DE102011077186B4

DE102011077186B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Schätzen des Signals in einem Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE102011077186B4
Application number: DE102011077186.7A
Authority: DE
Inventors: Sang-tae Kim; Gwangmoon PARK; Seong-Yun Lee; Haeng-Sook Ro; Mi-Kyung SUK
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: DE102011077186A1; KR20110134307A

Abstract

Signalschätzvorrichtung, die eine Ankunftsrichtung (DOA) eines empfangenen Signals in einem Kommunikationssystem schätzt, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine Richtantenne, die zum Empfangen eines von einem Sender gesendeten Signals konfiguriert ist;
eine Speichereinheit, die zum Speichern von Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband konfiguriert ist;
eine Verarbeitungseinheit, die zum Erfassen von Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals konfiguriert ist;
eine Korrelationseinheit, die zum Korrelieren der Richtdiagramminformationen mit den Empfangsdiagramminformationen und zum Berechnen eines Korrelationskoeffizienten konfiguriert ist; und
eine Anzeigeeinheit, die zum Ausgeben der DOA des Empfangssignals mittels des Korrelationskoeffizienten konfiguriert ist; wobei die Richtdiagramminformationen einen Azimut-Antwortverhaltenswert der Richtantenne für jedes Frequenzband in einer idealen Kommunikationsumgebung umfassen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2010-0053928 , eingereicht am 08. Juni 2010, die hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Kommunikationssystem; und insbesondere auf eine Signalschätzvorrichtung und auf ein Signalschätzverfahren zum Schätzen der Ankunftsrichtung (DOA) eines Empfangssignals unter Verwendung einer Richtantenne in einem Kommunikationssystem, das ein Radiofrequenzsignal (RF-Signal) sendet und empfängt.
Beschreibung des verwandten Gebiets
Das Schätzen der DOA eines Empfangssignals in einem Kommunikationssystem ist das Ermitteln der Richtung einer Signalquelle durch Minimieren eines Fehlers eines von einem Empfänger empfangenen Signals. Die DOA-Schätzung ist Gegenstand einer idealen Umgebung für die DOA-Schätzung wie etwa einer Signalumgebung oder einer Antennenempfangsbedingung. Allerdings gibt es in einer Umgebung, in der elektrische Wellen drahtlos gesendet und empfangen werden, Signalrauschen oder Signalstörung, die durch einen Radarimpuls oder durch mehrere reflektierte Wellen verursacht werden.
Das heißt, das Empfangssignal für die DOA-Schätzung in dem Empfänger enthält ein durch Rauschen oder Störung verursachtes Rauschsignal. Wenn das Empfangssignal, das ein solches Rauschsignal enthält, zum Schätzen der DOA des Empfangssignals verwendet wird, tritt wegen des Rauschsignals ein Fehler in der DOA-Schätzung auf. Somit wird die DOA des Empfangssignals wegen des Fehlers ungenau geschätzt, wenn der Empfänger z. B. unter Verwendung einer Richtantenne ein Signal empfängt, das auf der geschätzten DOA beruht. In diesem Fall kann die Datenempfangsleistung des Empfängers verringert sein.
Darüber hinaus schätzt der Empfänger die DOA des Empfangssignals unter Verwendung einer Richtantenne wie etwa einer langperiodischen Dipolantenne oder über ein Amplituden-, Phasen- und Frequenzverfahren unter Verwendung einer Differenz zwischen jeweils durch N Antennen empfangenen Signalen. Das Phasen- und Frequenzverfahren schätzt hier die DOA aus einer Dopplerfrequenzänderung unter Verwendung mehrerer Empfangsantennen oder schätzt die DOA unter Verwendung der Summe/Differenz der Phasenantwortverhalten oder Phasendifferenzcharakteristiken für das Empfangssignal in Abhängigkeit von einer DOA in mehreren in einer vorgegebenen Apertur angeordneten Antennen.
Während in einem solchen DOA-Schätzverfahren die mehreren Antennen wie oben beschrieben in richtiger Form angeordnet und in einer vorgegebenen Entfernung voneinander beabstandet sind, schätzt eine große DOA-Schätzvorrichtung mit einer Antenne in fester Form die DOA unter Verwendung des Antennenempfangs-Antwortverhaltens von von einem Sender für mehrere angeordnete Antennen gesendeten Signalen, z. B. der Empfangs-Amplitudencharakteristik und -Phasencharakteristik zwischen den jeweiligen Antennen. Die DOA-Schätzvorrichtung schätzt hier die DOA durch Bilden von Bündeln von Empfangssignalen über die mehreren angeordneten Antennen und ein Phasenverzögerungsmodul oder eine Phasenverzögerungsschaltung oder über einen komplexen Signalverarbeitungsalgorithmus, der die Empfangs-Amplitudencharakteristiken und -Phasencharakteristiken unter den mehreren Antennen verwendet.
Insbesondere erfordert die DOA-Schätzvorrichtung, wenn eine DOA nicht in einem einzelnen Band, sondern in einem Breitband geschätzt wird, mehrere Antennen, die in Übereinstimmung mit einer Empfangswellenlänge eines Empfangssignals, die innerhalb λ/2 liegt, räumlich angeordnet sind, z. B. mehrere Empfängern oder Schaltprozessoren, die der Anzahl angeordneter Antennen entsprechen, und einen schnellen Signalprozessor, um wie oben beschrieben eine Signalverarbeitung für die DOA-Schätzung auszuführen. Im Ergebnis gibt es einen Grenzwert bei der Implementierung der DOA-Schätzvorrichtung. Um diesen Grenzwert zu überwinden, ist ein DOA-Schätzverfahren vorgeschlagen worden, in dem eine Richtantenne wie etwa eine langperiodische Dipolantenne, eine Reflektorantenne, eine Hornantenne oder eine Rahmenantenne gedreht wird, um die Signalstärke eines Empfangssignals zu messen, wobei ein der Signalstärke entsprechendes Audiosignal erzeugt wird, um die DOA des Empfangssignals näherungsweise zu schätzen. Allerdings weist dieses Schätzverfahren beim genauen Schätzen einer DOA einen Grenzwert auf.
