基于V2X天线的DOA估计方法、装置及V2X天线系统

摘要

本申请实施例公开了一种基于V2X天线的DOA估计方法，所述方法包括：通过参考天线获取参考数字信号，以及通过N个定位天线获取N个定位数字信号；所述参考天线和所述N个定位天线组合成V2X阵列天线；对所述参考数字信号进行解析后得到补偿数据；基于所述补偿数据，对所述N个定位数字信号进行补偿后得到N个处理数字信号；基于所述N个处理数字信号与所述参考数字信号进行DOA估计。采用本申请实施例，可以增强接收V2X射频信号的抗干扰能力，提高基于V2X天线系统实现的DOA估计的精度和可靠性。

说明书

技术领域

本申请涉及阵列天线领域，尤其涉及一种基于V2X天线的DOA估计方法、装置及V2X天线系统。

背景技术

车与一切(vehicle to everything，V2X)车联网技术作为利用信息通信技术解决道路安全、自动驾驶问题的一种新的手段，集成了车辆、通信、定位、环境感知、信息处理等领域前沿技术，是未来智能交通领域研究的热点。V2X通信机制通过互相感知来为车辆提供智能业务应用，例如碰撞预警或者自动驾驶。V2X技术依赖于超快响应和可靠的无线连接，而这又取决于敏捷和高端精密的天线。现有技术中，V2X天线一般为单根的机械扫描天线，对全方位的天线射频信号的接收能力较差，从而导致波达方向(Direction Of Arrival，DOA)估计值的精度差强人意。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于V2X天线的DOA估计方法、装置和V2X天线系统，可以增强接收V2X射频信号的抗干扰能力，提高基于V2X天线系统实现的DOA估计的精度和可靠性。所述技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于V2X天线的DOA估计方法，所述方法包括：

通过参考天线获取参考数字信号，以及通过N个定位天线获取N个定位数字信号；所述参考天线和所述N个定位天线组合成V2X阵列天线；

对所述参考数字信号进行解析后得到补偿数据；

基于所述补偿数据，对所述N个定位数字信号进行补偿后得到N个处理数字信号；

基于所述N个处理数字信号与所述参考数字信号进行DOA估计。

在一个或多个可能的实施例中，所述对所述参考数字信号进行解析后得到补偿数据，包括：

获取所述参考数字信号分别与所述N个定位数字信号相对应的N个相对频差；

将所述N个相对频差转换为所述补偿数据；其中，所述补偿数据包括N个频率控制指令，所述N个相对频差与所述N个频率控制指令相对应；

所述基于所述补偿数据，对所述N个定位数字信号进行补偿后得到N个处理数字信号，包括：

向相对应的N个数字下变频器发送相对应的所述N个频率控制指令；其中，所述N个数字下变频器分别与所述N个定位天线连接；

接收来自所述N个数字下变频器发送的基于所述N个频率控制指令进行频偏补偿的N个待处理数字信号。

在一个或多个可能的实施例中，所述接收来自所述N个数字下变频器发送的基于所述N个频率控制指令进行频偏补偿的N个待处理数字信号，还包括：

获取所述V2X阵列天线的配置信息；其中，所述参考天线与所述定位天线、所述N个定位天线之间的间距取值范围为0.5λ至0.65λ；

基于所述配置信息，对所述N个待处理数字信号进行相位补偿后得到N个处理数字信号。

在一个或多个可能的实施例中，所述基于所述处理数字信号与所述N个参考数字信号进行DOA估计，包括：

基于所述N个处理数字信号与所述参考数字信号提取PSSCH信道数据，基于所述PSSCH信道数据计算协方差矩阵；

对所述协方差矩阵计算噪声子空间；

基于所述噪声子空间和所述V2X阵列天线的配置信息进行DOA估计。

在一个或多个可能的实施例中，所述基于所述噪声子空间和所述V2X阵列天线的配置信息进行DOA估计，包括：

基于所述噪声子空间和所述V2X阵列天线的配置信息，计算P

其中，所述a(θ)表示所述V2X阵列天线的配置信息，所述U

第二方面，本申请实施例提供了一种V2X天线系统，所述V2X天线系统适用于第一方面或第一方面的任意一个可能的实施例提供的基于V2X天线的DOA估计方法，所述V2X天线系统包括：

