本發(fā)明屬于傳感，尤其涉及一種基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、波達(dá)方向估計(jì)在無線通信、雷達(dá)和聲納系統(tǒng)等多個應(yīng)用中具有關(guān)鍵作用。準(zhǔn)確的信號定位對于這些技術(shù)的有效性至關(guān)重要。波達(dá)方向估計(jì)有助于實(shí)施先進(jìn)的波束成形技術(shù)，這些技術(shù)通過將傳輸或接收方向指向目標(biāo)信號源，從而最小化干擾，提升信號質(zhì)量，特別是在多用戶和多天線系統(tǒng)中。這些能力可以顯著改善系統(tǒng)性能和容量。

2、現(xiàn)有技術(shù)中最接近的量化方法是完全一比特量化和低分辨率量化。完全一比特量化方法僅保留信號的符號部分，能夠顯著減少功耗和硬件成本。雖然這種方法具有降低硬件需求的優(yōu)點(diǎn)，但由于只保留信號的符號信息，導(dǎo)致大量信號信息丟失，使得完全一比特量化在復(fù)雜信號處理任務(wù)中的應(yīng)用受到限制。由于信息丟失，完全一比特量化在doa估計(jì)中的精度可能不如高精度量化方法，影響了估計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。然而，低分辨率量化比完全一比特量化能保留更多的信息，但仍然面臨數(shù)據(jù)存儲需求大和計(jì)算復(fù)雜性高的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請實(shí)施例提供一種基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)方法，包括：

2、獲取傳感器的信號，并對所述信號進(jìn)行量化處理；

3、利用協(xié)方差矩陣對量化處理后的信號進(jìn)行計(jì)算，并利用差分共陣列將計(jì)算后的信號進(jìn)行處理得到虛擬信號向量；

4、利用music算法對所述虛擬信號向量進(jìn)行處理，得到波達(dá)方向的估計(jì)結(jié)果。

5、進(jìn)一步地，所述信號進(jìn)行量化處理，包括：

6、對所述信號劃分為完全量化信號和一比特量化信號；

7、分別對所述完全量化信號進(jìn)行全精度量化處理，對所述一比特信號進(jìn)行一比特量化處理，并將符號信息保存為一比特量化后的信號。

8、進(jìn)一步地，所述利用協(xié)方差矩陣對量化處理后的信號進(jìn)行計(jì)算，包括：

9、利用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)方差公式對完全量化后信號進(jìn)行計(jì)算；

10、利用一比特量化協(xié)方差公式對一比特量化的信號進(jìn)行計(jì)算。

11、進(jìn)一步地，所述利用差分共陣列將計(jì)算后的信號進(jìn)行處理得到虛擬信號向量，包括：

12、利用差分共陣列對協(xié)方差矩陣進(jìn)行處理，生成虛擬均勻陣列的信號協(xié)方差矩陣。

13、本發(fā)明提供一種基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)裝置，包括：

14、獲取模塊，用于獲取傳感器的信號，并對所述信號進(jìn)行量化處理；

15、處理模塊，用于利用協(xié)方差矩陣對量化處理后的信號進(jìn)行計(jì)算，并利用差分共陣列將計(jì)算后的信號進(jìn)行處理得到虛擬信號向量；

16、執(zhí)行模塊，用于利用music算法對所述虛擬信號向量進(jìn)行處理，得到波達(dá)方向的估計(jì)結(jié)果。

17、進(jìn)一步地，所述獲取模塊包括：

18、第一處理子模塊，用于對所述信號劃分為完全量化信號和一比特量化信號；

19、第二處理子模塊，用于對所述完全量化信號進(jìn)行全精度量化處理，對所述一比特信號進(jìn)行一比特量化處理，并將符號信息保存為一比特量化后的信號。

20、進(jìn)一步地，所述處理模塊包括：

21、第一執(zhí)行子模塊，用于利用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)方差公式對完全量化后信號進(jìn)行計(jì)算；

22、第二執(zhí)行子模塊，用于利用一比特量化協(xié)方差公式對一比特量化的信號進(jìn)行計(jì)算。

23、進(jìn)一步地，所述處理模塊還包括：

24、第三處理子模塊，用于利用差分共陣列對協(xié)方差矩陣進(jìn)行處理，生成虛擬均勻陣列的信號協(xié)方差矩陣。

25、本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如上所述的基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)方法的步驟。

26、本發(fā)明提供一種存儲有計(jì)算機(jī)可讀指令的存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被一個或多個處理器執(zhí)行時，使得一個或多個處理器執(zhí)行如上所述基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)方法的步驟。

27、本發(fā)明的混合一比特量化（mixed?one-bit?quantization）方法，通過結(jié)合完全一比特量化和全精度量化，能夠有效保留更多的信號信息。通過這種混合量化策略，提高doa估計(jì)精度的同時，避免了信息丟失的問題，從而提升了整體估計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性?；旌弦槐忍亓炕椒ㄔ谟行Ы档凸暮陀布杀镜耐瑫r，結(jié)合全精度量化的優(yōu)點(diǎn)，提供了一個平衡點(diǎn)。這種方法通過減少所需硬件的復(fù)雜性，降低了制造和維護(hù)成本，同時保持了足夠的信號信息以提高估計(jì)精度，從而在成本和性能之間達(dá)到了更好的平衡。

技術(shù)特征：

1.一種基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述信號進(jìn)行量化處理，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用協(xié)方差矩陣對量化處理后的信號進(jìn)行計(jì)算，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用差分共陣列將計(jì)算后的信號進(jìn)行處理得到虛擬信號向量，包括：

5.一種基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)裝置，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述獲取模塊包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述處理模塊還包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如上權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)方法的步驟。

10.一種存儲有計(jì)算機(jī)可讀指令的存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被一個或多個處理器執(zhí)行時，使得一個或多個處理器執(zhí)行如上權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N基于混合一比特量化的波達(dá)方向估計(jì)（DoA）方法，包括：獲取傳感器的信號，并對所述信號進(jìn)行量化處理；利用協(xié)方差矩陣對量化處理后的信號進(jìn)行計(jì)算，并利用差分共陣列將計(jì)算后的信號進(jìn)行處理得到虛擬信號向量；利用MUSIC算法對所述虛擬信號向量進(jìn)行處理，得到波達(dá)方向的估計(jì)結(jié)果。通過結(jié)合完全一比特量化和全精度量化，能夠有效保留更多的信號信息，通過混合量化策略，提高DoA估計(jì)精度的同時，避免了信息丟失的問題，從而提升了整體估計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。該方法通過減少所需硬件的復(fù)雜性，降低了制造和維護(hù)成本，同時保持了足夠的信號信息以提高估計(jì)精度，從而在成本和性能之間達(dá)到了更好的平衡。

技術(shù)研發(fā)人員：黃建軍,黃浩,康莉,丁建濱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2