[发明专利]大规模MIMO中基于波束空间转换的散射信源定位方法

摘要

大规模多入多出(MIMO)系统中，基于波束空间转换的散射信源定位方法的操作步骤如下(1)信号预处理阶段用波束形成向量把接收到的用户信号向量转换为较低维度的向量，即波束空间转换，并计算转换后向量的样本协方差矩阵。(2)估计阶段由样本协方差矩阵获得信号子空间和噪声子空间，利用信号子空间各部分之间的线性关系以及阵列流形和噪声子空间之间的正交关系估计用户位置。本发明利用大规模MIMO信号的波束空间转换的信息损失少的特点，降低信号向量维度后获得用户位置信息。本发明方法能够在提高用户位置信息估计精度的前提下，降低估计的复杂度。

主权项

大规模多入多出(MIMO)中基于波束空间转换的散射信源定位方法，用于下述场景：包括一个基站和多个用户的通信系统，在一段时间内所有用户向基站发射信号；基站大规模天线阵列为均匀圆柱阵；其特征在于：所述方法包括下列两个操作步骤：(1)信号预处理阶段：用波束形成向量把接收到的用户信号向量转换为较低维度的向量，即波束空间转换，并计算转换后向量的样本协方差矩阵；(2)估计阶段：由圆柱阵的样本协方差矩阵的特征值分解，获得圆柱阵的信号子空间，并将其分解为各圆阵的信号子空间；接着，由这些信号子空间估计它们之间的线性转换矩阵，然后，计算转换矩阵估计的特征值分解，由特征值获得中心俯仰角的估计；从圆柱阵的样本协方差矩阵中提取出单个圆阵的样本协方差矩阵，计算其特征值分解，获得噪声子空间；接着，利用噪声子空间与阵列流形之间的正交性获得中心方位角的估计；然后，计算噪声子空间对应的特征值的平均，获得噪声功率的估计；最后，利用单个圆阵的样本协方差矩阵、二维中心波达角估计和噪声功率估计，获得二维角度扩展的估计。