一种基于sc-fdma符号的lte上行信号doa估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种基于SC-抑MA(SingleCarrierRrequen巧DivisionMultiple Access,单载波频分多址）符号的LTE(LongTermEvolution,长期演进）上行信号 DOA值irectionofArrival,波达方向）估计方法，适用于实时性要求较高的系统或接收机 处于被动接收的情况。
【背景技术】
[0002] 多重信号分类（MUSIC)算法和信号估计参数旋转子空间不变技术巧SPRIT)算法 是空间谱估计的标志性算法，其算法的产生为空间谱估计技术实现了巨大的飞跃。在MUSIC 算法中，阵列天线接收到信号数据产生协方差矩阵，分解协方差矩阵获得信号子空间和噪 声子空间，通过信号方向矢量与噪声子空间的正交关系，获得来波信号的角度信息。
[0003] 在LTE系统中，3GPP将增强型小区巧nhancedCellID，E-CellID)、检测时间 到达时间差（ObservedTimeDifferenceOfArrival,OTDA)和全球卫星导航系统辅助 (AssistedGlobal化vigationSatelliteSystem,A-GNS巧S种定位方法列为标准化的 定位辅助解决方案。运些方案主要基于基站与用户主动接收的一种解决方案。
【发明内容】
[0004] 发明目的：本发明提供一种基于SC-抑MA符号的LTE上行信号D0A估计方法，适用 于实时性要求较高的系统。
[0005] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种基于SC-FDMA符号的LTE上行信号D0A估计方法，通过阵列天线获取LTE上 行信号，对LTE上行信号进行去CP(切clicPrefix,循环前缀）操作后解调；然后根据DCI 格式0计算和提取LTE上行信号中的目标用户信息；基于目标用户信息对去CP并解调后的 LTE上行信号重新进行对应子载波映射，获得用于D0A估计的SC-抑MA符号数据；最后基于 SC-抑MA符号数据，采用经典MUSIC算法实现目标用户来波角度的估算。
[0007] 上述方法具体包括W下步骤：
[0008] 步骤一：基站接收到包含目标用户T的LTE上行信号后，对其进行去CP操作，然后 解调信号；具体为：
[0009] LTE中SC-抑MA信号Si(t)的表达式为：
[0010]
W11] 其中：W进表示上行系统带宽，表示单个资源块所占子载波数量；表示资 源块中资源元素化U，U的内容：
Af表示相邻子载波频率，Ncp,康 示一个时隙内第1个OFDM符号的CP长度，L为LTE的基本时间单位，一般为1/30720000 秒；此时，0《t<(Nep,l+N)Ts，N为常数（Af为15曲z时，N= 2048，Af为7.化Hz时，N= 4096)〇
[0012] 一般来说，接收信号ri(t)的表达式为：
[0013] ri(t) =Si(t)*hi(t)+rii(t)
[0014] 其中：Mt)表示信道脉冲响应，ni(t)表示噪声响应；本案中，我们设信道环境非 常理想并忽略噪声影响，则可将接收信号ri(t)简化表示为：
[0015]
[0016] 对接收信号ri(t)进行去CP操作，将去CP后的数据记为yi(t)，则：
[0017]
阳0化]此时，0《t<NXTs。 阳〇19] 对W进行解调，得到Yi似：
[0020]
[0021] 由于子载波的正交性，可W得到： 阳 02引 Yi(k)=a、i
[0023] 步骤二：由LTE中DCI(DownlinkControlInformation,下行控制信息）格式 0， 计算目标用户T分配的资源块数量W及起始资源块，进而得到目标用户T的子载波数K及 其数据。
[0024] 如现有技术，DCI格式 0 可用于PUSCH(PhysicalUplinkGlaredChannel,物理上 行共享信道）调度，DCI格式0的不同字段含义如表1所示：
[0025] 表1DCI格式0的不同字段含义
[0026]
[0027] 表1中，RB及跳频资源分配（又称资源指示器（^ResourceIndicationValue， RIV))所占比特数可变：对于非跳频PUSCH，ki个比特提供上行子帖的资源分配；对于跳频， 个最高有效位用来获取如wsO'）的值，k,个比特提供上行子帖的第一个时隙的资源分 配；NuLhDp为跳频比特数，由系统带宽决定，数值为1或2,它决定了每邸釣的值，ki、kz为：
[0028]
[0029] 设分配给目标用户T的起始RB为RBstakt，大小为L?,，资源指示值定义为RIV，
[0033] 设PUSCH非跳频，本案使用一种简单的方法来计算分配给目标用户T的RBstakt和 LcRBs
[0034]
[0035] RBstart=RIVmodMAX_N_RB
[0036] 当系统带宽为lOMHz时，MAX_N_RB= 50 ;
[0037] 当系统带宽为 20MHz时，MAX_N_RB= 100。
[003引根据分配给目标用户T的RBs胃和LtKBs可W得到目标用户T的子载波数K。
[0039] 步骤立：对目标用户T的数据进行资源映射，具体为：
[0040] 通过步骤二获得目标用户T的子载波数K，设子载波范围为[L1，L2];通过步骤一 获得目标用户T的承载数据Yi化)，基于子载波范围[L1，L2]对Yi(k)重新进行集中式子载 波映射得到bk,i:
[0041 ]bk,1=Map阳1似} =Map{a、i}
[00创其中：Map{ ? }表示集中式子载波映射函数，即将Yi似在[Ll，切范围内的子载 波保留原数据，而将[L1，L2]范围外的数据设为0。
[0043] 步骤四：对步骤S得到的bk,i进行重新调制，得到目标用户T的SC-抑MA符号序 列；具体为： W44] 将bk,渝入到N点IFFT调制器，得到目标用户T的第1个发送的SC-抑MA符号序 列Yi(n)为：
[0045]
[0046] 步骤五：对步骤四得到的每一个SC-FDMA符号序列Yi(n)使用MUSIC算法取P点 快拍数据进行D0A估计，得到目标用户T的来波角度估算值0 1，其中P《2048。
[0047] 步骤六：重复步骤五（M-1)次，取M次D0A估计的均值島=口 6,)/M作为真实来波 角度（方位角）0的估计，其中14。
[0048] 有益效果：本发明提供的基于SC-抑MA符号的LTE上行信号DOA估计方法，提供了 一种在LTE中对上行用户方向估计的新方法，拓宽了经典MUSIC算法的使用领域；本发明适 用于对实时性要求较高的系统，有助于对用户来波方向作快速实时的D0A估计。
【附图说明】
[0049] 图1是PUSCH信道建模流程；
[0050] 图2是本发明的实时流程图；
[0051] 图3是利用本发明对实例模型中的目标用户D0A估计示意图。
【具体实施方式】
[0052] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0053] 本例包含两部分内容