[发明专利]多径信号到达时间和到达角度获取方法及相关装置

说明书

本公开提供一种多径信号到达时间和到达角度获取方法及相关装置，通过多根天线接收基站发送的经过多条路径到达的信号，根据发送信号和接收信号的相关性，得到多径信号到达时间；根据每根天线接收的每个子载波的信号和基站发送的每个子载波的信号构造信道频率响应矩阵，并根据平滑信道频率响应矩阵构造噪声矩阵，根据不同子载波对于同一天线的相位差和不同天线对于同一子载波的相位差构造转向矢量矩阵，利用转向矢量矩阵和噪声矩阵构造2D‑MUSIC谱函数，并基于2D‑MUSIC谱函数，根据多个到达时间，得到每个到达时间对应的到达角度，从而得到匹配的多径信号到达时间和到达角度，能够为无线信号定位提供精确的参数。

技术领域

本公开涉及无线信号定位技术领域，尤其涉及一种多径信号到达时间和到达角度获取方法及相关装置。

背景技术

随着物联网技术的发展，基于位置感知的服务受到人们的极大关注，如何获取高精度的位置信息成为人们研究的热点。现有的定位方式多为基于传感器的定位，例如全球导航卫星系统GNSS、激光雷达和惯性传感器IMU等。基于卫星信号的定位技术已经相对成熟，但是由于卫星信号容易被遮挡导致这种定位方式更多地只能应用于空旷的户外场景，同时激光雷达易受光线以及恶劣天气的影响，而IMU容易产生累积误差。

随着5G移动通信系统的发展，网络基础设施的部署越来越广泛，5G网络的低延迟、高分辨率、高可靠性等使得无线信号定位更具吸引力，基于无线信号的定位可以利用现有的5G网络基础设施来定位联网车辆，不受城市密集环境限制以及天气影响，并且无需在车辆中安装额外的传感器设备。参数估计是无线信号定位的基础，常用的参数包括信号到达时间和信号到达角度等。然而，在相关技术中，获取的信号的到达时间和到达角度较为单一，不能为无线信号定位提供精确的参数。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的在于提出一种多径信号到达时间和到达角度获取方法及相关装置。

基于上述目的，本公开提供了一种多径信号到达时间和到达角度获取方法，包括：

获取基站发出的信号作为发送信号，获取多根天线接收的信号作为接收信号；

构造所述发送信号和所述接收信号的相关性函数，并将所述相关性函数中高于峰值阈值的多个峰值对应的时间作为多个到达时间；

根据每根所述天线接收的每个子载波的信号和所述基站发送的每个子载波的信号构造得到信道频率响应矩阵，并根据所述信道频率响应矩阵构造得到噪声矩阵；

根据不同所述子载波对于同一所述天线的相位差和不同所述天线对于同一所述子载波的相位差构造得到转向矢量矩阵；

根据所述噪声矩阵和所述转向矢量矩阵构造得到2D-MUSIC谱函数，并基于所述2D-MUSIC谱函数，根据多个所述到达时间，得到每个所述到达时间对应的到达角度。

基于同一发明构思，本公开提供了一种多径信号到达时间和到达角度获取装置，包括：

信号获取模块，用于获取基站发出的信号作为发送信号，获取多根天线接收的信号作为接收信号；

到达时间确定模块，用于构造所述发送信号和所述接收信号的相关性函数，并将所述相关性函数中高于峰值阈值的多个峰值对应的时间作为多个到达时间；

噪声矩阵构造模块，用于根据每根所述天线接收的每个子载波的信号和所述基站发送的每个子载波的信号构造得到信道频率响应矩阵，并根据所述信道频率响应矩阵构造得到噪声矩阵；

转向矢量矩阵构造模块，用于根据不同所述子载波对于同一所述天线的相位差和不同所述天线对于同一所述子载波的相位差构造得到转向矢量矩阵；

到达角度确定模块，用于根据所述噪声矩阵和所述转向矢量矩阵构造得到2D-MUSIC谱函数，并基于所述2D-MUSIC谱函数，根据多个所述到达时间，得到每个所述到达时间对应的到达角度。