Aus der Druckschrift JP S58- 113 872 A ist ein Messgerät für die Richtung einer elektrischen Welle bekannt. Darin liest eine Korrelationserkennungseinheit gespeicherte Daten von Empfangsniveaus zu verschiedenen Zeiten aus einer Empfangsniveau-Speichereinheit und bestimmt daraus die Richtung der Ankunft einer elektrischen Welle.
Somit besteht ein Bedarf an einem Verfahren, das die DOA eines Empfangssignals über eine DOA-Schätzvorrichtung mit einer einfachen Architektur in einem Kommunikationssystem automatisch, genau und schnell schätzen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist in den unabhängigen Patentansprüche 1 und 9 definiert. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Signalschätzvorrichtung und auf ein Signalschätzverfahren in einem Kommunikationssystem gerichtet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Signalschätzvorrichtung und auf ein Signalschätzverfahren gerichtet, die die DOA eines Empfangssignals in einem Kommunikationssystem schätzen.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Signalschätzvorrichtung und auf ein Signalschätzverfahren gerichtet, die die DOA eines Empfangssignals über eine Richtantenne und einen Signalprozessor in einem Kommunikationssystem automatisch, genau und schnell schätzen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung können aus der folgenden Beschreibung verstanden werden und gehen anhand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hervor. Außerdem ist für den Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, offensichtlich, dass die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die wie beanspruchten Mittel und Kombinationen davon realisiert werden können.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wird eine Signalschätzvorrichtung geschaffen, die eine DOA in einem Kommunikationssystem schätzt. Die Signalschätzvorrichtung enthält: eine Richtantenne, die zum Empfangen eines von einem Sender gesendeten Signals konfiguriert ist; eine Speichereinheit, die zum Speichern von Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband konfiguriert ist; eine Verarbeitungseinheit, die zum Erfassen von Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals konfiguriert ist; eine Korrelationseinheit, die zum Korrelieren der Richtdiagramminformationen mit den Empfangsdiagramminformationen und zum Berechnen eines Korrelationskoeffizienten konfiguriert ist; und eine Anzeigeeinheit, die zum Ausgeben der DOA des Empfangssignals über den Korrelationskoeffizienten konfiguriert ist.
In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform wird ein Signalschätzverfahren geschaffen, das eine DOA in einem Kommunikationssystem schätzt. Das Signalschätzverfahren enthält: Empfangen eines von einem Sender gesendeten Signals über eine Richtantenne; Messen eines Azimuts der Richtantenne; Erfassen von Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband und von Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals; Synchronisieren der Empfangsdiagramminformationen mit dem Azimut der Richtantenne; und Schätzen der DOA des Empfangssignals durch Korrelieren der Richtdiagramminformationen mit den synchronisierten Empfangsdiagramminformationen.
Figurenliste

1 und 2 sind Diagramme, die schematisch die Architektur einer Signalschätzvorrichtung in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
3 bis 11 sind Diagramme, die die DOA eines Empfangssignals in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutern.
12 ist ein Ablaufplan, der schematisch einen DOA-Schätzprozess der Signalschätzvorrichtung in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung ausführlicher beschrieben. Allerdings kann die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen verkörpert werden und soll nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt verstanden werden. Vielmehr sind diese Ausführungsformen dargestellt, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und den Umfang der vorliegenden Erfindung dem Fachmann auf dem Gebiet vollständig vermittelt.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schaffen eine Signalschätzvorrichtung und ein Signalschätzverfahren zum Schätzen einer DOA eines Empfangssignals in einem Kommunikationssystem. In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Schätzvorrichtung mit einer einfachen Architektur, die einen Signalprozessor und eine Antenne mit einer Richtcharakteristik enthält, verwendet, um die Signalkorrelation für ein Empfangssignal auszuführen, um die DOA des Empfangssignals automatisch, genau und schnell zu schätzen. Dementsprechend kann der Ort eines Senders, der das von dem Empfänger empfangene Signal gesendet hat, geschätzt werden und empfängt der Empfänger Daten in der geschätzten DOA des Empfangssignals, wodurch die Datenempfangsleistung des Empfängers verbessert werden kann.
Darüber hinaus wird in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die DOA einer Quelle elektrischer Wellen, d. h. die DOA eines Signals, das von einem Empfänger empfangen wird, der ein Radiofrequenzsignal (RF-Signal) empfängt, durch eine Einkanal-Signalschätzvorrichtung geschätzt, die eine Richtantenne, einen Signalprozessor und einen elektronischen Kompass enthält. Hier werden die Richtcharakteristikinformationen der Richtantenne, z. B. die Richtdiagramminformationen für jedes Frequenzband, erfasst, wobei die Richtantenne und der elektronische Kompass integriert sind, um die Richtungsinformationen der Richtantenne, z. B. einen Azimut der Richtantenne, zu messen. Darüber hinaus wird das über die Richtantenne empfangene Signal mit den Azimutinformationen synchronisiert, um eine Korrelation mit den Richtdiagramminformationen auszuführen. Somit kann die DOA des über die Richtantenne empfangenen Signals automatisch und genau geschätzt werden.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband aus einer Datenbank erfasst und werden die Richtdiagramminformationen mit den Empfangsdiagramminformationen des über die Richtantenne für das entsprechende Frequenzband, bei dem das Empfangssignal gesendet wurde, empfangenen Signals korreliert, um die DOA des Empfangssignals genau zu schätzen. Gleichzeitig wird die Richtung, in der das Diagramm, das von dem durch Ausführen der Korrelation erhaltenen Ergebnis abhängt, zu einem Spitzenwert wird, d. h., der Azimut, zur DOA des Empfangssignals. Insbesondere wird das Empfangssignal mit den Richtungsinformationen der Richtantenne synchronisiert und werden die Seitenkeulen und eine Rückwärtskeule sowie eine Hauptkeule in Signalbündeln des Empfangssignals in Abhängigkeit von den Richtdiagramminformationen der Richtantenne korreliert, was es ermöglicht, die DOA des Empfangssignals genauer zu schätzen.
