[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

摘要

本发明请求保护一种基于二维矩阵束的时延与角度联合估计方法，属于无线定位技术领域，包括步骤：根据各阵元上的信道频域响应矢量，从频率和空间两个维度对含有时延和角度参数信息矢量的数据进行重构，进而构建扩展阵元的增强型数据矩阵，并利用二维矩阵束方法实现时延与角度的联合估计。本发明的优点是在单快拍、低信噪比条件下估计精度远高于求根多重信号分类方法，相比于一维矩阵束方法，以较小的复杂度代价获得了估计性能的较大提升，估计效率高；同时以闭式解求解，避免了伪谱峰值搜索，仅通过单接收机就可以确定目标的位置坐标，减少了定位系统的开销。

主权项

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Xe；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。