DE102011077186B4

DE102011077186B4 - Device and method for estimating the signal in a communication system

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: KR20110134307A; DE102011077186A1

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.

A signal estimation device that estimates a direction of arrival (DOA) of a received signal in a communication system, the device comprising:
a directional antenna configured to receive a signal transmitted from a transmitter;
a storage unit configured to store directional antenna pattern information for each frequency band;
a processing unit configured to acquire reception diagram information of the reception signal;
a correlation unit configured to correlate the directional diagram information with the reception diagram information and to calculate a correlation coefficient; and
a display unit configured to output the DOA of the received signal using the correlation coefficient; wherein the directional diagram information includes an azimuth response value of the directional antenna for each frequency band in an ideal communication environment.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

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.The present application claims priority from Korean Patent Application No. 10-2010-0053928 , filed on June 8, 2010, which is incorporated herein in its entirety by reference.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the Invention

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.Exemplary embodiments of the present invention relate to a communication system; and more particularly, to a signal estimation device and a signal estimation method for estimating the arrival direction (DOA) of a reception signal using a directional antenna in a communication system that transmits and receives a radio frequency signal (RF signal).

Beschreibung des verwandten GebietsDescription of the related area

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.Estimating the DOA of a received signal in a communication system is determining the direction of a signal source by minimizing an error in a signal received by a receiver. The DOA estimate is the subject of an ideal environment for the DOA estimate, such as a signal environment or an antenna reception condition. However, in an environment in which electrical waves are transmitted and received wirelessly, there is signal noise or signal interference caused by one radar pulse or by several reflected waves.

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.That is, the received signal for the DOA estimate in the receiver contains a noise signal caused by noise or interference. When the received signal containing such a noise signal is used to estimate the DOA of the received signal, an error in the DOA estimate occurs because of the noise signal. Thus, the DOA of the received signal is estimated inaccurately due to the error if the receiver e.g. B. receives a signal using a directional antenna based on the estimated DOA. In this case, the data reception performance of the receiver may be reduced.

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.In addition, the receiver estimates the DOA of the received signal using a directional antenna such as a long period dipole antenna, or via an amplitude, phase and frequency method using a difference between signals received by each N antenna. The phase and frequency method here estimates the DOA from a Doppler frequency change using multiple receiving antennas or estimates the DOA using the sum / difference of the phase response behavior or phase difference characteristics for the received signal as a function of a DOA in a plurality of antennas arranged in a predetermined aperture.

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.While in such a DOA estimation method, the plurality of antennas are arranged in the correct form as described above and spaced apart from each other by a predetermined distance, a large DOA estimator with an antenna in fixed form estimates the DOA using the antenna reception response from a transmitter signals sent for several antennas arranged, e.g. B. the receive amplitude characteristic and phase characteristic between the respective antennas. Here, the DOA estimator estimates the DOA by forming bundles of received signals over the plurality of antennas arranged and a phase delay module or a phase delay circuit or a complex signal processing algorithm that uses the reception amplitude characteristics and phase characteristics among the plurality of antennas.

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.In particular, if a DOA is estimated not in a single band but in a broadband, the DOA estimator requires multiple antennas spatially arranged in accordance with a reception wavelength of a reception signal that is within λ / 2, e.g. B. multiple receivers or switching processors, which correspond to the number of antennas arranged, and a fast signal processor to perform signal processing for DOA estimation as described above. As a result, there is a limit in the implementation of the DOA estimator. To overcome this limit, a DOA estimation method has been proposed in which a directional antenna such as a long period dipole antenna, a reflector antenna, a horn antenna or a loop antenna is rotated to measure the signal strength of a received signal, producing an audio signal corresponding to the signal strength is used to approximate the DOA of the received signal. However, this estimation method has a limit when accurately estimating a DOA.

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.From the publication JP S58-113 872 A a measuring device for the direction of an electric wave is known. In it, a correlation detection unit reads stored data of reception levels at different times from a reception level storage unit and determines therefrom the direction of arrival of an electrical wave.