Mit anderen Worten, das Empfangssignal wird mit den Richtungsinformationen der Richtantenne, die durch den elektronischen Kompass gemessen werden, synchronisiert, und die DOA des Empfangssignals wird unter Verwendung der aus der Datenbank erfassten Richtcharakteristikinformationen der Richtantenne, d. h. durch Korrelieren des synchronisierten Empfangssignals mit den Richtungsinformationen, genau geschätzt. Gleichzeitig werden die Stärke des über die Richtantenne empfangenen Signals, die Richtungsinformationen der Richtantenne und die Richtcharakteristikinformationen der Richtantenne verwendet, um die DOA-Informationen des Empfangssignals auszukoppeln und anzuzeigen.
Darüber hinaus wird die DOA eines Empfangssignals in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Korrelationsverfahrens in einem räumlichen Gebiet, in dem ein RF-Signal gesendet/empfangen wird, geschätzt. Gleichzeitig berechnet die Raummodellierung durch das Korrelationsverfahren unter Verwendung einer Rauschfilterungscharakteristik für ein Antennenantwortverhalten eines Empfangssignals einen Korrelationsgrad für einen Antennenempfangsgewinnvektor, d. h. ein Azimut-Empfangsstärke-Spektrum-Diagramm, und koppelt einen Korrelationskoeffzienten für den Empfangsazimut des Empfangssignals aus, um die DOA des Empfangssignals zu schätzen. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden das Richtdiagramm der Richtantenne für jedes Frequenzband in Bezug auf die DOA und ein Azimut-Empfangsstärke-Spektrum als das oben beschriebene Korrelationsverfahren verwendet, ohne eine Korrelationsmatrix für Antennenelemente der Richtantenne, die in einem räumlichen Gebiet angeordnet sind, zu verwenden. Gleichzeitig wird die DOA des Empfangssignals durch Betrachtung der durch eine Polarisation des Signals verursachten Signalverzerrung geschätzt und wird ein Antwortverhalten der Empfangsantenne, d. h. eine Richtcharakteristik der Empfangsantenne für jede mögliche DOA, d. h. für jeden Azimut, bei der bzw. bei dem ein Signal über die Richtantenne empfangen werden kann, als ein Antennenrichtdiagramm oder Azimutspektrumvektor definiert, um einen Korrelationskoeffizienten zu berechnen. Daraufhin wird die DOA des Empfangssignals geschätzt. Anhand von 1 wird nun eine Signalschätzvorrichtung in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das schematisch die Architektur der Signalschätzvorrichtung in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
In 1 ist die Signalschätzvorrichtung zum Schätzen einer DOA 104 eines von einem vorgegebenen Sender, der als eine Sendequelle dient, gesendeten RF-Signals, d. h. eines Empfangssignals 102, konfiguriert, und enthält sie eine Empfangseinheit 110 und eine Mess- und Verarbeitungseinheit 120. Die Empfangseinheit 110 ist zum Empfangen des Signals 102 konfiguriert. Die Mess- und Verarbeitungseinheit 120 ist zum Messen und Verarbeiten des Empfangssignals 102, um die DOA 104 des über die Empfangseinheit 110 empfangenen Signals 102 zu schätzen, konfiguriert.
Die Empfangseinheit 110 enthält eine Richtantenne 112 und einen elektronischen Kompass 114. Die Richtantenne 112 ist zum Empfangen des Signals 102 in einem räumlichen Gebiet konfiguriert. Der elektronische Kompass 114 ist mit der Richtantenne 112 integriert, um die Richtungsinformationen der Richtantenne 112, d. h. den Azimut, zu empfangen. Die Richtantenne 112 empfängt das Signal 102 in einem räumlichen Gebiet in Reaktion auf eine Empfangssignalwellenfront 106 in Abhängigkeit von der DOA 104 des Empfangssignals 102.
Die Mess- und Verarbeitungseinheit 120 ist zum Erfassen von Charakteristikinformationen der Richtantenne 112, d. h. von Richtdiagramminformationen aus einer Datenbank, zum Synchronisieren des über die Richtantenne 112 empfangenen Signals 102 mit dem durch den elektronischen Kompass 114 gemessenen Azimut der Richtantenne 112 und daraufhin zum Korrelieren von Empfangsdiagramminformationen des synchronisierten Empfangssignals mit den Richtdiagramminformationen und dadurch zum Schätzen der DOA 104 konfiguriert. Anhand von 2 wird nun die Signalschätzvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
2 ist ein Diagramm, das schematisch die Architektur der Signalschätzvorrichtung in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die Signalschätzvorrichtung in 2 enthält eine Empfangseinheit 210, eine Messeinheit 220 und eine Korrelationseinheit 230. Die Empfangseinheit 210 ist zum Empfangen eines von einem Sender gesendeten Signals über eine Richtantenne konfiguriert. Die Messeinheit 220 ist zum Messen eines Antwortverhaltens des Empfangssignals konfiguriert. Die Korrelationseinheit 230 ist zum Korrelieren des Antwortverhaltens des Empfangssignals mit einem Antwortverhalten, das auf Richtdiagramminformationen der Richtantenne beruht, und zum Schätzen der DOA des Empfangssignals konfiguriert. Die Korrelationseinheit 230 enthält einen Multiplizierer 235, der zum Berechnen eines Korrelationskoeffizienten zwischen dem Antwortverhalten des Empfangssignals und dem Antwortverhalten, das auf den Richtdiagramminformationen der Richtantenne beruht, konfiguriert ist, und schätzt eine Richtung, in der der durch den Multiplizierer 235 berechnete Korrelationskoeffzient zu einem Spitzenwert, d. h. zu einem Azimut wird, als die DOA des Empfangssignals.
