基于异构混合模数结构的大规模MIMO接收机DOA估计方法及系统

本发明涉及无线通信定位测向，特别是一种基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法及系统。

背景技术：

1、doa估计在目标定位、隐蔽通信、通信系统性能提升等多个方面具有重要的作用，其与大规模mimo技术相结合提供了超高的测向精度以及分辨率。基于大规模mimo的doa估计通过更精准的方向估计确定期望信号方向，使阵列对期望信号方向形成集中波束并抑制干扰信号，通过最大化期望发射功率，进而实现更高的传输速率和更低的延时。

2、然而，由于使用传统的全数字mimo接收机的doa估计方法中，每根天线都需要连接一个射频链及模数转换器，这种高昂的电路成本给实际应用造成了很大的困难。随后，传统的混合模数结构应运而生。但是，由于混合结构将天线阵列分为多个子阵列，每个子阵列被当作一根虚拟天线，因此在进行doa估计的过程中会存在相位模糊和时间效率低下的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种硬件成本低、能够实现快速的相位模糊消除、能够根据实际的性能以及电路成本的需求动态调整小组天线数及子阵数、灵活性高的大规模mimo接收机doa估计方法。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法，包括以下步骤：

3、步骤1、初始化大规模mimo接收机结构的基本参数；

4、步骤2、将天线阵列划分为多个独立的小组，每个小组采用相异的混合模数结构；

5、步骤3、通过对每个小组的虚拟天线阵列进行独立的doa估计，产生多个候选角度集合，其中每个候选角度集合包含唯一真解以及多个伪解；

6、步骤4、对多个候选角度集合采用交叉距离最小的方法挑选出每个小组对应的真解，通过对多个真解进行加权合并，得到最终的doa估计。

7、一种基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计系统，该系统用于实现所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法，所述系统包括初始化模块、小组划分模块、候选角度集合生成模块和doa估计模块，其中：

8、初始化模块，初始化大规模mimo接收机结构的基本参数；

9、小组划分模块，将天线阵列划分为多个独立的小组，每个小组采用相异的混合模数结构；

10、候选角度集合生成模块，通过对每个小组的虚拟天线阵列进行独立的doa估计，产生多个候选角度集合，其中每个候选角度集合包含唯一真解以及多个伪解；

11、doa估计模块，对多个候选角度集合采用交叉距离最小的方法挑选出每个小组对应的真解，通过对多个真解进行加权合并，得到最终的doa估计。

12、一种移动终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法。

13、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法中的步骤。

14、本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)对电路硬件要求较低，降低了硬件成本；(2)能够实现快速的相位模糊消除，提高了doa估计的效率；(3)能够根据实际的性能以及电路成本的需求，动态的调整小组天线数及子阵数，灵活性高。

技术特征：

1.一种基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法，其特征在于，步骤1中，初始化大规模mimo接收机结构的基本参数，具体如下：

3.根据权利要求2所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法，其特征在于，步骤2中，将天线阵列划分为多个独立的小组，每个小组采用相异的混合模数结构，具体如下：

4.根据权利要求3所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法，其特征在于，步骤3中，通过对每个小组的虚拟天线阵列进行独立的doa估计，产生多个候选角度集合，其中每个候选角度集合包含唯一真解以及多个伪解，具体如下：

5.根据权利要求4所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法，其特征在于，步骤4中，对多个候选角度集合采用交叉距离最小的方法挑选出每个小组对应的真解，通过对多个真解进行加权合并，得到最终的doa估计，具体如下：

6.一种基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计系统，其特征在于，该系统用于实现权利要求1～5任一项所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法，所述系统包括初始化模块、小组划分模块、候选角度集合生成模块和doa估计模块，其中：

7.一种移动终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～5任一项所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～5任一项所述的基于异构混合模数结构的大规模mimo接收机doa估计方法中的步骤。

技术总结本发明公开了一种基于异构混合模数结构的大规模MIMO接收机DOA估计方法及系统，该方法为：初始化大规模MIMO接收机结构的基本参数；将天线阵列划分为多个独立的小组，每个小组采用相异的混合模数结构；通过对每个小组的虚拟天线阵列进行独立的DOA估计，产生多个候选角度集合，其中每个候选角度集合包含唯一真解以及多个伪解；对多个候选角度集合采用交叉距离最小的方法挑选出每个小组对应的真解，通过对多个真解进行加权合并，得到最终的DOA估计。所述系统包括初始化、小组划分、候选角度集合生成和DOA估计这几个模块。本发明对降低了大规模MIMO接收机DOA估计的硬件成本，能够实现快速的相位模糊消除，提高了DOA估计的精度和效率，并且能够根据实际的性能以及电路成本的需求，动态的调整小组天线数及子阵数，灵活性高。技术研发人员：束锋,王艳,史柏华,陈艺文,白家彤,杨柯受保护的技术使用者：海南大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17