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. There is thus a need for a method that can automatically, accurately and quickly estimate the DOA of a received signal via a DOA estimator with a simple architecture in a communication system.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

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.The invention is defined in independent claims 1 and 9. An embodiment of the present invention is directed to a signal estimation device and to a signal estimation method in a communication system.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Signalschätzvorrichtung und auf ein Signalschätzverfahren gerichtet, die die DOA eines Empfangssignals in einem Kommunikationssystem schätzen.Another embodiment of the present invention is directed to a signal estimation device and a signal estimation method that estimate the DOA of a received signal in a communication system.

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.Another embodiment of the present invention is directed to a signal estimation device and a signal estimation method that automatically, accurately and quickly estimate the DOA of a received signal via a directional antenna and a signal processor in a communication system.

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.Further objects and advantages of the present invention can be understood from the following description and are evident from the embodiments of the present invention. In addition, it will be apparent to those skilled in the art to which the present invention relates that the objects and advantages of the present invention can be accomplished by the means and combinations thereof as claimed.

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 accordance with one embodiment, there is provided a signal estimator that estimates a DOA in a communication system. The signal estimator includes: a directional antenna configured to receive a signal sent from a transmitter; a storage unit configured to store directional antenna pattern information for each frequency band; a processing unit configured to acquire reception diagram information of the reception signal; a correlation unit configured to correlate the directional diagram information with the reception diagram information and to calculate a correlation coefficient; and a display unit configured to output the DOA of the received signal via the correlation coefficient.

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.In accordance with another embodiment, there is provided a signal estimation method that estimates a DOA in a communication system. The signal estimation method includes: receiving a signal sent from a transmitter via a directional antenna; Measuring an azimuth of the directional antenna; Acquiring directional diagram information of the directional antenna for each frequency band and reception diagram information of the received signal; Synchronizing the reception diagram information with the azimuth of the directional antenna; and estimating the DOA of the received signal by correlating the directional diagram information with the synchronized received diagram information.

FigurenlisteFigure list

1 and 2nd 14 are diagrams schematically showing the architecture of a signal estimator in a communication system in accordance with an embodiment of the present invention.
3rd to 11 14 are diagrams explaining the DOA of a reception signal in a communication system in accordance with the embodiment of the present invention.
12th 10 is a flowchart schematically showing a DOA estimation process of the signal estimation device in a communication system in accordance with the embodiment of the present invention.

BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF SPECIFIC EMBODIMENTS

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.Exemplary embodiments of the present invention are described in more detail below with reference to the attached drawing. However, the present invention can be embodied in various forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are shown so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the present invention to those skilled in the art.

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.Exemplary embodiments of the present invention provide a signal estimation device and a signal estimation method for estimating a DOA of a received signal in a communication system. In the embodiments of the present invention, the simple architecture estimator, including a signal processor and a directional antenna, is used to perform signal correlation on a received signal to automatically, accurately, and quickly estimate the DOA of the received signal. Accordingly, the location of a transmitter that sent the signal received by the receiver can be estimated and the receiver receives data in the estimated DOA of the Receive signal, which can improve the data reception performance of the receiver.

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.Furthermore, in the embodiments of the present invention, the DOA of a source of electric waves, i.e. H. estimates the DOA of a signal received by a receiver receiving a radio frequency (RF) signal by a single-channel signal estimator that includes a directional antenna, a signal processor, and an electronic compass. The directional characteristic information of the directional antenna, e.g. B. the directional diagram information for each frequency band, recorded, the directional antenna and the electronic compass are integrated to the directional information of the directional antenna, for. B. to measure an azimuth of the directional antenna. In addition, the signal received via the directional antenna is synchronized with the azimuth information in order to carry out a correlation with the directional diagram information. The DOA of the signal received via the directional antenna can thus be estimated automatically and accurately.