Wie oben beschrieben wurde, berechnet die Signalschätzvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Korrelationskoeffzienten dadurch, dass sie ein Antwortverhalten der Empfangsantenne für jede mögliche DOA, d. h. die Richtcharakteristik der in der Empfangseinheit 210 empfangenen Richtantenne, als ein Antennenstrahlungsdiagramm oder als einen Azimutspektrumvektor definiert. Die Signalschätzvorrichtung kann hier als eine Funktion x(f) mit einer Charakteristik eines Mittelwerts E(x(t1)) = E(x(t2)) von Antennenantworten für die jeweiligen Azimute der Richtantenne als ein lineares zeitinvariantes Antennensystem ausgedrückt werden.
Somit sind, wenn die wie in 2 dargestellte Signalschätzvorrichtung die DOA eines Empfangssignals in einem vorgegebenen Frequenzband schätzt, ein Antwortverhaltenswert x(θ) des Azimuts der Antenne in Bezug auf eine wahre Richtung in einem vorgegebenen Frequenzband eines Empfangssignals in einer idealen Umgebung und ein Antwortverhaltenswert y(0) des Azimuts der Antenne in Bezug auf eine Einfallsrichtung eines Empfangssignals in einer realen Kommunikationsumgebung linear zeitinvariant. Dementsprechend sagt die Signalschätzvorrichtung aus einem relativen Korrelationskoeffizienten für die wahre Richtung von einem Korrelationsantwortverhaltenswert R_XY(θ) zwischen dem Empfangssignal in der idealen Umgebung und dem Empfangssignal in der realen Kommunikationsumgebung einen Korrelationskoeffizienten für den Azimut θ der DOA voraus und schätzt die DOA des Empfangssignals.
Da der Azimut θ der über das Korrelationsverfahren durch die Signalschätzvorrichtung geschätzten DOA über die Korrelation in Anbetracht von in der realen Kommunikationsumgebung vorhandenem Antennenansprechrauschen geschätzt wird, werden die Schätzgenauigkeit und -präzision verbessert. Darüber hinaus berechnet der Multiplizierer 235 der Korrelationseinheit 230 in der Signalschätzvorrichtung den Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) zwischen dem Empfangssignal in der idealen Umgebung und dem Empfangssignal in der realen Kommunikationsumgebung, wobei ein Azimut θ, bei dem der Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) zu einem Spitzenwert wird, d. h. ein Azimut der maximalen Korrelation, als die DOA des Empfangssignals geschätzt wird. Der Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) kann hier als die folgenden Gleichungen 1 und 2 ausgedrückt werden. $R_{XY} (θ) = R_{XY} (θ) \cdot h (θ)$
$R_{XY} (θ) = \int_{- \infty}^{0} R_{XY} (θ - θ_{1}) h (θ_{1}) d θ_{1}$
Wie in Gleichung 1 und 2 gezeigt ist, werden der durch Korrelation zwischen dem Azimut-Antwortverhaltenswert X(θ) in der idealen Kommunikationsumgebung für jede Wellenlänge oder für jedes Frequenzband berechnete Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ), d. h. der Azimut-Antwortverhaltenswert X(θ) der Richtantenne in der idealen Kommunikationsumgebung, und der Azimut-Antwortverhaltenswert Y(θ) der linear zeitinvarianten Richtantenne in der realen Kommunikationsumgebung, d. h. der Azimut-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne für das Empfangssignal in der realen Kommunikationsumgebung, durch eine Korrelationsfunktion auf der Grundlage einer Azimutansprechfunktion h(0) der Richtantenne entschieden.
Somit schätzt die Signalschätzvorrichtung die DOA des Empfangssignals unter Verwendung der Korrelation zwischen dem Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne in Bezug auf die DOA des über die Richtantenne empfangenen Signals und dem Azimut-Antwortverhaltenswert X(θ) der idealen Richtantenne. Der Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne in Bezug auf die DOA des über die Richtantenne empfangenen Signals wird hier aus den mit den Richtungsinformationen der Richtantenne, die durch den elektronischen Kompass gemessen werden, synchronisierten Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals erfasst, und der Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert X(θ) der idealen Richtantenne wird aus den Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband erfasst.
