專(zhuān)利名稱(chēng)：基于雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度獲取方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，并且特別地，涉及一種基于雙纟及化天線(xiàn)
的來(lái)波角度(DOA)獲耳又方法和裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的智能天線(xiàn)技術(shù)利用信號(hào)傳輸?shù)目臻g特性和數(shù)字信號(hào)處理 4支術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)上^f于鏈i 各DOA估計(jì)以及下4于鏈3各波束貝武形，/人而 達(dá)到降低噪聲干擾、增加容量、擴(kuò)大覆蓋、改善通信質(zhì)量、降低發(fā) 射功率和^:高無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率的目的。
由于智能天線(xiàn)的陣列面積較大，所以使用天面較小的雙極化天 線(xiàn)是一種趨勢(shì)。在2004年9月30日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?00410084828.6 的專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了 一種用于碼分多址通信系統(tǒng)的雙極化天線(xiàn)平板 天線(xiàn)陣列，該天線(xiàn)陣列由兩組天線(xiàn)組成，每組天線(xiàn)有N個(gè)天線(xiàn)單元 (N為正整H),在其中一組上，每個(gè)天線(xiàn)單元的所有天線(xiàn)陣子相對(duì) 普通垂直極化天線(xiàn)單元旋轉(zhuǎn)+45° ，另外一組則旋轉(zhuǎn)-45° ,即，這 兩纟且天線(xiàn)是正交^U匕的。
然而，采用雙^及化的陣列天線(xiàn)后，陣列流形會(huì)發(fā)生改變，不再 是常規(guī)意義上的直線(xiàn)排列。目前，在4吏用雙極化天線(xiàn)的情況下，如 何估計(jì)DOA仍舊是一個(gè)有待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問(wèn)題而做出本發(fā)明，為此，本發(fā)明的主要目的在于 提供一種基于雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度獲取方法和裝置，以解決相關(guān) 技術(shù)中無(wú)法獲得雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，l是供了 一種基于雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度 獲取方法。
該方法包括對(duì)雙極化天線(xiàn)所包含的兩組天線(xiàn)接收的兩組信號(hào) 分別進(jìn)行信道估計(jì)，得到分別與兩組信號(hào)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)信道估計(jì)矩陣； 根據(jù)上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣獲得分別與上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣對(duì)應(yīng) 的兩個(gè)相關(guān)矩陣，或者以預(yù)定MJ'J選擇上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中的 一個(gè)信道估計(jì)矩陣，并才艮據(jù)選4奪的一個(gè)信道估計(jì)矩陣的獲得相對(duì)應(yīng) 的一個(gè)相關(guān)矩陣；才艮據(jù)獲得的上述兩個(gè)相關(guān)矩陣或者上述一個(gè)相關(guān) 矩陣獲得雙^l化天線(xiàn)的來(lái)波角度。
其中，在獲得兩組信號(hào)的相關(guān)矩陣的情況下，進(jìn)一步包括將 上述兩個(gè)相關(guān)矩陣進(jìn)行加權(quán)合并，并根據(jù)加權(quán)合并后獲得的新的相 關(guān)矩陣獲得來(lái)波角度。
另一方面，在選擇上述一個(gè)信道估計(jì)矩陣之前，進(jìn)一步包括 分別計(jì)算上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣的能量大小。并且，預(yù)定規(guī)則為 選擇上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中能量最大的信道估計(jì)矩陣作為選擇的 上述一個(gè)信道估計(jì)矩陣。
此外，上述信道估計(jì)矩陣為沖擊響應(yīng)矩陣。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例，4是供了 一種基于雙才及化天線(xiàn)的來(lái)波 角度獲取裝置。
5該裝置包括信道估計(jì)模塊，用于對(duì)雙極化天線(xiàn)所包含的兩組 天線(xiàn)接收的兩組信號(hào)分別進(jìn)行信道估計(jì)，得到分別與兩組信號(hào)對(duì)應(yīng) 的兩個(gè)信道估計(jì)矩陣；相關(guān)矩陣獲得模塊，用于根據(jù)上述兩個(gè)信道 估計(jì)矩陣獲得分別與上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相關(guān)矩陣， 或者以預(yù)定夫見(jiàn)則選4奪上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中的 一個(gè)信道估計(jì)矩 陣，并根據(jù)選擇的上述一個(gè)信道估計(jì)矩陣的獲得相對(duì)應(yīng)的一個(gè)相關(guān) 矩陣；處理才莫塊，用于4艮據(jù)獲得的上述兩個(gè)相關(guān)矩陣或者上述一個(gè) 相關(guān)矩陣獲得雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度。