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.In the embodiments of the present invention, the directional pattern information of the directional antenna for each frequency band is acquired from a database, and the directional pattern information is correlated with the reception diagram information of the signal received via the directional antenna for the corresponding frequency band at which the reception signal was transmitted, by the DOA of the reception signal to estimate exactly. At the same time, the direction in which the graph depending on the result obtained by performing the correlation becomes a peak, i.e. i.e., the azimuth, to the DOA of the received signal. In particular, the received signal is synchronized with the directional information of the directional antenna, and the side lobes and a backward lobe and a main lobe are correlated in signal bundles of the received signal as a function of the directional diagram information of the directional antenna, which makes it possible to estimate the DOA of the received signal more accurately.

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.In other words, the received signal is synchronized with the directional information of the directional antenna measured by the electronic compass, and the DOA of the received signal is determined using the directional information of the directional antenna acquired from the database, i.e. H. by correlating the synchronized received signal with the directional information. At the same time, the strength of the signal received via the directional antenna, the directional information of the directional antenna and the directional characteristic information of the directional antenna are used to decouple and display the DOA information of the received signal.

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.Furthermore, the DOA of a received signal is estimated in the embodiments of the present invention using a correlation method in a spatial area in which an RF signal is transmitted / received. At the same time, the spatial modeling by the correlation method using a noise filtering characteristic for an antenna response behavior of a received signal calculates a degree of correlation for an antenna reception gain vector, ie an azimuth reception strength spectrum diagram, and couples out a correlation coefficient for the received azimuth of the received signal in order to estimate the DOA of the received signal . In the embodiment of the present invention, the directional pattern of the directional antenna for each frequency band with respect to the DOA and an azimuth reception strength spectrum is used as the correlation method described above, without a correlation matrix for antenna elements of the directional antenna arranged in a spatial area use. At the same time, the DOA of the received signal is estimated by considering the signal distortion caused by polarization of the signal, and a response behavior of the receiving antenna, that is, a directional characteristic of the receiving antenna for every possible DOA, that is to say for each azimuth, at which a signal is transmitted via the directional antenna can be received as an antenna pattern or azimuth spectrum vector defined to calculate a correlation coefficient. The DOA of the received signal is then estimated. Based on 1 a signal estimator in a communication system in accordance with an embodiment of the present invention will now be described in detail.

1 ist ein Diagramm, das schematisch die Architektur der Signalschätzvorrichtung in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 1 FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the architecture of the signal estimation device in a communication system in accordance with the embodiment of the present invention.

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.In 1 is the signal estimator for estimating a DOA 104 an RF signal transmitted by a predetermined transmitter, which serves as a transmission source, ie a received signal 102 , configured, and it contains a receiving unit 110 and a measuring and processing unit 120 . The receiving unit 110 is for receiving the signal 102 configured. The measuring and processing unit 120 is for measuring and processing the received signal 102 to the DOA 104 the via the receiving unit 110 received signal 102 to appreciate, configured.

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.The receiving unit 110 contains a directional antenna 112 and an electronic compass 114 . The directional antenna 112 is for receiving the signal 102 configured in a spatial area. The electronic compass 114 is with the directional antenna 112 integrated to the directional information of the directional antenna 112 , ie the azimuth. The directional antenna 112 receives the signal 102 in a spatial area in response to a received signal wavefront 106 depending on the DOA 104 of the received signal 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.The measuring and processing unit 120 is for acquiring characteristic information of the directional antenna 112 , ie of directional diagram information from a database, for synchronizing via the directional antenna 112 received signal 102 with that through the electronic compass 114 measured azimuth of the directional antenna 112 and then correlating reception diagram information of the synchronized reception signal with the directional diagram information and thereby estimating the DOA 104 configured. Based on 2nd the signal estimating device according to the embodiment of the present invention will now be described in more detail.

2 ist ein Diagramm, das schematisch die Architektur der Signalschätzvorrichtung in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2nd FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the architecture of the signal estimation device in a communication system in accordance with the embodiment of the present invention.

