一种频域超分辨率多径时延估计方法

摘要

本发明公开了一种频域超分辨率多径时延估计方法，包括如下步骤：（1）频域信道响应采样；（2）利用采样数据构造Hankle矩阵；（3）利用采样数据分块矩阵X1和X2构造矩阵E和矩EI；（4）构造噪声子空间、模式矢量；（5）搜索多径时延。本发明提供的频域超分辨率多径时延估计方法，在相同信噪比的情况下，具有比传统的多重信号分类（MUSIC）算法还高的时间分辨率，并且不再需要奇异值分解或是特征值分解等计算量较大的矩阵运算操作，让多径时延估计更加实用、简单。

主权项

1.一种频域超分辨率多径时延估计方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：频域信道响应采样在频域利用矢量网络分析仪对信道频域响应进行N点的均匀采样，其采样频率范围为[f_L,f_H]，采样间隔记为△f=(f_H-f_L)/(N-1)，接收到的数据采样点分别为R(0),R(1),...,R(N-1)；其中f_L为频率下界，f_H为频率上界；第二步：利用采样数据构造Hankle矩阵将在频域采样得到的N个频域数据组织成为如下的L×(N-L+1)矩阵形式：其中，X₁和X₂是采样数据分块矩阵，且X₁是D×(N-L+1)矩阵，X₂是(L-D)×(N-L+1)矩阵，D是多径的传播路径数目，即：第三步：利用采样数据分块矩阵X₁和X₂构造矩阵E和矩E_I$E=\left[\begin{array}{c}{\left(X_1{X}_1^H\right)}^{-1}{X}_1{X}_2^H\\ -I\end{array}\right]$$E_I=\left[\begin{array}{c}{\left({X_1}^H\right)}^{+}\\ -{\left({X_2}^{+}\right)}^H\end{array}\right]$其中，矩阵I是(L-D)×(L-D)单位矩阵；第四步：构造噪声子空间、模式矢量构造噪声子空间矩阵Q=E×E^H或Q_I=E_I×E_I^H以及模式矢量$e=\left[\begin{array}{c}{e}^{-j2\pi f_L\tau }{e}^{-j2\pi (f_L+\mathrm{\Delta f})\tau }...e^{-j2\pi (f_L+(L-1)\mathrm{\Delta f})\tau }\end{array}\right],$其中τ为传播路径的传播时延；第五步：搜索多径时延采用传统的MUSIC算法中的如下搜索方法来估计多径时延：$\mathrm{MU}\left(\tau \right)=\frac{1}{\underset{i=0}{\overset{L-1}{\Sigma }}{\left|\right|e^H{q}_i\left|\right|}^2}$其中，q_i是矩阵Q或者Q_I的第i列。