无线定位DOA估计的根值最小范数算法.pdf

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1、测控遥感与导航定位无线定位DOA估计的根值最小范数算法王祥玲，王蒙军，周亚同(河北工业大学信息工程学院，天津300401)摘要天线阵平面波的DOA估计在通信系统中有重要的应用价值，是无线定位算法中的主要研究内容。通过分析传统MUSIC算法和改进求根MUSIC算法的基本原理，针对其运算量较高，受噪声影响较大的因素，提出将求根运算方法应用于最小范数算法的方法，形成改进的根植最小范数算法。针对6阵元天线阵进行仿真实验表明，在相同的噪声条件下根植最小范数算法能够精确地分析出到达角为4。、8。入射信号，同时减少了计算量，提高了定位精度。关键词无线定位；DOA估计；求根MUSIC算法；根值最

2、小范数中图分类号TN9t5文献标识码A文章编号1003—3l06(2014)04—0023—05RootedMinimumNormAlgorithmBasedonDOAEstimationforWirelessLocationWANGXiang—ling，WANGMeng—jun，ZHOUYa—tong(SchoolofInformationEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300401，China)AbstractTheDOAestimationofplanewaveantennaarrayhasimportantap

3、plicationvalueinthecommunicationsystem，whichisthemaincontentsofmobilephonelocatingalgorithm．Inordertoremovetheaffectionofnoisecharacteristicsandreducetheamountofcomputation，thispaperputsforwardamethodofapplyingtherootoperationtotheminimumnormalgorithmtoformtheimprovedrootedminimumnormalgorith

4、mafteranalyzingtheprinciplesoftraditionalMUSICalgorithmandimprovedRoot—MUSICalgorithm．Simulationexperimentsf0rsix—elementelementantennaarrayshowthattherootedminimumnormalgorithmcanaccuratelyanalyzetheincidentsignalswitharrivalangleof4。or8。atthesamenoiseconditions．whilereducingtheamountofcompu

5、tationandimprovingthepositio—ningaccuracy．Keywordswirelesslocation；DOAestimation；Root—MUSICalgorithm；rootedminimumnormalgorithm计信号参数(EstimationofSignalParametersviaRota．0引言tionalInvarianceTechniques，ESPRIT)算法成为研究移动通信信号无线定位技术是指通过分析天线的主要方向，很多研究者在此基础上不断探索，阵列信号来获取移动终端用户的经度、纬度坐标，进对MUSIC算法进行改进，形成了不

6、同的改进MUSIC而在电子地图上标出其位置的技术⋯。无线定位算法。但是基于MUSIC算法的研究要求阵列技术包括基于GPS的定位和基于移动通信网基站信号模型在精确的条件下进行，阵列天线的阵元数、的定位。采用基站定位的方式不需要移动终端具有信号的信噪比等参数都会影响分辨率。同时GPS功能，仅测算基站对移动终端的距离来确定位MUSIC算法需要求解天线阵列的协方差矩阵特征置。常用的定位方法包括：到达时间定位(Timeof值与特征向量，进而构造正交的信号子空间和噪声Arrival，TOA)、到达方向定位(DirectionofArrival，子空间，计算量较大。求根MUSIC算法将计算过程

7、DOA或AngleofArrival，AOA)和到达时间差定位简化为多项式的根植求解过程来减少计算量⋯，而(TimeDiferenceofArrival，TDOA)。在以往的研最小范数算法通过计算时变数据协方差矩阵的瞬时究过程中，针对TDOA的研究较多，但在非视距传播特征值分解降低了运算量”。环境下，TDOA性能将会明显下降。随着智能天综合考虑以上不同DOA估计算法的基本原理，线技术日渐成熟及在基站中的广泛采用，基于天线提出将求根运算应用于最小范数算法，形成改进的阵列的DOA估计