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.The signal estimator in 2nd contains a receiving unit 210 , a measuring unit 220 and a correlation unit 230 . The receiving unit 210 is configured to receive a signal sent by a transmitter via a directional antenna. The measuring unit 220 is configured to measure a response behavior of the received signal. The correlation unit 230 is configured to correlate the response of the received signal with a response based on directional diagram information of the directional antenna and to estimate the DOA of the received signal. The correlation unit 230 contains a multiplier 235 configured to calculate a correlation coefficient between the response of the received signal and the response based on the directional pattern information of the directional antenna, and estimates a direction in which that by the multiplier 235 calculated correlation coefficient to a peak value, ie to an azimuth, as the DOA of the received signal.

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.As described above, in accordance with the embodiment of the present invention, the signal estimating device calculates the correlation coefficient by having a response behavior of the receiving antenna for every possible DOA, that is, the directivity of those in the receiving unit 210 received directional antenna, defined as an antenna radiation pattern or as an azimuth spectrum vector. The signal estimation device can here be expressed as a function x (f) with a characteristic of an average value E (x (t1)) = E (x (t2)) of antenna responses for the respective azimuths of the directional antenna as a linear time-invariant antenna system.

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.So if the like in 2nd The signal estimation device shown estimates the DOA of a received signal in a predetermined frequency band, a response behavior value x (θ) of the azimuth of the antenna with respect to a true direction in a given frequency band of a received signal in an ideal environment and a response behavior value y (0) of the azimuth of the antenna in Relative to a direction of incidence of a received signal in a real communication environment, linearly time-invariant. Accordingly, from a relative correlation coefficient for the true direction from a correlation response behavior value R _XY (θ) between the received signal in the ideal environment and the received signal in the real communication environment, the signal estimating device predicts a correlation coefficient for the azimuth θ of the DOA and estimates the DOA of the received signal.

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}

Since the azimuth θ of the DOA estimated by the correlation method by the signal estimating device is estimated via the correlation in view of antenna response noise existing in the real communication environment, the estimation accuracy and precision are improved. The multiplier also calculates 235 the correlation unit 230 in the signal estimator, the azimuth correlation response value R _XY (θ) between the reception signal in the ideal environment and the reception signal in the real communication environment, an azimuth θ at which the azimuth correlation response behavior value R _XY (θ) becomes a peak is, ie an azimuth of the maximum correlation, as the DOA of the received signal is estimated. Here, the azimuth correlation response value R _XY (θ) can be expressed as the following

equations

1 and 2.

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.As shown in Equations 1 and 2, the azimuth correlation response value R _XY (θ), ie, the azimuth response value, calculated by correlation between the azimuth response value X (θ) in the ideal communication environment for each wavelength or for each frequency band X (θ) of the directional antenna in the ideal communication environment, and the azimuth response value Y (θ) of the linear time invariants Directional antenna in the real communication environment, that is, the azimuth response value Y (θ) of the directional antenna for the reception signal in the real communication environment, is decided by a correlation function based on an azimuth response function h (0) of the directional antenna.

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.Thus, the signal estimator estimates the DOA of the received signal using the correlation between the azimuth reception response value Y (θ) of the directional antenna with respect to the DOA of the signal received via the directional antenna and the azimuth response value X (θ) of the ideal directional antenna. The azimuth reception response behavior value Y (θ) of the directional antenna with respect to the DOA of the signal received via the directional antenna is acquired here from the reception diagram information of the reception signal synchronized with the directional information of the directional antenna, which is measured by the electronic compass, and the azimuth -Receipt response value X (θ) of the ideal directional antenna is acquired from the directional diagram information of the directional antenna for each frequency band.

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 addition, a data sample measured from the received signal, e.g. B. the strength and phase of the received signal, used to calculate the azimuth correlation response response value R _XX (θ) calculated by the correlation between the azimuth reception response response value X (θ) in the ideal communication environment for each frequency band , and the azimuth reception response value Y (θ) of the directional antenna to determine a degree of correlation ρ _XY . In other words, the estimation accuracy and the estimation precision of the DOA of the received signal, which is estimated from the azimuth correlation response behavior value R _XX (θ), are determined. The degree of correlation ρ _XY can be expressed here as the following equation 3.