参考天线、N个定位天线、N+1个接收机前端、多通道转换机和处理单元；其中，所述参考天线和所述N个定位天线组成V2X阵列天线，所述接收机前端包括相对应的数字下变频器；

所述N+1个接收机前端分别与所述参考天线、所述N个定位天线相连，所述多通道转换机分别与所述N+1个接收机前端相连，所述多通道转换机与所述处理单元相连；其中，所述N+1个接收机之间通过本振相位同步，所述多通道转换机的多个芯片采样通过时钟同步；

所述多通道转换机，用于通过所述参考天线与相对应的接收机前端获取所述参考射频信号，以及通过所述N个定位天线与相对应的N个接收机前端获取所述定位射频信号，以及将所述参考射频信号和所述N个定位射频信号转换为所述参考数字信号和所述N个定位数字信号后发送给所述处理单元；

所述处理单元，用于接收来自所述多通道转换机发送的所述参考数字信号和所述N个定位数字信号，对所述参考数字信号进行解析后得到补偿数据，基于所述补偿数据对所述定位数字信号进行补偿后得到处理数字信号，以及基于所述处理数字信号与所述参考数字信号进行DOA估计。

在一个或多个可能的实施例中，所述参考天线与所述N个定位天线、所述N个定位天线之间的间距取值范围为0.5λ至0.65λ。

第三方面，本申请实施例提供了一种基于V2X天线的DOA估计装置，所述装置包括：

获取信号模块，通过参考天线获取参考数字信号，以及通过N个定位天线获取N个定位数字信号；所述参考天线和所述N个定位天线组合成V2X阵列天线；

补偿解析模块，对所述参考数字信号进行解析后得到补偿数据；

补偿处理模块，基于所述补偿数据，对所述N个定位数字信号进行补偿后得到N个处理数字信号；

方位估计模块，基于所述N个处理数字信号与所述参考数字信号进行DOA估计。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行第一方面或第一方面的任意一个可能的实施例提供的方法步骤。

第五方面，本申请实施例提供一种电子设备，可包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行第一方面或第一方面的任意一个可能的实施例提供的方法步骤。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：使用相控阵列天线，减少因使用机械扫描结构造成的空间资源浪费，以及实现实时调整接收V2X射频信号的波束指向功能，提高接收V2X天线的抗干扰能力；利用单独一路参考数字信号对定位数字信号进行补偿后再解码，以此测算V2X发射设备所处的位置，提高V2X天线系统的DOA估计的精度和可靠性，以使V2X定位技术适应复杂的工作环境。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种应用V2X天线系统的场景示意图；

图2是本申请实施例提供的一种V2X天线系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种V2X阵列天线的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种设置V2X天线系统的车载设备的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种接收机前端工作的流程示意图；

图6是本申请实施例提供的一种基于V2X天线的DOA估计方法的流程示意图；

图7是本申请实施例提供的一种处理单元获取参考数字信号的流程示意图；

图8是本申请实施例提供的一种对定位数字信号进行增益补偿的流程示意图；

图9是本申请实施例提供的一种对定位射频信号进行频偏补偿的流程示意图；

图10是本申请实施例提供的一种基于参考数字信号和处理数字信号进行DOA估计方法的流程示意图；

图11是本申请实施例提供的一种基于V2X天线的DOA估计装置的结构示意图

图12是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合具体的实施例对本申请进行详细说明。

如图1所示，为本申请实施例提供的一种利用V2X天线系统的场景示意图，所示场景示意图中包括：信号接收车辆102和装备在信号接收车辆102上的V2X天线系统101，信号发射车辆104和装备在信号发射车辆104上的V2X天线系统103。信号发射车辆104通过V2X天线系统103发射V2X射频信号；信号接收车辆102通过V2X天线系统101接收该V2X射频信号，解码该V2X射频信号，可以得到信号发射车辆104的位置信号以及信号发射车辆104在该V2X射频信号中自主添加的信息，例如信号发射车辆104的车辆型号信息等。

