[发明专利]一种基于改进贪婪算法的波达角估计方法

摘要

本发明公开了一种基于改进贪婪算法的波达角估计方法，属于移动通信技术领域。本发明将整个空间角度均匀划分成Nθ个角度网格，由前一时刻的估计结果在角度网格的索引信息得到先验信号支撑集用于当前时刻的DOA估计：以当前接收数据作为观测数据，角度网格下的阵列流型矩阵作为观测矩阵进行估计信号支撑集的迭代更新，得到能用于DOA估计的最终估计信号支撑集，基于其索引值在角度网格中查找K个信号源的DOA估计值。本发明可用于智能天线系统或者目标追踪领域，可以实现估计更精确、计算更简洁、复杂度更低、实时性更强。

主权项

1.一种基于改进贪婪算法的波达角估计方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：将整个空间角度均匀划分成N_θ个角度网格其中网格划分数N_θ大于信号源个数K；步骤2：根据前一时刻估计出的信号波达角，获取信号波达角在角度网格中对应的索引位置，得到先验信号支撑集Ω0；步骤3：获取天线阵列接收数据，根据先验信号支撑集Ω0和预设的度量信息Ns估计当前时刻的信号波达角，其中度量信息Ns用于表征相邻估计时刻的相似程度：步骤301：将天线阵列接收数据作为观测数据Y，稀疏表示的M×N_θ维阵列流型矩阵作为观测矩阵Φ，其中A_θ的稀疏度为K，M表示天线阵元数，表示导向矢量，k＝1,…,N_θ；初始化残差R₀＝Y，初始化估计信号支撑集为空集，初始化迭代索引值t＝1；步骤302：根据迭代索引值t的当前取值，对估计信号支撑集进行不同的更新处理：当t＝1时，更新估计信号支撑集其中集合符号||·||_F表示Frobenius范数，上标“H”表示共轭转置，|Ω_a|表示集合Ω_a的元素总个数，表示从观测矩阵Φ中根据集合Ω_a的元素选择N_s列构成的矩阵；当t＞1时，更新估计信号支撑集其中符号||·||₂表示2范数，Φ_Λ表示观测矩阵Φ的第Λ列，正交投影补矩阵I表示M×M单位矩阵，表示从观测矩阵Φ中根据估计信号支撑集的元素选择对应列构成的矩阵，表示关于的伪逆；步骤303：获取当前迭代的估计信号其中为M×N_θ维矩阵：在估计信号支撑集对应的位置赋值其他位置赋0；更新残差步骤304：判断迭代索引值t是否满足t＝K‑Ns+1，若是，则执行步骤305；否则更新迭代索引值t为t＝t+1，继续执行步骤302；步骤305：根据当前估计信号支撑集的元素在角度网格中的位置，得到当前时刻的信号波达角的估计值。