智能天線無線定位系統(tǒng)中DOA估計算法研究.pdf

1、基于基站信號的無線定位方法是通過分析所架設(shè)天線陣列的信號來確定獲取移動終端位置信息，在電子地圖上結(jié)合經(jīng)度、緯度進行標示。與傳統(tǒng)的GPS無線定位系統(tǒng)不同，基于基站信號的無線定位方法可以針對任何入網(wǎng)的無線終端，僅只需要通過測算距離來獲得位置信息。
　　常見用于基站信號無線定位的方式包括以下幾種：（1)到達時間定位（TOA, Time Of Arrival)；(2)到達方向定位（DOA, Direction Of Arrival,或AO

2、A, Angle Of Arrival)；(3)到達時間差定位（TDOA, Time Difference Of Arrival)。但是伴隨著智能天線的發(fā)展，以及天線陣列的日益廣泛應(yīng)用，探索采用天線陣列DOA估計方法來提高無線定位精度成為研究的主要方向之一。
　　論文在介紹天線、天線陣和信道特性基本理論的基礎(chǔ)上，總結(jié)了傳統(tǒng)DOA估計的常見研究方法，分析了巴特利特法、Capon算法、多重信號分類（Multiple Signal Cl

3、assification，MUSIC)算法、旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)估計信號參數(shù)(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques，ESPRIT)算法等DOA估計方法的的基本原理，通過仿真實驗比較各個估計方法的數(shù)學模型在不同噪聲影響下的估計波達方向角度的分辨效果，以陣元間距為d=λ/2的6陣元天線陣列為例，分析不同入射角情況下的性能優(yōu)略，通過Matlab進行仿真

4、，給出了實驗分析結(jié)果。
　　傳統(tǒng)的MUSIC算法中，需要針對天線陣列協(xié)方差矩陣精確求解，獲得特征值與特征向量，進而構(gòu)造出相互正交的信號和噪聲子空間，精確求解計算過程中計算量大;而根值求解計算方法將計算過程轉(zhuǎn)化為求解多項式根植，在一定程度上減少了計算量；最小范數(shù)算法降低運算量的方法是通過計算時變數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣的瞬時特征值來實現(xiàn)。因此考慮將根植求解過程引入最小范數(shù)算法，得到根值最小范數(shù)算法，進一步降低運算量，通過仿真實驗分析驗證，試驗