车与一切(Vehicle to everything，V2X)天线，可以理解为是一种实现高效的无线通信技术的天线，以实现在特定较小区域内对高速运动下的移动目标的识别和双向通信。例如，V2X通信可以实现最大300m～1000m的、端到端延迟低于100ms的无线通信，且可以不受视线遮挡。

V2X通信是较为成熟的车车通信方案，例如，V2X通信可以被应用于自动驾驶车队上，用于让自动驾驶车队在100km/h车速时可以保持前后10米甚至更低的间隔，提高车辆的效率，同时减轻交通拥堵和乘客压力。

如图2所示，为本申请实施例提供的一种V2X天线系统的结构示意图，包括：参考天线201、N个定位天线202、N+1个接收机前端203、多通道转换机204和处理单元205。其中，N+1个接收机前端203分别与参考天线201、N个定位天线202相连，多通道转换机204分别与N+1个接收机前端203相连，多通道转换机204与处理单元205相连。

需要说明的是，参考天线201和相对应的接收机前端203之间、定位天线202和相对应的接收机前端203之间、接收机前端203和多通道转换机204之间通过射频连接线进行连接。多通道转换机204和处理单元205之间通过控制器局域网络总线、以太网总线或车载以太网总线中的一种或多种进行连接，且多通道转换机204和处理单元205之间的连接线的数量大于1，以使多通道转换机204通过多根连接线向处理单元205发送多径多通道V2X射频信号，但本申请并不对上述单根连接线能够建立的V2X射频信号的通道数量作限定。本申请所涉及的上述以太网总线是指普通的传统以太网总线，而车载以太网总线是用于连接汽车内各种电气设备的一种物理网络的物理总线。车载以太网的设计是为了满足车载环境中的一些特殊需求，例如：满足车载设备对于电气特性的要求；满足车载设备对高带宽、低延迟以及音视频同步等应用的要求；满足车载系统对网络管理的需求等。因此可以理解为，车载以太网是在普通的传统以太网协议的基础上，改变了物理接口的电气特性，并结合车载网络需求专门定制了一些新标准。

参考天线201和N个定位天线202组成V2X阵列天线。在现有技术中，V2X天线大多采用采用碟形、蘑菇头天线等天线结构，这种天线存在体积大、不美观和安装不便利等问题。本申请的V2X天线采用阵列天线的结构，实现了车载天线设备的小型化，解决了上述问题。

图3示例性示出了本申请实施例提供的V2X阵列天线的结构示意图。如图2所示，V2X阵列天线可包括：参考天线201、N个定位天线202。在本实施例中，参考天线201和定位天线202之间、N个定位天线202之间的间距取值范围为0.5λ到0.65λ之间，λ为V2X射频信号的波长。本实施例优选的间距取值范围有利于实现提高调整接收V2X射频信号的波束指向功能，提高对V2X天线的接收能力。上述实施例中V2X阵列天线的阵元间距为优选间距，本申请不对V2X阵列天线的阵元间距作具体限定。

在本实施例中，V2X阵列天线为微带贴片阵列天线，印制在绝缘天线板上，绝缘天线板可以由塑料材料制成，例如采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(AcrylonitrileButadieneStyrene plastic，ABS塑料)、热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer，TPE)或PA塑料(Polyamide)等，以避免采用金属材料造成对V2X阵列天线的信号屏蔽。

在本实施例中，V2X阵列天线推入到限位卡槽中推紧，卡扣301固定在绝缘天线板两侧，以使绝缘天线板贴合于底座，避免在车辆行驶过程中的颠簸对V2X阵列天线造成冲击。需要理解的是，V2X阵列天线设置在一个车载设备中，该车载设备由天线罩和底座构成，天线罩和底座之间形成空腔，V2X阵列天线封装在该壳体内。

