基于改进二维MUSIC算法的蓝牙信号到达角估计

摘要：

蓝牙技术联盟在蓝牙5.1规范引入寻向功能,为大幅提升蓝牙定位技术的精度提供了新的解决途径,但并未对信号的角度测量算法提供统一方案.针对低功耗蓝牙在室内环境多径干扰下到达角估计困难这一问题,提出了一种面向矩形阵列的改进二维MUSIC算法,通过对矩形阵列天线阵元进行二次划分,采用前后向平滑的方法修正一维子阵的协方差矩阵,再利用接收信号矩阵的广义逆求出各个子阵协方差的关系,从而修正整个阵列接收信号的协方差矩阵.该算法在没有降低信号协方差矩阵维数的同时,恢复了信号协方差矩阵的秩,有效抑制室内多径信源引起的干扰.经过仿真实验,证明了本文算法在低快拍数、低信噪比的情况下对角度估计的精度有着较大改善.并设计了相应的硬件系统进行室内与室外的实验,结果表明在多径干扰严重的室内定位时定位精度改善更为明显,室内定位圆概率误差降低了 26.75％～60.25％.仿真和现场定位实验证明了本文提出角度估计算法的有效性,该算法对其他应用领域的来波方向估计也具有重要参考意义.

关键词：蓝牙定位、达到角估计、矩形阵列、MUSIC算法

所属期刊栏目：36

分类号：TN96;TN98

资助基金：国家自然科学基金;京津冀协同创新共同体建设专项;河北省自然科学基金重点项目

在线出版日期：2023-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：157-165