次，在频域合并模块(12)中，对用户各子载波信号的匹配滤波器输出信号进行频域求和运算，得到用户k所有L个子载波信号阵列天线匹配滤波器输出的矢量和y_k(i)，yk(i)=[yk,1(t),...,yk,N(t)]T]]>=Σl=1Lyk,l(i)]]>3)而后，在协方差矩阵估计模块(13)中，基于对y_k(i)的Q个连续的观测或采样得到y_k(i)所对应的协方差矩阵R_k的采样估计R^k=1QΣi=1Qyk(i)(yk(i))H]]>式中，Q为采样长度；4)之后，在协方差矩阵的特征分解模块(14)中，对用户信号的协方差矩阵进行如下特征分解，得到协方差矩阵主特征矢量e_k，1的估计ê_k，1，的估计R_kE_k＝E_kΛ_k式中，Λ_k＝diag{λ_k，1，...，λ_k，N}，λ_k，1≥…≥λ_k，N为特征值，E_k＝[e_k，1，…，e_k，N]是R_k相应的特征向量组成的矩阵；5)最后，基于协方差矩阵特征分解主特征矢量构造如下空间谱函数，PMU(θk)=[1-||akH(θk)e^k,1||2]-1]]>式中，‖‖2表示2范数运算，通过搜索空间谱函数P_MU的谱峰得到用户k信号波达方向θ_k的估计，θ^k=argmaxθk{[1-||akH(θk)e^k,1||2]-1}.]]>