如图4所示，为本申请实施例提供的一种设置V2X天线系统的车载设备的结构示意图，所示车载设备包括：天线罩401、底座402、V2X天线系统403、不停车电子收费(Electronic Toll Collection，ETC)模块404和GPS天线405。ETC模块404，可以理解为采用短程通讯技术(Dedicated Short Range Communication，DSRC)技术，与收费站车道上的路测单元(RSU-Road Side Unit，RSU)进行通讯的微波装置，通过内置的ETC天线与RSU之间利用DSRC技术实现信息交互，从而通过处理单元与银行服务器结算达到不停车而缴费的模块。可以理解的是，ETC模块还包括射频收发电路、基带处理电路、ESAM安全模块、供电电池及对应充电电路、2.4GHz载波通信电路等单元，以完成ETC功能。GPS天线405，可以理解为通过接受卫星信号进行定位或者导航的天线，收发L1频段的射频信号，即1.575GHz的圆形极化信号。

在本实施例中，天线罩401的形状为鲨鱼鳍形状，GPS天线405设置在壳体后端的第一空间内，ETC模块404和V2X天线系统403设置在壳体前端的第二空间内。可以理解的是，前端指鲨鱼鳍尖端部分，后端指鲨鱼鳍尾部部分，第一空间的体积大于第二空间的体积。本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：鲨鱼鳍天线集成度高，较为美观；减少车辆运行过程中壳体造成的阻力，设计为鲨鱼鳍形状；将V2X天线系统、ETC模块和GPS天线合理布置在鲨鱼鳍形状的壳体中，避免天线工作时产生的干扰，提高天线的工作性能和可靠性。

在本实施例中，该鲨鱼鳍天线结构还包括密封圈406，高度为H，优选的，3mm≤H≤5mm。密封圈406通过粘接的方式固定于底座402套设于安装孔。本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：设置密封圈作为密封防护，提高鲨鱼鳍天线与车辆连接部的连接处的密封效果；实现鲨鱼鳍天线与车辆连接部的连接处的密封性，防止雨水或灰尘由鲨鱼鳍天线与连接处进入汽车内。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：将GPS天线、V2X天线、ETC模块集成在一个车载设备中，在具备ETC功能、V2X车联网功能和GPS功能的前提下实现车载设备的集成化和小型化，有效节约安装空间，降低成本，满足复杂的设备安装需求和安装环境。

在一个实施例中，车载设备设置在车顶，以提高V2X阵列天线接收V2X射频信号的接收角的广度。在另一个实施例中，车载设备设置在前挡风玻璃处，以降低设置有该V2X阵列天线的车辆的整体高度。

接收机前端203，可以理解为由低噪声放大器、可变增益放大器、数字下变频器、多个滤波器等元器件构成的设备，数量为N+1个，其中一个接收机前端与参考天线201相连，另外N个接收机前端分别与N个定位天线202一一对应相连。

接下来以参考天线201和与参考天线201相连的接收机前端203为例说明接收机前端203的工作原理。如图5所示，为本申请实施例提供的一种接收机前端工作的流程示意图，所示示意图中包括：前置滤波器2031、数字下变频器2032、一级滤波器2033、二级滤波器2034、可变增益放大器2035和三级滤波器2036，所示示意图的具体步骤包括：

S501、前置滤波器2031通过参考天线201接收到的待处理V2X射频信号RF进行滤波处理后得到RF中频信号，以及将RF中频信号发送给数字下变频器2032；

S502、数字下变频器2032对RF中频信号进行变频和混频后得到第一下变频信号，将下变频信号输出给一级滤波器2033；

S503、一级滤波器2033对下变频信号进行滤波后得到的第一滤波信号，将第一滤波信号发送给数字下变频器2032；

S504、数字下变频器2032将第一滤波信号经过混频和变频后得到第二下变频信号，将第二下变频信号发送给二级滤波器2034；

S505、二级滤波器2034对第二下变频信号进行滤波后得到第二滤波信号，将第二滤波信号发送给可变增益放大器2035；

S506、可变增益放大器2035对第二滤波信号进行放大处理后得到放大信号，将放大信号发送给三级滤波器2036；

S507、三级滤波器2036对放大信号进行滤波处理后得到性能稳定的参考射频信号，将参考射频信号发送给处理单元。

在另一个实施例中，一级滤波器2033、二级滤波器2034和三级滤波器2036为位同一个滤波器，在三级滤波器对放大信号进行滤波处理后，将处理后的放大信号再发送给低噪声放大器进行进一步的处理。