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.In Equation 3, E represents a calculation function for calculating an estimate of the DOA of the received signal estimated from the azimuth correlation response value R _XX (θ), µ represents an average or a representative value of the azimuth response value X (θ) and the Azimuth receive response value Y (θ), σ represents a standard deviation between the azimuth response response value X (θ) and the azimuth receive response value Y (θ), and σ _{XY represents} a radiation coefficient correlation coefficient between the azimuth response value X (θ) ) and the azimuth reception response value Y (θ). A reception azimuth vector of the signal received via the directional antenna thus coincides with the directional diagram value of the directional antenna, while the correlation coefficient σ _XY approaches one. In other words, while the estimated value from the azimuth correlation response value R _XX (θ) approaches the DOA of the received signal one, the estimated DOA of the received signal coincides with the signal direction of a real received signal. Based on 3rd to 11 The operation for estimating the DOA of a received signal in accordance with the embodiment of the present invention will now be described in more detail.

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. 3rd to 11 14 are diagrams for explaining the DOA estimate of a received signal in a communication system in accordance with the embodiment of the present invention. 3rd schematically illustrates the architecture of the signal estimator for estimating the DOA of a received signal. 4th shows directional diagram information of the directional antenna for each frequency band. 5 shows reception diagram information of a signal received via the directional antenna. 6 and 7 show a result of the correlation for estimating the DOA of a received signal. 8th and 9 show antenna patterns that correspond to the directional pattern information. 10th FIG. 12 shows a reception signal diagram corresponding to the reception diagram information.

11 zeigt eine Empfangssignalcharakteristik in einer in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Korrelation geschätzten DOA. 11 FIG. 12 shows a received signal characteristic in a DOA estimated in accordance with the result of the correlation.

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.Based on 3rd to 11 the signal estimation device includes a directional antenna 302 , a conversion unit 310 , a baseband signal processing unit 312 , an I / Q signal processing unit 314 and a received signal strength indication measuring unit (RSSI measuring unit) 316 . The directional antenna 302 is configured to receive an RF signal transmitted by a transmitter in a spatial area. The implementation unit 310 is to down-convert the from the directional antenna 302 received RF signal configured into a baseband signal. The baseband signal processing unit 312 is configured to process the down-converted baseband signal. The I / Q signal processing unit 314 is configured to process an I / Q signal of the baseband signal. The RSSI measurement unit 316 is for measuring the strength of the baseband signal, e.g. B. an RSSI of a received signal configured.

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.The electronic compass is in the signal estimation device with the directional antenna 302 integrates and measures the azimuth of the directional antenna 302 , around Directional information of the directional antenna 302 to create. In addition, the signal estimation device includes an azimuth receiving unit 304 , a device unit 306 and a synchronization unit 318 . The azimuth receiving unit 304 is for receiving the azimuth of the directional antenna 302 as directional information of the directional antenna 302 configured. The device unit 306 contains external devices that are used to receive a GPS signal to synchronize via the directional antenna 302 received signal and configured to capture an image of the received signal. The synchronization unit 318 is for synchronizing reception diagram information of the reception signal with the azimuth of the directional antenna 302 configured.

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.Furthermore, the signal estimation device contains a database (storage unit) 324 , a correlation unit 320 and a display unit 326 . The storage unit 324 is for storing directional diagram information of the directional antenna 302 for each frequency band as an azimuth response value X (θ) of the directional antenna 302 configured for any wavelength or frequency band in an ideal communication environment. The correlation unit 320 is configured to correlate diagram information of the synchronized received signal, ie an azimuth response value Y (θ) of the directional antenna in a real communication environment, with the directional diagram information, ie with the azimuth response value X (θ). The display unit 326 is for displaying a result value obtained by correlating the chart information of the synchronized reception signal with the directional chart information, e.g. B. the azimuth correlation response behavior value R _XY (θ) for estimating the DOA of the received signal. Here, the display unit 326 displays the azimuth correlation response value R _XY (θ) for each azimuth, and the signal estimator estimates an azimuth θ at which the azimuth correlation response value R _XY (θ) becomes a peak, that is, an azimuth the maximum correlation as the DOA of the received signal and then gives the estimated azimuth via the display unit 326 out.