Darüber hinaus wird eine von dem Empfangssignal gemessene Datenstichprobe, z. B. die Stärke und die Phase des Empfangssignals, verwendet, um aus dem Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XX(θ), der durch die Korrelation zwischen dem Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert X(θ) in der idealen Kommunikationsumgebung für jedes Frequenzband berechnet wurde, und dem Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne einen Korrelationsgrad ρ_XY zu bestimmen. Mit anderen Worten, es werden die Schätzgenauigkeit und die Schätzpräzision der DOA des Empfangssignals, die aus dem Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XX(θ) geschätzt wird, bestimmt. Der Korrelationsgrad ρ_XY kann hier als die folgende Gleichung 3 ausgedrückt werden. $ρ_{XY} = \frac{E {(X - μ_{X}) (Y - μ_{Y})}}{σ_{X} σ_{Y}} = \frac{σ_{XY}}{σ_{X} σ_{Y}}$
In Gleichung 3 repräsentiert E eine Berechnungsfunktion zum Berechnen eines Schätzwerts der DOA des Empfangssignals, der aus dem Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XX(θ) geschätzt wird, repräsentiert µ einen Durchschnitt oder einen repräsentativen Wert des Azimut-Antwortverhaltenswerts X(θ) und des Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswerts Y(θ), repräsentiert σ eine Standardabweichung zwischen dem Azimut-Antwortverhaltenswert X(θ) und dem Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert Y(θ) und repräsentiert σ_XY einen Korrelationskoeffizienten der Strahlungscharakteristik zwischen dem Azimut-Antwortverhaltenswert X(θ) und dem Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert Y(θ). Somit fällt ein Empfangsazimutvektor des über die Richtantenne empfangenen Signals mit dem Richtdiagrammwert der Richtantenne zusammen, während sich der Korrelationskoeffizient σ_XY eins annähert. Mit anderen Worten, während sich der aus dem Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XX(θ) geschätzte Schätzwert der DOA des Empfangssignals eins annähert, fällt die geschätzte DOA des Empfangssignals mit der Signalrichtung eines real empfangenen Signals zusammen. Anhand von 3 bis 11 wird nun der Betrieb zum Schätzen der DOA eines Empfangssignals in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
3 bis 11 sind Diagramme zur Erläuterung der DOA-Schätzung eines Empfangssignals in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 veranschaulicht schematisch die Architektur der Signalschätzvorrichtung zum Schätzen der DOA eines Empfangssignals. 4 zeigt Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband. 5 zeigt Empfangsdiagramminformationen eines über die Richtantenne empfangenen Signals. 6 und 7 zeigen ein Ergebnis der Korrelation zum Schätzen der DOA eines Empfangssignals. 8 und 9 zeigen Antennendiagramme, die den Richtdiagramminformationen entsprechen. 10 zeigt ein Empfangssignaldiagramm, das den Empfangsdiagramminformationen entspricht.
11 zeigt eine Empfangssignalcharakteristik in einer in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Korrelation geschätzten DOA.
Anhand von 3 bis 11 enthält die Signalschätzvorrichtung eine Richtantenne 302, eine Umsetzeinheit 310, eine Basisbandsignal-Verarbeitungseinheit 312, eine I/Q-Signal-Verarbeitungseinheit 314 und eine Empfangssignalstärkeangabe-Messeinheit (RSSI-Messeinheit) 316. Die Richtantenne 302 ist zum Empfangen eines von einem Sender in einem räumlichen Gebiet gesendeten RF-Signals konfiguriert. Die Umsetzeinheit 310 ist zum Abwärtsumsetzen des von der Richtantenne 302 empfangenen RF-Signals in ein Basisbandsignal konfiguriert. Die Basisbandsignal-Verarbeitungseinheit 312 ist zum Verarbeiten des abwärts umgesetzten Basisbandsignals konfiguriert. Die I/Q-Signal-Verarbeitungseinheit 314 ist zum Verarbeiten eines I/Q-Signals des Basisbandsignals konfiguriert. Die RSSI-Messeinheit 316 ist zum Messen der Stärke des Basisbandsignals, z. B. einer RSSI eines Empfangssignals, konfiguriert.
Der elektronische Kompass ist in der Signalschätzvorrichtung mit der Richtantenne 302 integriert und misst den Azimut der Richtantenne 302, um Richtungsinformationen der Richtantenne 302 zu erzeugen. Darüber hinaus enthält die Signalschätzvorrichtung eine Azimutempfangseinheit 304, eine Vorrichtungseinheit 306 und eine Synchronisationseinheit 318. Die Azimutempfangseinheit 304 ist zum Empfangen des Azimuts der Richtantenne 302 als Richtungsinformationen der Richtantenne 302 konfiguriert. Die Vorrichtungseinheit 306 enthält externe Vorrichtungen, die zum Empfangen eines GPS-Signals zum Synchronisieren des über die Richtantenne 302 empfangenen Signals und zum Erfassen eines Bilds des Empfangssignals konfiguriert sind. Die Synchronisationseinheit 318 ist zum Synchronisieren von Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals mit dem Azimut der Richtantenne 302 konfiguriert.
Ferner enthält die Signalschätzvorrichtung eine Datenbank (Speichereinheit) 324, eine Korrelationseinheit 320 und eine Anzeigeeinheit 326. Die Speichereinheit 324 ist zum Speichern von Richtdiagramminformationen der Richtantenne 302 für jedes Frequenzband als einen Azimut-Antwortverhaltenswert X(θ) der Richtantenne 302 für jede Wellenlänge oder für jedes Frequenzband in einer idealen Kommunikationsumgebung konfiguriert. Die Korrelationseinheit 320 ist zum Korrelieren von Diagramminformationen des synchronisierten Empfangssignals, d. h. eines Azimut-Antwortverhaltenswerts Y(θ) der Richtantenne in einer realen Kommunikationsumgebung, mit den Richtdiagramminformationen, d. h. mit dem Azimut-Antwortverhaltenswert X(θ), konfiguriert. Die Anzeigeeinheit 326 ist zum Anzeigen eines durch Korrelieren der Diagramminformationen des synchronisierten Empfangssignals mit den Richtdiagramminformationen erhaltenen Ergebniswerts, z. B. des Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswerts R_XY(θ) zum Schätzen der DOA des Empfangssignals, konfiguriert. Die Anzeigeeinheit 326 zeigt hier den Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) für jeden Azimut an, und die Signalschätzvorrichtung schätzt einen Azimut θ, bei dem der Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) zu einem Spitzenwert wird, d. h. einen Azimut der maximalen Korrelation, als die DOA des Empfangssignals und gibt daraufhin den geschätzten Azimut über die Anzeigeeinheit 326 aus.