其中，在獲得兩組信號(hào)的相關(guān)矩陣的情況下，相關(guān)矩陣獲得模 塊將上述兩個(gè)相關(guān)矩陣進(jìn)行加權(quán)合并，處理模塊根據(jù)加權(quán)合并后獲 得的新的相關(guān)矩陣獲得來(lái)波角度。
另外，該裝置可以進(jìn)一步包括能量計(jì)算模塊，用于在選擇上 述一個(gè)信道估計(jì)矩陣之前分別計(jì)算上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣的能量大 小。并且，預(yù)定規(guī)則為選擇上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中能量最大的 信道估計(jì)矩陣作為選4奪的上述一個(gè)信道估計(jì)矩陣。
此外，4言道估計(jì)矩陣為沖擊響應(yīng)矩陣。
通過(guò)本發(fā)明的上述才支術(shù)方案，能夠充分利用雙才及化天線(xiàn)中不同 極化方式接收到的能量進(jìn)4于DOA估計(jì)


此處所i兌明的附圖用來(lái)才是供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申 請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并 不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明方法實(shí)施例的基于雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度獲 耳又方法的流禾呈6圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙極化天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意以及
圖3是根據(jù)本發(fā)明裝置實(shí)施例的基于雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度獲 耳又裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式
方法實(shí)施例
在本實(shí)施例中，提供了 一種基于雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度(DOA ) 獲取方法。
如圖1所示，根據(jù)本實(shí)施例的基于雙極化天線(xiàn)的DOA獲取方 法包括步驟S102，對(duì)雙極化天線(xiàn)所包含的兩組天線(xiàn)接收的兩組信 號(hào)分別進(jìn)行信道估計(jì)，得到分別與兩組信號(hào)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)信道估計(jì)矩 陣；步驟S104，根據(jù)上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣獲得分別與上述兩個(gè)信 道估計(jì)矩陣對(duì)應(yīng)的上述兩個(gè)相關(guān)矩陣，或者以預(yù)定失見(jiàn)則選沖,上述兩 個(gè)信道估計(jì)矩陣中的一個(gè)信道估計(jì)矩陣，并才艮據(jù)選沖奪的上述一個(gè)信 道估計(jì)矩陣的獲得相對(duì)應(yīng)的一個(gè)相關(guān)矩陣；步驟S106，才艮據(jù)獲得的 上述兩個(gè)相關(guān)矩陣或者上述一個(gè)相關(guān)矩陣獲得雙極化天線(xiàn)的DOA。
其中，在獲得兩組信號(hào)的相關(guān)矩陣的情況下，進(jìn)一步包括將 上述兩個(gè)相關(guān)矩陣進(jìn)行加權(quán)合并，并根據(jù)加權(quán)合并后獲得的新的相 關(guān)矩陣獲得DOA。
另一方面，在選擇上述一個(gè)信道估計(jì)矩陣之前，進(jìn)一步包括 分別計(jì)算上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣的能量大小。并且，預(yù)定規(guī)則為 選擇上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中能量最大的信道估計(jì)矩陣作為選沖奪的 上述一個(gè)信道估計(jì)矩陣。
7此外，上述4言道估計(jì)矩陣為沖擊響應(yīng)矩陣。
在實(shí)際實(shí)王見(jiàn)時(shí)，該方法可以包纟舌以下處玉里
步驟一，從由2N根雙極化天線(xiàn)組成的陣列(每一組天線(xiàn)的數(shù) 量為N)上接收到2N路信號(hào)，針對(duì)每根天線(xiàn)進(jìn)行信道估計(jì)及信道
后處理，得到2組信道估計(jì)矩陣，即，H'=[hi'…h(huán)iw]T和 H2=[h2,…h(huán)2J;
步驟二，基于以下2個(gè)方法， 一個(gè)T^N維的自相關(guān)矩陣
(方法一)才艮據(jù)步驟一4是供的Hl和H2兩個(gè)矩陣，分別計(jì)算 H1和H2能量的大小，判斷出能量最大的一組天線(xiàn)，以此天線(xiàn)的矩
陣H生成相關(guān)矩陣Wn = ^'H";
(方法二)首先依據(jù)每組天線(xiàn)的矩陣H，生成各自的相關(guān)矩陣
^^=^'《和^^=^2'《；然后將^^1和^^進(jìn)行加權(quán)合并，得
到新的N*N維h"^^^+^'^^;其中一表示加權(quán)比例因子，通 常"2 = 1 ,具體耳又值也可以才艮據(jù)外場(chǎng)實(shí)際環(huán)境來(lái)統(tǒng)計(jì)得到。
步驟三，基于得到的自相關(guān)矩陣紐，按常規(guī)N天線(xiàn)的DOA 估計(jì)方法，估計(jì)出DOA: = 仨max[尸(^^(^)w'Rxx'aJ ,其中^
