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专利号: 2015101043189
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.大规模MIMO系统中基于TLS-ESPRIT算法的2D DOA估计方法,其特征在于,包括步骤:基站端采用M×N维均匀矩形面阵(URA),根据大规模MIMO系统的接收信号模型,首先将面阵划分为两个部分重叠的子阵,使其满足ESPRIT算法要求的阵列移不变性;进而根据

1D ESPRIT算法计算子阵列的信号子空间;然后利用TLS准则,实现仰角估计;最后利用其中一子阵的方向矩阵估计对应的方位角。

2.根据权利要求1所述的2D DOA估计方法,其特征在于,所述两个部分重叠的子阵为子阵1和子阵2,子阵1方向矩阵A1与子阵2方向矩阵A2满足关系:A1Φ=A2,其中矩阵Φ中包含有仰角信息。

3.根据权利要求1所述的2D DOA估计方法,其特征在于,所述根据1D ESPRIT算法计算子阵列的信号子空间是:根据1D ESPRIT算法,对阵列采样数据的协方差矩阵进行特征值分解,得到信号子空间Es,从Es中选出与子阵1和子阵2相对应的信号子空间 和即: 其中J1,J2分别表示对应选择矩阵。

4.根据权利要求3所述的2D DOA估计方法,其特征在于,所述利用TLS准则,实现仰角估计是:根据TLS准则,估计精确的仰角信息,定义 对 进行特征值分解得到特征矩阵E,并将E分解成K×K的子矩阵,即:

计算 并对Ψ进行特征值分解:

Ψ=HΩH-1=TΦT-1

Ω中特征值λi,i=1,2...K对应矩阵Φ中的对角线元素,H=T,计算仰角估计值:θi=arccos{angle(λi)λ/2πd}

其中d为阵元间距,λ为波速,θi表示第i个信号的仰角,( )H表示求取矩阵的共轭转置,( )-1表示求取矩阵的逆。

5.根据权利要求1所述的2DDOA估计方法,其特征在于,所述利用其中一子阵的方向矩阵估计对应的方位角具体方法是:子阵1的方向矩阵可由其信号子空间 与满秩矩阵H的乘积表示: 利用方向矩阵列向量的旋转不变关系即可估计出对应的方位角φ:φi=arccos(angle(bi)λ/(2πdsinθi))其中 表示 第i列前1:M(N-2)个元素,

表示第i列后N-1:M(N-1)个元素,d为阵元间距,λ为波速,θi表示第i个+信号的仰角,φi表示第 i个信号的方位角,( ) 表示求取矩阵的伪逆。