CN113286362A - 多径信号到达时间和到达角度获取方法及相关装置 - Google Patents

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CN113286362A CN202110553482.3A CN202110553482A CN113286362A CN 113286362 A CN113286362 A CN 113286362A CN 202110553482 A CN202110553482 A CN 202110553482A CN 113286362 A CN113286362 A CN 113286362A
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Abstract

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。

Description

多径信号到达时间和到达角度获取方法及相关装置
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***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***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。
基于同一发明构思，本公开提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的方法。
基于同一发明构思，本公开提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行上述方法。
从上面所述可以看出，本公开提供的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。
附图说明
为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的多径信号到达时间和到达角度获取方法的一种流程示意图；
图2为本公开实施例提供的发送信号经过多个不同路径到达多根天线的一种场景示意图；
图3为本公开实施例提供的多径信号到达时间和到达角度获取装置的一种结构示意图；
图4为本公开实施例提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
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***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***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，不能为无线定位提供精确的参数。
发明人提出，无线信号由于城市建筑物以及室内墙壁等的反射会产生多径传播，多径分量中包含待测目标位置与周围环境的几何信息，可以利用多径信号提高定位精度，因此需要对多径信号到达时间以及到达角度进行精确估计，进而能够为无线信号定位提供精确的参数。
参考图1，其为本公开实施例提供的多径信号到达时间和到达角度获取方法的一种流程示意图。其中，多径指的是信号从发射天线经过多个路径到达接收天线的传播现象，大气层对信号的散射、电离层对信号的反射和折射，以及山峦、建筑等地表物体对信号的反射都会造成多径传播。对于经过多径中任一路径传播的信号，到达时间指的是信号从发射天线到达接收天线所用的时间，即传播时间；到达角度指的是信号到达接收天线时的入射角度，入射角度是入射线与入射表面法线的夹角。
多径信号到达时间和到达角度获取方法，包括：
S110、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。
在一些实施方式中，基站侧设置有发射天线，待测目标侧设置有接收天线，发送信号从发射天线经过多个路径到达接收天线。本公开以待测目标侧为自身视角，因此本公开所称天线为接收天线。
基站发送5G下行信号给待测目标，待测目标利用接收到的下行信号中的CSI-RS/PRS信号进行多径信号参数估计，具体的，获取多径信号的到达时间和到达角度。基站上下行信号是以基站为参考的，由基站发出，待测目标接收的信号为下行信号，由待测目标发出，基站接收的信号为上行信号。 CSI-RS/PRS信号的格式以及特性符合3GPP的R16标准。以时域信号的形式表示基站发送的下行信号，则发送信号表示为s(t)，s(t)是随时间变化的函数， t指时间变量，对于发送信号来说，其时间变量为发送时间。
在一些实施方式中，获取基站发出的信号作为发送信号指的是从基站侧直接获取发送信号的数据，而非从待测目标侧获取通过天线接收到的信号，待测目标侧通过天线接收到的信号为接收信号。
在一些实施方式中，多根天线排成一排，每相邻两根天线之间的间距相同，且间距大于发送信号的波长的一半。
在一些实施方式中，发送信号经过多条路径到达多根天线；接收信号为经过多条路径到达多根天线的发送信号的叠加。
参考图2，其中，d为相邻两根天线之间的间距，θ为某一路径的信号的到达角度。
发送信号经过多条路径到达多根天线，接收信号为经过多条路径到达多根天线的发送信号的叠加，则接收信号可以表示为：
Figure RE-GDA0003150974540000051
其中，r(t)为接收信号，L为路径的条数，l为第l条路径，al为第l条路径的路径增益，τl为第l条路径的路径时延，n(t)为噪声，t为时间变量，对于接收信号来说，其时间变量为接收时间。
S120、构造发送信号和接收信号的相关性函数，并将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。
在一些实施方式中，构造发送信号和接收信号的相关性函数，包括：
Figure RE-GDA0003150974540000052
其中，R(τ)为发送信号和接收信号的相关性函数；s(t)为发送信号，r(t+τ) 是接收信号。
r(t+τ)中的t为时间变量，τ为时延。
相关性函数R(τ)的图像是一条连续的曲线，出现峰值的地方的τ就是多径信号的到达时间。
由于是多径传播，相关性函数中会出现多个峰值，提取相关性函数中峰值超过峰值阈值的多个峰值对应的时间分别作为经过每条路径的信号的到达时间。
S130、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得到信道频率响应矩阵，并根据信道频率响应矩阵构造得到噪声矩阵。
在一些实施方式中，将每根天线接收的每个子载波的信号与基站发送的每个子载波的信号相除，构造得到信道频率响应矩阵，用CFR表示信道频率响应矩阵：