需要说明的是，N+1个接收机前端203之间采用本振相位同步，有利于N+1个接收机前端203同步接收和发送V2X射频信号，减小处理单元205利用V2X天线系统进行DOA估计的计算负担。

多通道转换机204，可以理解为将射频信号转换为数字信号的设备，在本申请实施例中，多通道转换机204用于通过所参考天线201与相对应的接收机前端203获取参考射频信号，以及通过N个定位天线202与相对应的N个接收机前端203获取定位射频信号，以及将参考射频信号和N个定位射频信号转换为参考数字信号和N个定位数字信号后发送给处理单元205。需要说明的是，多通道转换机204中包括至少N+1个与接收器前端103相对应的芯片，该芯片间采用时钟同步，有利于N+1个芯片同步接收和发送V2X数字信号，减小处理单元205利用V2X天线系统进行DOA估计的计算负担。

处理单元205，可以包括一个或者多个处理核心。处理单元205利用各种借口和线路连接整个车辆内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器内的数据，执行车辆的各种功能和处理数据。可选的，处理单元205可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理单元205可集成中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。上述调制解调器也可以不集成到处理单元205中，单独通过一块芯片进行实现。

在本申请实施例中，处理单元205用于接收来自多通道转换机204发送的参考数字信号和N个定位数字信号，对参考数字信号进行解析后得到补偿数据，基于补偿数据分别对N个定位数字信号进行补偿后得到N个处理数字信号，以及N个基于处理数字信号与参考数字信号进行DOA估计。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：使用相控阵列天线，减少因使用机械扫描结构造成的空间资源浪费，以及实现实时调整接收V2X射频信号的波束指向功能，提高接收V2X天线的抗干扰能力；利用单独一路参考数字信号对定位数字信号进行补偿后再解码，以此测算V2X发射设备所处的位置，提高V2X天线系统的DOA估计的精度和可靠性，以使V2X定位技术适应复杂的工作环境。

如图6所示，为本申请提出的一种基于V2X天线的DOA估计方法的流程示意图，该方法可依赖于计算机程序实现，可运行于基于冯诺依曼体系的图像来源追踪装置上。该计算机程序可集成在应用中，也可作为独立的工具类应用运行。

具体的，该基于V2X天线的DOA估计方法包括：

S601、通过参考天线获取参考数字信号，以及通过N个定位天线获取N个定位数字信号。

参考数字信号，可以理解为通过参考天线获取的V2X射频信号经过模数转换后得到的数字信号。定位数字信号，可以理解为通过定位天线获取的V2X射频信号经过模数转换后得到的数字信号。可以理解的是，上述参考数字信号和定位数字信号是通过不同的天线接收同一个V2X射频信号后得到的。

如图7所示，为本申请实施例提供的一种处理单元获取参考数字信号的流程示意图，具体流程包括：

V2X射频信号发射源发射V2X射频信号；

S6011、参考天线201相对应的接收机前端203通过参考天线201接收参考射频信号，对参考射频信号进行滤波放大等处理后，将处理后的参考射频信号发送给多通道转换机204；

S6012、多通道转换机对参考射频信号进行模数转换后得到参考数字信号，将参考数字信号发送给处理单元205；

S6013、处理单元205基于参考数字信号进行解码等处理。

在本申请实施例中，处理单元获取定位数字信号的流程参考上述获取参考数字信号的流程，具体而言，N个定位天线相对应的N个接收机前端通过N个定位天线获取N个定位射频信号，对N个定位射频信号进行滤波放大等处理后，将处理后的定位射频信号发送给多通道转换机；多通道转换机对定位数字信号进行模数转换后得到定位数字信号，将定位数字信号发送给处理单元。

