(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211133327.7 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市碑林区友谊西 路127号 (72)发明人 申晓红　王奕成　王海燕　姜喆　 马高悦　赵重达　 (51)Int.Cl. H04B 1/7073(2011.01) H04B 17/00(2015.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种同步 直扩信号的源数估计方法 (57)摘要 本发明提供了一种同步直扩信号的源数估 计方法， 通过将每个阵元的接收信号分段重构， 使得重构后的观测矩 阵可以重新结合经典的信 源数目估计方法， 避免了在 波达方向重合时经典 方法失效的问题， 并提出了一种新的判决准则， 能够改善比值法的性能， 进一步提高了信源估计 的准确率， 通过重构观测矩阵， 避免了导向矩阵 秩亏； 最后提出了用特征值比值的导数作为判决 函数， 改善了比值法的效果， 提高了信源估计的 准确率。 本发 明实现了在信源波达方向重合时的 信源数估计， 该方法同时适用于白噪声和有色噪 声背景， 在较低的信噪比下也具有良好的估计性 能， 同时该方法在欠定的情况下也能够稳定地实 现信源数估计 。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115514389 A 2022.12.23 CN 115514389 A 1.一种同步 直扩信号的源数估计方法， 其特 征在于包括下述 步骤： 步骤一： 利用阵列得到接收信号X(t)， 并将第r个阵元的接收信号单独提取出来， 记为 xr； 步骤二： 将xr按照码元长度分段 得到 其中L是xr的长度， L0是码元长度， 表示xr的第i段数据； 步骤三： 将 组成重构矩阵Xr： 其中p是分段 数目， 满足p＝[L/L0]； 步骤四： 计算重构矩阵Xr的协方差矩阵， 得到 重构协方差矩阵Rr： Rr＝E(XrXrH)    (3) 其中H代表共轭转置； 步骤五： 对重构协方差矩阵Rr取平均值， 得到平均协方差矩阵Rx： 其中M为阵元个数； 步骤六： 对平均协方差矩阵Rx进行特征分解： Rx＝U∑UH    (5) 其中U是特征值对应的特 征向量矩阵， ∑是由特 征值组成的对角阵； 步骤七： 将特征值矩阵∑中的特征值λ按照从大到小排列， 从大到小排列后计算特征值 序列的比值 导数， 比值 导数γi按照式(7)计算： 其中， i＝1,2,…,p‑2； 步骤八： 计算比值 导数γi取最大时i的取值， 该值 等于信源数目的估计值 k； 最终实现信源波达方向相同时的同步 直扩信号的信源数目估计。 2.根据权利要求1所述的同步 直扩信号的源数估计方法， 其特 征在于： 所述步骤四中， 重构协方差矩阵Rr为： 式中， Rs为源信号的协方差矩阵， 为重构噪声协方差矩阵， H代表共轭转置， I代表单 位矩阵， A 表示分段信号的导向矩阵； 其中：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115514389 A 2式(4)Sp表示经过截取后第p段源信号矩阵， fs代表采样率， 式(11)中aK为第k个信源的 信号幅度， θi是第i个源信号的方向角， λ是源信号的波长， 重构后的协方差矩阵中， 第一项A 是由子矩阵[a1 a2  … aK]组成的块对角阵， 利用初等列变换容易证明A的秩为K， 第二项是 Sp的协方差矩阵Rs， 写成分块矩阵的形式： 由于不同信号源的码元之间是不相关的， 因此每一个子矩阵都是对角阵， 而每一行的 非零元素 表示同一个源信号的不同码元之间的相关， 非零元素 的模相同， 因 此经过初等列 变换只有第一列的子矩阵不等于单位阵， 此时矩阵Rs的秩等于子矩阵的秩等 于K， 得到rank(Rr)≤K， 实际上矩阵Rr在无噪声的条件下有rank(Rr)＝K， 且Rr为p阶 Hermitian矩阵， 对其进行 特征分解能够得到p ‑k重为0的特 征值和k个 较大的特 征值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115514389 A 3