Figure RE-GDA0003150974540000061
其中，行数M为天线的个数，列数K为CSI-RS/PRS信号占用的子载波的个数。
频率响应指的是信号的振幅和相位受频率变化而变化的特性，频率响应由幅频特性和相频特性组成。幅频特性表示增益的增减同信号频率的关系；相频特性表示不同信号频率下的相位畸变关系。
信道频率响应，反映的是各个信道的状态，也就是说这个信道的时延等会怎么对发送信号进行影响，因为是真实信号信道，所以包含噪声。
在一些实施方式中，获取信道频率响应矩阵与信道频率响应矩阵的共轭转置矩阵的乘积的特征向量及特征值，根据低于特征值阈值的特征值对应的特征向量，构造得到噪声矩阵。
在一些实施方式中，在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得到信道频率响应矩阵之后，还包括：利用平滑技术处理信道频率响应矩阵得到平滑信道频率响应矩阵；
具体包括：
将信道频率响应矩阵划分为2(M-1)个子矩阵；其中，M为天线的根数；
将每个子矩阵中的元素作为平滑信道频率响应矩阵的一列，构造得到平滑信道频率响应矩阵。
划分方法如下：
Figure RE-GDA0003150974540000071
其中，第一个子矩阵中包括CFR矩阵中的第一行和第二行中的除最后一列的所有元素；第二个子矩阵中包括CFR矩阵中的第一行和第二行中的除第一列的所有元素；第三个子矩阵中包括CFR矩阵中的第二行和第三行中的除最后一列的所有元素；第四个子矩阵中包括CFR矩阵中的第二行和第三行中的除第一列的所有元素；以此类推，……，第2(M-1)-1个子矩阵中包括 CFR矩阵中的第(M-1)行和第M行中的除最后一列的所有元素；第2(M-1)个子矩阵中包括CFR矩阵中的第(M-1)行和第M行中的除第一列的所有元素。
得到的平滑信道频率响应矩阵为：
Figure RE-GDA0003150974540000072
对CFR进行平滑是为了增加测量值，相当于扩展了天线阵列，增加测量值可以提高准确性。
在一些实施方式中，获取平滑信道频率响应矩阵与平滑信道频率响应矩阵的共轭转置矩阵的乘积的特征向量及特征值，根据低于特征值阈值的特征值对应的特征向量，构造得到噪声矩阵。
Figure RE-GDA0003150974540000073
是CFRsmoth的共轭转置矩阵，CFRsmoth与其共轭转置矩阵
Figure RE-GDA0003150974540000074
进行矩阵乘法即
Figure RE-GDA0003150974540000075
获取
Figure RE-GDA0003150974540000076
的特征向量及特征值，根据低于特征值阈值的特征值对应的特征向量构造得到噪声矩阵，用Qn表示噪声矩阵。
低于特征值阈值的特征值对应噪声空间，不低于特征值阈值的特征值对应信号空间。
S140、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得到转向矢量矩阵。
不同频率的子载波在到达同一根天线的时候会产生相位差，相同频率的子载波在到达不同天线的时候也会产生相位差，基于此，可以构造得到转向矢量矩阵为：
Figure RE-GDA0003150974540000081
其中，
Figure RE-GDA0003150974540000082
为转向矢量矩阵，θ为到达角度，τ为到达时间；T是不同子载波对于同一天线的相位差，Φ是不同天线对于同一子载波的相位差，K 为子载波的个数，M为天线的根数。
Figure RE-GDA0003150974540000083
其中，f为子载波的频率，Δf为子载波的间隔，c为光速，d为相邻两根天线之间的间距，j为虚数单位。
转向矢量矩阵是根据天线结构和发送信号的结构结合到达时间和到达角度构造的，可以理解为是跟θ，τ有关的函数(θ，τ是自变量)，这是理想的不包含噪声的。
S150、根据噪声矩阵和转向矢量矩阵构造得到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。
2D-MUSIC谱函数为：
Figure RE-GDA0003150974540000084
其中，P(θ,τ)为2D-MUSIC谱函数；
Figure RE-GDA0003150974540000085
为转向矢量矩阵，
Figure RE-GDA0003150974540000086
为转向矢量矩阵的共轭转置矩阵，Qn为噪声矩阵，
Figure RE-GDA0003150974540000087
为噪声矩阵的共轭转置矩阵。
固定到达时间τ，固定值为信号到达时间，搜索到达角度θ，每固定一个到达时间得到这一条路径匹配的到达角度，最终得到所有路径匹配的到达时间和到达角度。
低于特征值阈值的特征值对应噪声空间，不低于特征值阈值的特征值对应信号空间，噪声空间和信号空间是正交的，正交的话乘积为零，所以当某对到达时间θ和到达角度τ使得谱函数的分母趋于零的话，也就是出现谱峰，即求出某对到达时间和到达角度。
从上面所述可以看出，本公开提供的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。
本公开基于5G通信***，在室内或城市峡谷等信号多径传播的场景，利用5G信号OFDM调制的子载波和空间平滑技术扩展天线阵列，利用相关方法和传统2D-MUSIC算法的结合来联合估计下行多径信号的到达时间和到达角度。本公开区别于常规的直射径信号参数估计，能够对多径信号参数进行估计，并且估计的到达时间和角度可以互相匹配，为利用多径无线信号进行定位的***提供信号参数基础。
需要说明的是，本公开实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本公开实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种多径信号到达时间和到达角度获取装置。
参考图3，所述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310，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320，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330，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340，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350，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。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本公开时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的多径信号到达时间和到达角度获取方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的多径信号到达时间和到达角度获取方法。