表示依據(jù)N天線(xiàn)的陣列流形計(jì)算出來(lái)的方向矢量。
圖2示出了天線(xiàn)凄t量N為4的雙^M匕天線(xiàn)陣列的示意性結(jié)構(gòu)。 如圖2所示， 一組天線(xiàn)陣子的極化方式相對(duì)普通垂直^L化天線(xiàn)單元 旋轉(zhuǎn)+45° ,另外一組則相對(duì)普通垂直極化天線(xiàn)單元旋轉(zhuǎn)-45° 。
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。其主要可以包4舌以下步駛纟 (1 )信道估計(jì)
設(shè)天線(xiàn)的個(gè)數(shù)為2N,從兩組不同極化方式接收到的共2N路信 號(hào)，分別進(jìn)行信道估計(jì)，優(yōu)選地，可一艮據(jù)以下公式進(jìn)行每^各信號(hào)的 信道估計(jì)
<formula>formula see original document page 9</formula> (1)
其中，0 = 1或2,表示兩種極化方式，^二1…W， 6込是某種 極化方式(兩種極化方式之一 )下第k路的天線(xiàn)的接收信號(hào)，mida
是本小區(qū)的midamble碼，ha表示信道估計(jì)值，ha &…~],
w為信道估計(jì)窗長(zhǎng)。
由每路得到的ha組成信道沖激響應(yīng)矩陣如下
H2=[h2 、f
(2)基于以下2個(gè)方法， 一個(gè)N4N維的自相關(guān)矩陣
<formula>formula see original document page 9</formula> (2)
<formula>formula see original document page 9</formula> (3)
(方法一 )根據(jù)步驟一提供的Hl和H2,分別計(jì)算Hl和H2 的能量的大小，判斷出能量最大的一組天線(xiàn)，以此天線(xiàn)的H生成相 關(guān)矩陣/ ^ = //'/^,其中模的計(jì)算方法如下『 TV
2 A
=1 "i (4)
其中，同上，Q-l或2，表示兩種極化方式。 (方法二 )首先依據(jù)每組天線(xiàn)的H,生成各自的相關(guān)矩陣:
(5)
然后將^^巧和^^^進(jìn)行加權(quán)合并，得到新的N*N維
其中，°"表示加片又比例因子，通常，ct2=1,也可以外場(chǎng)實(shí)際 環(huán)境，統(tǒng)計(jì)得到。
(3 )基于N*N維的自相關(guān)矩陣^ ,按常規(guī)N天線(xiàn)的DO A估 計(jì)方法，估計(jì)出DOA:
"04 = 6>0 <~ max[，) =廣- a J ( 8 )
其中，％表示依l居N天線(xiàn)的陣列流形計(jì)算出來(lái)的方向矢量。 裝置實(shí)施例
在本實(shí)施例中，提供了 一種基于雙極化天線(xiàn)的DOA獲取裝置。
10如圖3所示，根據(jù)本實(shí)施例的基于雙極化天線(xiàn)的DOA獲取裝 置包括信道估計(jì)模塊302,用于對(duì)雙極化天線(xiàn)所包含的兩組天線(xiàn) 接收的兩組信號(hào)分別進(jìn)行信道估計(jì)，得到分別與兩組信號(hào)對(duì)應(yīng)的兩 個(gè)信道估計(jì)矩陣；相關(guān)矩陣獲得模塊304,用于根據(jù)上述兩個(gè)信道 估計(jì)矩陣獲得分別與上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相關(guān)矩陣， 或者以預(yù)定^L則選4奪上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中的 一個(gè)信道估計(jì)矩 陣，并根據(jù)選擇的上述一個(gè)信道估計(jì)矩陣的獲得相對(duì)應(yīng)的一個(gè)相關(guān)
矩陣；處理模塊306,用于根據(jù)獲得的上述兩個(gè)相關(guān)矩陣或者上述 一個(gè)相關(guān)矩陣獲得雙才及化天線(xiàn)的DOA。
其中，在獲得兩組信號(hào)的相關(guān)矩陣的情況下，相關(guān)矩陣獲得模 塊304 —夸上述兩個(gè)相關(guān)矩陣進(jìn)4于加4又合并，處理才莫塊306 #4居加斗又 合并后獲得的新的相關(guān)矩陣獲得DOA。
另外，該裝置可以進(jìn)一步包括能量計(jì)算模塊，用于在選擇上 述一個(gè)信道估計(jì)矩陣之前分別計(jì)算上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣的能量大 小。并且，預(yù)定規(guī)則為選擇上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中能量最大的 信道估計(jì)矩陣作為選擇的上述一個(gè)信道估計(jì)矩陣。
此外，4言道估計(jì)矩陣為沖擊響應(yīng)矩陣。
綜上所述，借助于本發(fā)明的實(shí)施例，能夠充分利用雙極化天線(xiàn) 中不同極化方式接收到的能量進(jìn)行DOA估計(jì)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何z修改、等同替換、改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種基于雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度獲取方法，其特征在于，包括對(duì)雙極化天線(xiàn)所包含的兩組天線(xiàn)接收的兩組信號(hào)分別進(jìn)行信道估計(jì)，得到分別與所述兩組信號(hào)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)信道估計(jì)矩陣；根據(jù)所述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣獲得分別與所述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相關(guān)矩陣，或者以預(yù)定規(guī)則選擇所述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中的一個(gè)信道估計(jì)矩陣，并根據(jù)選擇的所述一個(gè)信道估計(jì)矩陣的獲得相對(duì)應(yīng)的一個(gè)相關(guān)矩陣；根據(jù)獲得的所述兩個(gè)相關(guān)矩陣或者所述一個(gè)相關(guān)矩陣獲得所述雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在獲得所述兩組信 