(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 110531309 A
(43)申请公布日 2019.12.03
(21)申请号 CN201910524188.2
(22)申请日 2019.06.17
(71)申请人 东南大学
    地址 210000 江苏省南京市四牌楼2号
(72)发明人 陈鹏 张璇 刘林夕 曹振新
(74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司
    代理人 朱小兵
(51)Int.CI
     
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法
(57)摘要
      本发明公开了一种存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法，属于阵列信号处理技术领域，针对阵列天线接收到的信号，构建接收天线存在幅相误差的接收信号模型；通过挖掘相关信号的空间稀疏特征，采用稀疏重构算法，理论推导了未知到达角的求解表达式。方法通过研究原子范数最小化的对偶问题，使用半正定规划求解相应的凸优化问题，实现对相关信号到达角的稀疏估计。本发明通过构建接收天线存在幅相误差时稀疏信号模型，采用基于原子范数的稀疏估计算法实现对相关信号到达角的估计。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-05-13
实质审查的生效IPC(主分类):G01S 3/14专利申请号:2019105241882申请日:20190617
实质审查的生效
权 利 要 求 说 明 书
1.存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,初始化未知参数,包括天线数量及天线间距、天线采样数、天线信噪比;
步骤2,构建存在相位与幅度误差的空域稀疏相关信号模型;
步骤3,给出基于原子范数的最优化问题描述表达式;
正则匹配快代理步骤4,利用原子范数的对偶范数,构建最优化问题的对偶问题;
步骤5,求解对偶问题,并求解指数多项式的根,完成相关信号到达角的估计。
2.根据权利要求1所述的存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法,其特征在于,在步骤2中,天线阵列存在幅相误差时的稀疏信号模型表示为
Y=ΓAS+W
其中,Y=[y
0
,y
1
,...,y
M-1
]为N个天线接收的M个采样信号,在第mT
s
个采样时刻,N个天线的接收信号为y
m
=[y
0,m
,y
1,m
,...,y
N-1,m
]
T
,T
s
为采样间隔,A=[a(f
0
),a(f
1
),...,a(f
K-1
)]为矢量流行构成的字典矩阵,S为稀疏矩阵,Γ=diag(γ)为阵列天线幅相误差对角矩阵,z
n
和φ
n
分别为第n个接受天线的幅度和相位误差,
为阵列天线的幅相误差向量,W为加性高斯白噪声。
3.根据权利要求1所述的存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法,其特征在于,在步骤3中,基于原子范数的最优化问题可以描述为
       
     
其中,τ(τ>0)是一个正则化参数,为稀疏与信号重构误差权重,Z为N行M列的矩阵,其他变量与权利要求2一致。
4.根据权利要求2所述的存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法,其特征在于,在步骤4中,通过求解半正定规划问题可以求解出拉格朗日变量U,表示为
       
     
       
     
       
     
Q is Hermitan
其中,Q是N行N列的Hermitan矩阵,U是N行M列的拉格朗日变量矩阵,I是M行M列的单位矩阵。
5.根据权利要求4所述的存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法,其特征在于,在步骤5中,通过求得原子范数最小化问题的对偶问题的约束条件多项式,进而求得到达角,具体为:
原子范数可描述为
       
     
对偶问题的约束为
       
     

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