【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及通信，尤其涉及一種用于確定信號到達方向的系統(tǒng)和方法。
技術(shù)介紹
1、隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，陣列測向系統(tǒng)在通信、雷達和聲納等領域發(fā)揮著重要作用，而到達方向(direction?of?arrival，doa)估計則是該系統(tǒng)中最核心的部分。多信號分類(multiple?signal?classification，music)算法是doa估計中最經(jīng)典的算法之一，憑借其在非相干信號源識別中的高精度和高分辨率優(yōu)勢，得到了廣泛應用。
2、目前music算法的硬件實現(xiàn)主要針對均勻線性陣列設計，當信號源數(shù)量較多時，估計精度會明顯下降，并且現(xiàn)有硬件實現(xiàn)通常為降低復雜度而采用的簡化方法，往往會導致doa估計精度下降。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請的目的在于提出一種用于確定信號到達方向的系統(tǒng)和方法，以解決或部分解決上述問題。
2、基于上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N用于確定信號到達方向的系統(tǒng)，包括：
3、數(shù)據(jù)輸入模塊，被配置為接收多個天線對應的多個信號；
4、擬合模塊，被配置為確定將所述多個信號擬合為稀疏陣列或均勻線性陣列；
5、第一計算模塊，被配置為響應于將所述多個信號擬合為稀疏陣列，計算所述稀疏陣列的協(xié)方差矩陣；
6、第二計算模塊，被配置為計算所述協(xié)方差矩陣的特征值和特征向量；
7、分解模塊，被配置為根據(jù)所述特征值和所述特征向量，得到信號子空間；
8、譜峰搜索模塊，被配置為基于所述信號子空間
9、可選地，所述譜峰搜索模塊，還被配置為：
10、以1°為步長，計算所述信號子空間的第一偽譜函數(shù)；
11、根據(jù)所述第一偽譜函數(shù)，確定第一波谷角度值；
12、以0.1°為步長，計算所述信號子空間的第二偽譜函數(shù)；
13、根據(jù)所述第二偽譜函數(shù)，確定第二波谷角度值；
14、以0.01°為步長，計算所述信號子空間的第三偽譜函數(shù)；
15、根據(jù)所述第三偽譜函數(shù)，確定第三波谷角度值；
16、根據(jù)所述第一波谷角度值、所述第二波谷角度值和所述第三波谷角度值，計算所述多個信號的到達方向。
17、可選地，所述第二計算模塊，還被配置為：
18、計算所述協(xié)方差矩陣的非對角元素；
19、根據(jù)所述非對角元素，得到第一矩陣參數(shù)和第二矩陣參數(shù)；
20、根據(jù)所述第一矩陣參數(shù)和所述第二矩陣參數(shù)，得到特征值矩陣和特征向量矩陣；
21、根據(jù)所述特征值矩陣和所述特征向量矩陣，得到所述特征值和所述特征向量。
22、可選地，所述第一計算模塊，還被配置為：
23、對所述稀疏陣列進行矩陣乘法運算，并計算所述稀疏陣列的排列；
24、根據(jù)所述稀疏陣列的排列，計算差分共陣列的虛擬陣列；
25、將所述虛擬陣列分為多個子陣列，并根據(jù)所述多個子陣列得到所述協(xié)方差矩陣。
26、可選地，所述擬合模塊，還被配置為：
27、基于陣列結(jié)構(gòu)寄存器，確定將所述多個信號擬合為稀疏陣列或均勻線性陣列。
28、可選地，所述譜峰搜索模塊，還被配置為：
29、計算所述信號子空間的方向向量；
30、根據(jù)所述方向向量，計算所述第一偽譜函數(shù)、所述第二偽譜函數(shù)和所述第三偽譜函數(shù)，所述方向向量存儲在所述信號子空間對應的存儲器中。
31、可選地，所述第一計算模塊，還被配置為：
32、利用risc-v處理器，計算所述稀疏陣列的協(xié)方差矩陣。
33、可選地，所述系統(tǒng)還包括配置寄存器，所述配置寄存器，被配置為：
34、配置所述系統(tǒng)中的參數(shù)，所述參數(shù)至少包括陣列結(jié)構(gòu)、陣列元素、源數(shù)量、快照和最大迭代次數(shù)。
35、可選地，所述系統(tǒng)是基于risc-v指令集架構(gòu)編寫的。
36、基于上述目的，本申請還提供了一種用于確定信號到達方向的方法，包括：
37、接收多個天線對應的多個信號；
38、確定將所述多個信號轉(zhuǎn)換為稀疏陣列或均勻線性陣列；
39、響應于將所述多個信號轉(zhuǎn)換稀疏陣列，計算所述稀疏陣列的協(xié)方差矩陣；
40、計算所述協(xié)方差矩陣的特征值和特征向量；
41、根據(jù)所述特征值和所述特征向量，得到信號子空間；
42、基于所述信號子空間，確定所述多個信號的到達方向。
43、從上面所述可以看出，本申請?zhí)峁┑囊环N用于確定信號到達方向的系統(tǒng)和方法。數(shù)據(jù)輸入模塊用于接收多個天線對應的多個信號，擬合模塊用于確定將多個信號擬合為稀疏陣列或均勻線性陣列，第一計算模塊用于響應于將多個信號擬合為稀疏陣列，計算稀疏陣列的協(xié)方差矩陣，第二計算模塊用于計算協(xié)方差矩陣的特征值和特征向量，分解模塊用于根據(jù)特征值和特征向量，得到信號子空間，譜峰搜索模塊用于基于信號子空間，確定多個信號的到達方向。本申請?zhí)峁┑南到y(tǒng)和方法可以實現(xiàn)針對稀疏陣列的doa估計，并且可以顯著提升了信號的到達方向的估計精度。
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1.一種用于確定信號到達方向的系統(tǒng)，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述譜峰搜索模塊，還被配置為：
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二計算模塊，還被配置為：
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計算模塊，還被配置為：
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述擬合模塊，還被配置為：
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述譜峰搜索模塊，還被配置為：
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計算模塊，還被配置為：
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括配置寄存器，所述配置寄存器，被配置為：
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是基于RISC-V指令集架構(gòu)編寫的。
10.一種用于確定信號到達方向的方法，包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于確定信號到達方向的系統(tǒng)，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述譜峰搜索模塊，還被配置為：
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二計算模塊，還被配置為：
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一計算模塊，還被配置為：
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述擬合模塊，還被配置為：
6.如權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：路兆銘，余華龍，蔡馳，胡宸崧，彭囂，
申請(專利權(quán))人：北京郵電大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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