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.The implementation unit 310 put that over the directional antenna 302 received RF signal down to baseband, and the baseband signal processing unit 312 processes the baseband signal by converting and filtering the baseband signal from an analog form to a digital 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.The I / Q signal processing unit 314 processes the received signal into an I / Q signal. At the same time, the I / Q signal processing unit measures 314 the amount and phase of the I / Q signal. That is, the I / Q signal processing unit 314 acquires reception diagram information of the reception signal and thus calculates the azimuth response value Y (θ) of the directional antenna 302 in the real communication environment.

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.The RSSI measurement unit 316 measures an RSSI as the strength of the reception signal, acquires the reception diagram information of the reception signal via the RSSI and calculates the azimuth response behavior value Y (θ) of the directional antenna 302 in the real communication environment.

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.The azimuth receiving unit 304 receives the direction information of the direction information measured and acquired by the electronic compass 302 , ie the azimuth of the directional antenna 302 , the azimuth of the directional antenna 302 is used to synchronize the received signal as described above. The one about the device unit 306 recorded information, e.g. B. the GPS signal and the captured image can be used here to synchronize the received signal.

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.The synchronization unit 318 synchronizes that through the I / Q signal processing unit 314 or through the RSSI measuring unit 316 acquired reception diagram information of the reception signal, ie the azimuth response behavior value Y (θ) of the directional antenna 302 in the real communication environment, with the azimuth of the directional antenna 302 . Based on 5 can the ones with the azimuth of the directional antenna 302 synchronized reception diagram information of the reception signal can be represented by a look-up table of the azimuth radiation vectors. In addition, 10th the azimuth of the directional antenna 302 synchronized reception diagram of the reception signal for each azimuth through a bundle of signals 1000 shown with a given shape. Because of an effect of noise or the like, the beam lobe points 1000 no fixed burst shape. That is, the one with the azimuth of the directional antenna 302 synchronized reception diagram information of the reception signal includes an amount as the strength of the signal for each azimuth.

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.The storage unit 324 , which serves as a database, stores the directional pattern information of the directional antenna for each frequency band 302 . The directional diagram information of the directional antenna 302 for each frequency band here contain the azimuth reception response behavior value X (θ) of the ideal directional antenna as an antenna diagram for a given signal for each frequency band of the directional antenna 302 in the ideal communication environment. Based on 4th becomes the directional pattern information of the directional antenna 302 for each frequency band as azimuth radiation vectors in one Lookup table previously measured and in the storage unit 324 saved. In addition, the directional diagram of the directional antenna 302 for each frequency band as in 8th shown by a main lobe at each azimuth 800 be represented or as in 9 shown by a main lobe at each azimuth 910 , through side clubs 930 and 940 and through a backward lobe 920 being represented. That is, the directional pattern information of the directional antenna 302 for each frequency band includes an amount as the strength of the signal at each azimuth.

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.The correlation unit 320 correlates with the azimuth of the directional antenna 302 synchronized reception diagram information of the reception signal by the synchronization unit 318 with the directional diagram information of the directional antenna 302 for each frequency band by the storage unit 324 be recorded. The correlation unit 320 contains a multiplier here 322 to multiply the azimuth response value Y (θ) of the directional antenna 302 in the real communication environment, with the azimuth of the directional antenna 302 is synchronized with the azimuth receive response behavior value X (θ) of the ideal directional antenna. The multiplier 322 calculates the azimuth correlation response value R _XY (θ) using the correlation between the azimuth response value Y (θ) of the directional antenna 302 in the real communication environment, with the azimuth of the directional antenna 302 is synchronized, and the azimuth receive response value X (θ) of the ideal directional antenna.