Die Umsetzeinheit 310 setzt das über die Richtantenne 302 empfangene RF-Signal in ein Basisband abwärts um, und die Basisbandsignal-Verarbeitungseinheit 312 verarbeitet das Basisbandsignal durch Umsetzen und Filtern des Basisbandsignals aus einer analogen Form in eine digitale Form.
Die I/Q-Signal-Verarbeitungseinheit 314 verarbeitet das Empfangssignal zu einem I/Q-Signal. Gleichzeitig misst die I/Q-Signal-Verarbeitungseinheit 314 den Betrag und die Phase des I/Q-Signals. Das heißt, die I/Q-Signal-Verarbeitungseinheit 314 erfasst Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals und berechnet somit den Azimut-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne 302 in der realen Kommunikationsumgebung.
Die RSSI-Messeinheit 316 misst eine RSSI als die Stärke des Empfangssignals, erfasst über die RSSI die Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals und berechnet den Azimut-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne 302 in der realen Kommunikationsumgebung.
Die Azimutempfangseinheit 304 empfängt die Richtungsinformationen der durch den elektronischen Kompass gemessenen und erfassten Richtinformationen 302, d. h. den Azimut der Richtantenne 302, wobei der Azimut der Richtantenne 302 wie oben beschrieben zum Synchronisieren des Empfangssignals verwendet wird. Die über die Vorrichtungseinheit 306 erfassten Informationen, z. B. das GPS-Signal und das erfasste Bild, können hier zum Synchronisieren des Empfangssignals weiter verwendet werden.
Die Synchronisationseinheit 318 synchronisiert die durch die I/Q-Signal-Verarbeitungseinheit 314 oder durch die RSSI-Messeinheit 316 erfassten Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals, d. h. den Azimut-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne 302 in der realen Kommunikationsumgebung, mit dem Azimut der Richtantenne 302. Anhand von 5 können hier die mit dem Azimut der Richtantenne 302 synchronisierten Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals durch eine Nachschlagetabelle der Azimutstrahlungsvektoren dargestellt werden. Darüber hinaus wird anhand von 10 das mit dem Azimut der Richtantenne 302 synchronisierte Empfangsdiagramm des Empfangssignals für jeden Azimut durch eine Signalbündelkeule 1000 mit einer vorgegebenen Form dargestellt. Wegen einer Wirkung von Rauschen oder dergleichen weist die Signalbündelkeule 1000 keine feste Signalbündelkeulenform auf. Das heißt, die mit dem Azimut der Richtantenne 302 synchronisierten Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals enthalten einen Betrag als die Stärke des Signals für jeden Azimut.
Die Speichereinheit 324, die als eine Datenbank dient, speichert für jedes Frequenzband die Richtdiagramminformationen der Richtantenne 302. Die Richtdiagramminformationen der Richtantenne 302 für jedes Frequenzband enthalten hier den Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert X(θ) der idealen Richtantenne als ein Antennendiagramm für ein vorgegebenes Signal für jedes Frequenzband der Richtantenne 302 in der idealen Kommunikationsumgebung. Anhand von 4 werden die Richtdiagramminformationen der Richtantenne 302 für jedes Frequenzband als Azimutstrahlungsvektoren in einer Nachschlagetabelle zuvor gemessen und in der Speichereinheit 324 gespeichert. Darüber hinaus kann das Richtdiagramm der Richtantenne 302 für jedes Frequenzband wie in 8 gezeigt bei jedem Azimut durch eine Hauptkeule 800 dargestellt werden oder wie in 9 gezeigt bei jedem Azimut durch eine Hauptkeule 910, durch Nebenkeulen 930 und 940 und durch eine Rückwärtskeule 920 dargestellt werden. Das heißt, die Richtdiagramminformationen der Richtantenne 302 für jedes Frequenzband enthalten bei jedem Azimut einen Betrag als die Stärke des Signals.
Die Korrelationseinheit 320 korreliert die mit dem Azimut der Richtantenne 302 synchronisierten Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals, die von der Synchronisationseinheit 318 erfasst werden, mit den Richtdiagramminformationen der Richtantenne 302 für jedes Frequenzband, die von der Speichereinheit 324 erfasst werden. Die Korrelationseinheit 320 enthält hier einen Multiplikator 322, der zum Multiplizieren des Azimut-Antwortverhaltenswerts Y(θ) der Richtantenne 302 in der echten Kommunikationsumgebung, der mit dem Azimut der Richtantenne 302 synchronisiert ist, mit dem Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert X(θ) der idealen Richtantenne konfiguriert ist. Der Multiplikator 322 berechnet den Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) über die Korrelation zwischen dem Azimut-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne 302 in der realen Kommunikationsumgebung, der mit dem Azimut der Richtantenne 302 synchronisiert ist, und dem Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert X(θ) der idealen Richtantenne.
Die Anzeigeeinheit 326 gibt den durch die Korrelationseinheit 320 berechneten Ergebniswert der Korrelation zwischen dem Azimut-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne 302 in der realen Kommunikationsumgebung, der mit dem Azimut der Richtantenne 302 synchronisiert ist, und dem Azimut-Empfangs-Antwortverhaltenswert X(θ) der idealen Richtantenne, d. h. den Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ), aus. Darüber hinaus gibt die Anzeigeeinheit 326 unter Verwendung des Ergebniswerts der Korrelation zwischen den Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals und den Richtdiagramminformationen der Richtantenne 302 für jedes Frequenzband bei jedem Azimut wie in 6 gezeigt den Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) als ein Azimut-Korrelations-Spektrum aus. Darüber hinaus gibt die Anzeigeeinheit 326 bei jedem Azimut wie in 7 gezeigt den Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) als ein DOA-Schätzspektrum aus, um die DOA des Empfangssignals zu schätzen. Das heißt, die Anzeigeeinheit 326 gibt einen Azimut, bei dem der Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) zu einem Spitzenwert wird, als die DOA des Empfangssignals aus.