號(hào)的相關(guān)矩陣的情況下，進(jìn)一步包括將所述兩個(gè)相關(guān)矩陣進(jìn)行加權(quán)合并，并根據(jù)加權(quán)合并后獲 得的新的相關(guān)矩陣獲得所述來(lái)波角度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在選擇所述一個(gè)信 道估計(jì)矩陣之前，進(jìn)一步包括分別計(jì)算所述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣的能量大小。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定規(guī)則為 選^^所述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中能量最大的信道估計(jì)矩陣作為 選擇的所述一個(gè)信道估計(jì)矩陣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 4言道估計(jì)矩陣為沖擊響應(yīng)矩陣。
6. —種基于雙才及化天線(xiàn)的來(lái)波角度獲取裝置，其特征在于，包括信道估計(jì)模塊，用于對(duì)雙極化天線(xiàn)所包含的兩組天線(xiàn)接收 的兩組信號(hào)分別進(jìn)^f于信道估計(jì)，得到分別與所述兩組信號(hào)對(duì)應(yīng) 的兩個(gè)信道估計(jì)矩陣；相關(guān)矩陣獲得模塊，用于根據(jù)所述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣獲得 分別與所述兩個(gè)〗言道估計(jì)矩陣3十應(yīng)的兩個(gè)相關(guān)矩陣，或者以預(yù) 定^見(jiàn)則選4奪所述兩個(gè)〗言道估計(jì)矩陣中的一個(gè)4言道估計(jì)矩陣，并 根據(jù)選擇的所述一個(gè)信道估計(jì)矩陣的獲得相對(duì)應(yīng)的一個(gè)相關(guān) 矩陣；處理模塊，用于根據(jù)獲得的所述兩個(gè)相關(guān)矩陣或者所述一 個(gè)相關(guān)矩陣獲得所述雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在獲得所述兩組信 號(hào)的相關(guān)矩陣的情況下，所述相關(guān)矩陣獲得;漠塊將所述兩個(gè)相 關(guān)矩陣進(jìn)行加纟又合并，所述處理一莫塊一艮據(jù)加權(quán)合并后獲得的新 的相關(guān)矩陣獲得所述來(lái)波角度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括能量計(jì)算模塊，用于在選擇所述一個(gè)信道估計(jì)矩陣之前分 別計(jì)算所述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣的能量大小。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定規(guī)則為 選擇所述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中能量最大的信道估計(jì)矩陣作為 選擇的所述一個(gè)信道估計(jì)矩陣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述 4言道估計(jì)矩陣為沖擊響應(yīng)矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度獲取方法，包括對(duì)雙極化天線(xiàn)所包含的兩組天線(xiàn)接收的兩組信號(hào)分別進(jìn)行信道估計(jì)，得到分別與兩組信號(hào)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)信道估計(jì)矩陣；根據(jù)上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣獲得分別與上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相關(guān)矩陣，或者以預(yù)定規(guī)則選擇上述兩個(gè)信道估計(jì)矩陣中的一個(gè)信道估計(jì)矩陣，并根據(jù)選擇的一個(gè)信道估計(jì)矩陣的獲得相對(duì)應(yīng)的一個(gè)相關(guān)矩陣；根據(jù)獲得的上述兩個(gè)相關(guān)矩陣或者上述一個(gè)相關(guān)矩陣獲得雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度。此外，本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于雙極化天線(xiàn)的來(lái)波角度獲取裝置。通過(guò)使用本發(fā)明，能夠充分利用雙極化天線(xiàn)中不同極化方式接收到的能量進(jìn)行來(lái)波角度的獲取。
文檔編號(hào)H04B7/02GK101465680SQ20071016101
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
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