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.The display unit 326 gives that through the correlation unit 320 calculated result value of the correlation between the azimuth response value Y (θ) of the directional antenna 302 in the real communication environment, with the azimuth of the directional antenna 302 is synchronized, and the azimuth reception response value X (θ) of the ideal directional antenna, ie the azimuth correlation response behavior value R _XY (θ). In addition, there is the display unit 326 using the result value of the correlation between the reception diagram information of the reception signal and the directional diagram information of the directional antenna 302 for every frequency band at every azimuth as in 6 shown the azimuth correlation response value R _XY (θ) as an azimuth correlation spectrum. In addition, there is the display unit 326 at every azimuth as in 7 shown the azimuth correlation response value R _XY (θ) as a DOA estimation spectrum to estimate the DOA of the received signal. That is, the display unit 326 outputs an azimuth at which the azimuth correlation response value R _XY (θ) peaks as the DOA of the reception signal.

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.The signal estimator estimates the azimuth θ at which the azimuth correlation response value R _XY (θ) in the azimuth correlation spectrum 6 or in the DOA estimation spectrum 7 at a peak 600 or 700 is the azimuth of the maximum correlation as the DOA of the received signal. Moreover, the reception diagram of the reception signal is in the DOA estimated as the azimuth of the maximum correlation as in FIG 11 shown as a main club 1100 shown with a sharp shape. That is, while the reception diagram of the reception signal in the estimated DOA is as in 11 shown as the main club 1100 In a sharp shape, the signal estimator determines that it has accurately estimated the DOA of the received signal. In other words, as the correlation coefficient ρ _XY approaches one, the reception azimuth vector of the signal received via the directional antenna and the directional characteristic value of the directional antenna coincide. In addition, the estimated DOA of the received signal and the DOA of a real received signal coincide as the DOA of the received signal estimated from the azimuth correlation response behavior value R _XY (θ) approaches one. Accordingly, the reception diagram of the reception signal in the estimated DOA is as in FIG 11 shown as a main club 1100 shown with a sharp shape. As a result, the signal estimator accurately estimates the DOA of the received signal and a receiver receives data in accordance with the estimated DOA. This improves data reception performance. Based on 12th The operation of estimating the DOA of a received signal in a communication system in accordance with the embodiment of the present invention will now be described in more detail.

12 ist ein Ablaufplan, der den DOA-Schätzprozess der Signalschätzvorrichtung in einem Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 12th FIG. 10 is a flowchart showing the DOA estimation process of the signal estimation device in a communication system in accordance with the embodiment of the present invention.

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.As in 12th is shown in one step S1210 Acquires antenna characteristic information for each frequency band of the directional antenna that receives an RF signal transmitted by a transmitter in a spatial area. Here, the directional antenna antenna characteristic information for each frequency band includes directional antenna pattern information for each frequency band as an azimuth response value X (θ) in an ideal communication environment.

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.In step S1220 an azimuth of the signal received via the directional antenna, ie an azimuth of the directional antenna, and the strength of the received signal are measured. While the directional antenna receives the received signal here, the azimuth of the received signal is detected via the azimuth of the directional antenna, the azimuth of the directional antenna being measured using an electronic compass as described above. In addition, the strength of the reception signal is detected by measuring the strength of an I / Q signal from the reception signal or from an RSSI of the reception signal, and becomes the diagram information of the reception signal as an azimuth response characteristic value Y (θ) of the directional antenna in a real communication environment. At the same time, the diagram information of the received signal, ie the azimuth response behavior value Y (0) of the directional antenna in the real communication environment, is synchronized with the azimuth of the directional antenna.

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.At step S1230 becomes the diagram signal of the received signal synchronized with the azimuth of the directional antenna, ie the azimuth response behavior value Y (θ) of the directional antenna in the real communication environment, and the directional diagram information of the directional antenna for each frequency band, ie the azimuth response value X (θ) in the ideal communication environment , correlated to calculate a correlation coefficient of the received signal, ie an azimuth correlation response behavior value R _XY (θ).

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 step S1240 the DOA of the received signal is estimated from the calculated azimuth correlation response behavior value R _XY (θ). An azimuth θ at which the azimuth correlation response behavior value R _XY (θ) becomes a peak value, that is, an azimuth maximum correlation, is here called the DOA of the received signal is estimated.