Die Signalschätzvorrichtung schätzt den Azimut θ, bei dem der Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) in dem Azimut-Korrelations-Spektrum aus 6 oder in dem DOA-Schätzspektrum aus 7 zu einem Spitzenwert 600 oder 700 wird, d. h. den Azimut der maximalen Korrelation, als die DOA des Empfangssignals. Darüber hinaus ist das Empfangsdiagramm des Empfangssignals in der als der Azimut der maximalen Korrelation geschätzten DOA wie in 11 gezeigt als eine Hauptkeule 1100 mit einer scharfen Form dargestellt. Das heißt, während das Empfangsdiagramm des Empfangssignals in der geschätzten DOA wie in 11 gezeigt als die Hauptkeule 1100 mit einer scharfen Form dargestellt ist, bestimmt die Signalschätzvorrichtung, dass sie die DOA des Empfangssignals genau geschätzt hat. Mit anderen Worten, während sich der Korrelationskoeffizient ρ_XY eins annähert, fallen der Empfangs-Azimut-Vektor des über die Richtantenne empfangenen Signals und der Richtungscharakteristikwert der Richtantenne zusammen. Darüber hinaus fallen die geschätzte DOA des Empfangssignals und die DOA eines realen Empfangssignals zusammen, während sich die aus dem Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) geschätzte DOA des Empfangssignals eins annähert. Dementsprechend ist das Empfangsdiagramm des Empfangssignals in der geschätzten DOA wie in 11 gezeigt als eine Hauptkeule 1100 mit einer scharfen Form dargestellt. Im Ergebnis schätzt die Signalschätzvorrichtung die DOA des Empfangssignals genau und empfängt ein Empfänger Daten in Übereinstimmung mit der geschätzten DOA. Somit wird die Datenempfangsleistung verbessert. Anhand von 12 wird nun der Betrieb des Schätzens des DOA eines Empfangssignals in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
12 ist ein Ablaufplan, der den DOA-Schätzprozess der Signalschätzvorrichtung in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 12 gezeigt ist, werden in einem Schritt S1210 Antennencharakteristikinformationen für jedes Frequenzband der Richtantenne, die ein von einem Sender in einem räumlichen Gebiet gesendetes RF-Signal empfängt, erfasst. Die Antennencharakteristikinformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband enthalten hier Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband als einen Azimut-Antwortverhaltenswert X(θ) in einer idealen Kommunikationsumgebung.
In Schritt S1220 werden ein Azimut des über die Richtantenne empfangenen Signals, d. h. ein Azimut der Richtantenne, und die Stärke des Empfangssignals gemessen. Während die Richtantenne hier das Empfangssignal empfängt, wird der Azimut des Empfangssignals über den Azimut der Richtantenne erfasst, wobei der Azimut der Richtantenne wie oben beschrieben über einen elektronischen Kompass gemessen wird. Darüber hinaus wird die Stärke des Empfangssignals durch Messen der Stärke eines I/Q-Signals von dem Empfangssignal oder von einer RSSI des Empfangssignals erfasst, wobei sie zu den Diagramminformationen des Empfangssignals als ein Azimutantwortcharakteristikwert Y(θ) der Richtantenne in einer realen Kommunikationsumgebung wird. Gleichzeitig werden die Diagramminformationen des Empfangssignals, d. h. der Azimut-Antwortverhaltenswert Y(0) der Richtantenne in der realen Kommunikationsumgebung, mit dem Azimut der Richtantenne synchronisiert.
Bei Schritt S1230 werden die mit dem Azimut der Richtantenne synchronisierten Diagramminformationen des Empfangssignals, d. h. der Azimut-Antwortverhaltenswert Y(θ) der Richtantenne in der realen Kommunikationsumgebung, und die Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband, d. h. der Azimut-Antwortverhaltenswert X(θ) in der idealen Kommunikationsumgebung, korreliert, um einen Korrelationskoeffizienten des Empfangssignals, d. h. einen Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ), zu berechnen.
In Schritt S1240 wird über den berechneten Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) die DOA des Empfangssignals geschätzt Ein Azimut θ, bei dem der Azimut-Korrelations-Antwortverhaltenswert R_XY(θ) zu einem Spitzenwert wird, d. h. ein Azimut maximaler Korrelation, wird hier als die DOA des Empfangssignals geschätzt.
In Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Signalschätzvorrichtung mit einer einfachen Architektur, die die Richtantenne und den Signalprozessor in einem Kommunikationssystem enthält, zum Ausführen einer Korrelation an einem Empfangssignal und dadurch zum automatischen, genauen und schnellen Schätzen der DOA des Empfangssignals verwendet. Dementsprechend wird der Ort des Senders, der das Empfangssignal an den Empfänger gesendet hat, geschätzt, und empfängt der Empfänger Daten in Übereinstimmung mit der geschätzten DOA des Empfangssignals, wodurch die Datenempfangsleistung des Empfängers verbessert werden kann.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist für den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem wie in den folgenden Ansprüchen definierten Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Signalschätzvorrichtung, die eine Ankunftsrichtung (DOA) eines empfangenen Signals in einem Kommunikationssystem schätzt, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Richtantenne, die zum Empfangen eines von einem Sender gesendeten Signals konfiguriert ist; eine Speichereinheit, die zum Speichern von Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband konfiguriert ist; eine Verarbeitungseinheit, die zum Erfassen von Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals konfiguriert ist; eine Korrelationseinheit, die zum Korrelieren der Richtdiagramminformationen mit den Empfangsdiagramminformationen und zum Berechnen eines Korrelationskoeffizienten konfiguriert ist; und eine Anzeigeeinheit, die zum Ausgeben der DOA des Empfangssignals mittels des Korrelationskoeffizienten konfiguriert ist; wobei die Richtdiagramminformationen einen Azimut-Antwortverhaltenswert der Richtantenne für jedes Frequenzband in einer idealen Kommunikationsumgebung umfassen.
Signalschätzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals einen Azimut-Antwortverhaltenswert der Richtantenne für das Empfangssignal in einer realen Kommunikationsumgebung umfassen.
Signalschätzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Korrelationseinheit einen Multiplikator umfasst, der zum Berechnen des Korrelationskoeffizienten durch Multiplizieren des Azimut-Antwortverhaltenswerts der Richtantenne in der idealen Kommunikationsumgebung mit dem Azimut-Antwortverhaltenswert der Richtantenne für das Empfangssignal in der realen Kommunikationsumgebung konfiguriert ist.
Signalschätzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit die Stärke des Empfangssignals bei jedem Azimut der Richtantenne, bei dem das Empfangssignal empfangen wird, berechnet und die Empfangsdiagramminformationen unter Verwendung der Stärke des Empfangssignals bei jedem Azimut der Richtantenne als eine Nachschlagetabelle eines Azimutstrahlungsvektors erfasst.
Signalschätzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Speichereinheit die Richtdiagramminformationen als eine Nachschlagetabelle eines für jedes Frequenzband bei jedem Azimut der Richtantenne, bei dem das Empfangssignal empfangen wird, gemessenen Azimutstrahlungsvektors speichert.
Signalschätzvorrichtung nach Anspruch 5, wobei ein Richtdiagramm der Richtantenne in den Richtdiagramminformationen bei jedem Azimut ein Signalbündel mit einer Hauptkeule, einer Nebenkeule und einer Rückwärtskeule umfasst.
Signalschätzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Korrelationseinheit den Korrelationskoeffizienten bei jedem Azimut der Richtantenne berechnet, und die Anzeigeeinheit einen Azimut maximaler Korrelation, bei dem der bei jedem Azimut der Richtantenne berechnete Korrelationskoeffizient zu einem Spitzenwert wird, als die DOA des Empfangssignals ausgibt.
Signalschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die ferner umfasst: einen Kompass, der zum Messen eines Azimuts der Richtantenne konfiguriert ist; und eine Synchronisationseinheit, die zum Synchronisieren der Empfangsdiagramminformationen mit dem Azimut der Richtantenne konfiguriert ist, wobei die Korrelationseinheit den Korrelationskoeffizienten durch Korrelieren der Richtdiagramminformationen mit den synchronisierten Empfangsdiagramminformationen berechnet.
Signalschätzverfahren, das eine Ankunftsrichtung (DOA) eines empfangenen Signals in einem Kommunikationssystem schätzt, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines von einem Sender gesendeten Signals über eine Richtantenne; Messen eines Azimuts der Richtantenne; Erfassen von Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband und von Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals; Synchronisieren der Empfangsdiagramminformationen mit dem Azimut der Richtantenne; und Schätzen der DOA des Empfangssignals durch Korrelieren der Richtdiagramminformationen mit den synchronisierten Empfangsdiagramminformationen; wobei die Richtdiagramminformationen einen Azimut-Antwortverhaltenswert der Richtantenne für jedes Frequenzband in einer idealen Kommunikationsumgebung umfassen.
Signalschätzverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals einen Azimut-Antwortverhaltenswert der Richtantenne für das Empfangssignal in einer realen Kommunikationsumgebung umfassen.
Signalschätzverfahren nach Anspruch 10, bei dem beim Schätzen der DOA des Empfangssignals durch Korrelieren der Richtdiagramminformationen mit den synchronisierten Empfangsdiagramminformationen der Azimut-Antwortverhaltenswert der Richtantenne in der idealen Kommunikationsumgebung mit dem Azimut-Antwortverhaltenswert der Richtantenne in der realen Kommunikationsumgebung multipliziert wird, um die Richtdiagramminformationen mit den synchronisierten Empfangsdiagramminformationen zu korrelieren.
Signalschätzverfahren nach Anspruch 9, bei dem beim Erfassen der Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband und der Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals die Stärke des Empfangssignals bei jedem Azimut der Richtantenne, bei dem das Empfangssignal empfangen wird, berechnet wird und die Empfangsdiagramminformationen aus der Stärke des Empfangssignals bei jedem Azimut der Richtantenne erfasst werden.
Signalschätzverfahren nach Anspruch 9, bei dem beim Erfassen der Richtdiagramminformationen der Richtantenne für jedes Frequenzband und der Empfangsdiagramminformationen des Empfangssignals ein für jedes Frequenzband bei jedem Azimut der Richtantenne, bei dem das Empfangssignal empfangen wird, gemessener Azimutstrahlungsvektor als eine Nachschlagetabelle zum Erfassen der Richtdiagramminformationen verwendet wird.
Signalschätzverfahren nach Anspruch 9, bei dem beim Schätzen der DOA des Empfangssignals durch Korrelieren der Richtdiagramminformationen mit den synchronisierten Empfangsdiagramminformationen ein Azimut der maximalen Korrelation, bei dem ein bei jedem Azimut der Richtantenne durch Korrelieren der Richtdiagramminformationen mit den synchronisierten Empfangsdiagramminformationen berechneter Korrelationskoeffizient zu einem Spitzenwert wird, als die DOA des Empfangssignals geschätzt wird.