图4示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口 1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM (Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作***和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器 1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的多径信号到达时间和到达角度获取方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的多径信号到达时间和到达角度获取方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的多径信号到达时间和到达角度获取方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
需要说明的是，本公开的实施例还可以以下方式进一步描述：
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。
可选的，其中，多根所述天线排成一排，每相邻两根所述天线之间的间距相同，且所述间距大于所述发送信号的波长的一半。
可选的，其中，所述发送信号经过多条路径到达多根所述天线；
所述接收信号为经过多条所述路径到达多根所述天线的所述发送信号的叠加。
可选的，其中，所述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，包括：
将每根所述天线接收的每个子载波的信号与所述基站发送的每个子载波的信号相除，构造得到信道频率响应矩阵。
可选的，其中，在所述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之后，还包括：利用平滑技术处理所述信道频率响应矩阵得到平滑信道频率响应矩阵；
具体包括：
将所述信道频率响应矩阵划分为2(M-1)个子矩阵；其中，M为所述天线的根数；
将每个所述子矩阵中的元素作为所述平滑信道频率响应矩阵的一列，构造得到所述平滑信道频率响应矩阵。
可选的，其中，所述根据所述信道频率响应矩阵构造得到噪声矩阵，包括：
获取所述信道频率响应矩阵与所述信道频率响应矩阵的共轭转置矩阵的乘积的特征向量及特征值，根据低于特征值阈值的所述特征值对应的所述特征向量，构造得到所述噪声矩阵。
可选的，其中，所述根据所述信道频率响应矩阵构造得到噪声矩阵，包括：
获取所述平滑信道频率响应矩阵与所述平滑信道频率响应矩阵的共轭转置矩阵的乘积的特征向量及特征值，根据低于特征值阈值的所述特征值对应的所述特征向量，构造得到所述噪声矩阵。
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。
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的方法。
一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行上述方法。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路) 以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一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。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，多根所述天线排成一排，每相邻两根所述天线之间的间距相同，且所述间距大于所述发送信号的波长的一半。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送信号经过多条路径到达多根所述天线；
所述接收信号为经过多条所述路径到达多根所述天线的所述发送信号的叠加。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述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，包括：
将每根所述天线接收的每个子载波的信号与所述基站发送的每个子载波的信号相除，构造得到信道频率响应矩阵。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述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之后，还包括：利用平滑技术处理所述信道频率响应矩阵得到平滑信道频率响应矩阵；
具体包括：
将所述信道频率响应矩阵划分为2(M-1)个子矩阵；其中，M为所述天线的根数；
将每个所述子矩阵中的元素作为所述平滑信道频率响应矩阵的一列，构造得到所述平滑信道频率响应矩阵。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述信道频率响应矩阵构造得到噪声矩阵，包括：
获取所述信道频率响应矩阵与所述信道频率响应矩阵的共轭转置矩阵的乘积的特征向量及特征值，根据低于特征值阈值的所述特征值对应的所述特征向量，构造得到所述噪声矩阵。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述根据所述信道频率响应矩阵构造得到噪声矩阵，包括：
获取所述平滑信道频率响应矩阵与所述平滑信道频率响应矩阵的共轭转置矩阵的乘积的特征向量及特征值，根据低于特征值阈值的所述特征值对应的所述特征向量，构造得到所述噪声矩阵。
8.一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。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7任一所述方法。
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