超宽带系统中基于DFT的TOA/DOA联合估计方法

针对现有的脉冲超宽带（Impulse radio ultra wideband， IR-UWB）系统中到达时间（Time-of-arrival， TOA）和波达方向（Direction-of-arrival， DOA）联合估计精度不足的问题，提出了一种基于离散傅里叶变换（Discrete Fourier transform， DFT）的TOA和DOA联合估计方法。该算法首先在频域上对接收信号建模，通过DFT处理频域接收信号的协方差矩阵得到两根天线的TOA粗估计结果。然后通过设计补偿矩阵对时延向量进行相位补偿。搜索可得粗估计结果的补偿值，进一步对TOA参数作出精确估计。最后根据两根天线的到达时间差与DOA之间的关系得到信号的DOA估计值，从而实现TOA和DOA的联合估计。仿真结果表明，所提算法的参数估计性能优于矩阵束算法和传统传播算子算法，且该优势随着信噪比的增大更为明显；同时所提算法无需复杂的特征值分解以及广义逆求解步骤，更易于工程实现。