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.In accordance with the embodiment of the present invention, the signal estimation device having a simple architecture, including the directional antenna and the signal processor in a communication system, is used to perform correlation on a reception signal and thereby to automatically, accurately and quickly estimate the DOA of the reception signal. Accordingly, the location of the transmitter that sent the reception signal to the receiver is estimated, and the receiver receives data in accordance with the estimated DOA of the reception signal, which can improve the data reception performance of the receiver.

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.Although the present invention has been described in terms of specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.

Claims

Signal estimation device after Claim 1 wherein the receive diagram information of the receive signal includes an azimuth response behavior value of the directional antenna for the receive signal in a real communication environment.

Signal estimation device after Claim 2 , wherein the correlation unit comprises a multiplier configured to calculate the correlation coefficient by multiplying the azimuth response value of the directional antenna in the ideal communication environment by the azimuth response value of the directional antenna for the received signal in the real communication environment.

Signal estimation device after Claim 1 wherein the processing unit calculates the strength of the received signal at each azimuth of the directional antenna at which the received signal is received, and acquires the reception diagram information using the strength of the received signal at each azimuth of the directional antenna as a look-up table of an azimuth radiation vector.

Signal estimation device after Claim 1 , wherein the storage unit stores the directional diagram information as a look-up table of an azimuth radiation vector measured for each frequency band at each azimuth of the directional antenna at which the reception signal is received.

Signal estimation device after Claim 5 where a directional diagram of the directional antenna is included in the directional diagram information at each azimuth Signal bundle comprising a main lobe, a side lobe and a reverse lobe.

Signal estimation device after Claim 1 , wherein the correlation unit calculates the correlation coefficient at each azimuth of the directional antenna, and the display unit outputs a maximum correlation azimuth at which the correlation coefficient calculated at each azimuth of the directional antenna becomes a peak value as the DOA of the received signal.

Signal estimation device according to one of the Claims 1 to 7 further comprising: a compass configured to measure an azimuth of the directional antenna; and a synchronization unit configured to synchronize the reception diagram information with the azimuth of the directional antenna, the correlation unit calculating the correlation coefficient by correlating the directional diagram information with the synchronized reception diagram information.

A signal estimation method that estimates a direction of arrival (DOA) of a received signal in a communication system, the method comprising: Receiving a signal transmitted by a transmitter via a directional antenna; Measuring an azimuth of the directional antenna; Acquiring directional diagram information of the directional antenna for each frequency band and reception diagram information of the received signal; Synchronizing the reception diagram information with the azimuth of the directional antenna; and Estimating the DOA of the received signal by correlating the directional diagram information with the synchronized received diagram information; wherein the directional diagram information includes an azimuth response value of the directional antenna for each frequency band in an ideal communication environment.

Signal estimation method according to Claim 9 wherein the reception diagram information of the reception signal includes an azimuth response behavior value of the directional antenna for the reception signal in a real communication environment.

Signal estimation method according to Claim 10 wherein, when estimating the DOA of the reception signal by correlating the directional diagram information with the synchronized reception diagram information, the directional antenna azimuth response value in the ideal communication environment is multiplied by the directional antenna azimuth response value in the real communication environment to correlate the directional diagram information with the synchronized reception diagram information .

Signal estimation method according to Claim 9 wherein, when acquiring the directional antenna pattern information for each frequency band and the reception signal information of the reception signal, the strength of the reception signal is calculated at each azimuth of the directional antenna at which the reception signal is received, and the reception diagram information is obtained from the strength of the reception signal at each azimuth of the directional antenna become.

Signal estimation method according to Claim 9 wherein, when acquiring the directional antenna pattern information for each frequency band and the reception signal information of the reception signal, an azimuth radiation vector measured for each frequency band at each azimuth of the directional antenna at which the reception signal is received is used as a look-up table for acquiring the directional diagram information.

Signal estimation method according to Claim 9 in which, when estimating the DOA of the reception signal by correlating the directional diagram information with the synchronized reception diagram information, a maximum correlation azimuth in which a correlation coefficient calculated at each azimuth of the directional antenna by correlating the directional diagram information with the synchronized reception diagram information becomes a peak value than the DOA of Received signal is estimated.