需要说明的是，定位天线和参考天线组成V2X阵列天线，即采用多输入多输出(Multi-input Multi-output，MIMO)和正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)两大关键技术的MIMO-OFDM天线系统。OFDM技术的主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ISI)。OFDM系统的一个主要优点是正交的子载波可以利用快速傅利叶变换(FFT/IFFT)实现调制和解调。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：利用接收机前端对V2X阵列天线接收的V2X射频信号进行滤波放大处理，降低阵列天线系统中存在的多径效应和频率选择性衰落对V2X射频信号的不良影响，避免进入到多通道转换机的V2X射频信号处于过饱和状态；利用多通道转换机对V2X射频信号进行数模转换，避免因V2X射频信号经过多径信道影响的信号幅值落入处理单元的死区区间，而造成处理单元基于V2X射频信号的DOA估计的精度降低。

S602、对参考数字信号进行解析后得到补偿数据；

S603、基于补偿数据，对所述N个定位数字信号进行补偿后得到N个处理数字信号。

在一个实施例中，处理单元基于步骤S602、S603和参考数字信号对定位数字信号进行增益补偿。需要说明的是，V2X射频信号经过无线信道和V2X阵列天线到达接收机前端时，由于大尺度衰落以及多径效应的影响，多径效应即V2X射频信号经过多个不同的信道到达V2X阵列天线，以及参考天线和N个定位天线的相位差导致V2X射频信号的信号幅值的波动区间较大，且多个V2X射频信号之间的幅值变化较大，从而导致接收机前端中的可变增益放大器即使在初期设置多个合理的增益系数，在后期工作中，仍然难以百分百保证进入多通道转换机的多个V2X射频信号既不饱和，还能够充分利用多通道转换机的量化范围。

如图8所示，为本实施例中处理单元基于步骤S602、S603和参考数字信号对定位数字信号进行增益补偿的流程示意图，所示示意图中，处理单元205包括：快速傅里叶变换单元2051、信道估计单元2052和信道均衡单元2053，具体包括下述步骤：

S6021A、可变增益放大器2031对参考射频信号和N个定位射频信号进行放大处理后得到相对应的N+1个AGC调整因子，将N+1个AGC调整因子、参考射频信号和N个定位射频信号发送给多通道转换机204；

S6022A、多通道转换机204将参考射频信号和N个定位射频信号转换为参考数字信号和N个定位数字信号后发送给快速傅里叶变换单元2051，以及将N+1个AGC调整因子发送给信道均衡单元2053；

S6023A、快速傅里叶变换单元2051对参考数字信号和N个定位数字信号进行时域到频域的快速傅里叶变换，得到参考频域信号和N个定位频域信号，以及将参考频域信号和N个定位频域信号发送信道估计单元2052；

S6024A、信道估计单元2052利用参考频域信号中携带的训练信号或者导频信号分别对N个定位频域信号进行插值计算，得到N个定位信道状态信息，该N个定位信号信息即为补偿数据，以及将N个定位信道状态信息发送给信道均衡单元；

S6031A、信道均衡单元2053接收来自信号估计单元的N个定位信道状态信息，以及多通道转换机的N+1个AGC调整因子和N个定位数字信号，利用N个定位信道状态信息和相对应的N个AGC调整因子为N个定位数字信号配置权重，得到N个处理数字信号。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：利用AGC调整因子消除可变增益放大器中不合理的增益系数的影响，避免由于针对V2X射频信号不合理的增益放大，降低DOA估计的精度；利用处理单元的计算对定位数字信号进行增益补偿，无需用户定期调整接收机前端中的可变增益放大器中的增益系数，极大程度减少用户的操作。

在另一个实施例中，处理单元基于步骤S602、S603和参考数字信号对定位数字信号进行频偏补偿。需要说明的是，由于V2X射频信号发射源与V2X射频信号接收源之间的相对运动以及V2X射频信号发射源与V2X射频信号接收源的振荡器之间的频率误差，不可避免的会产生载波频偏(CFO)。与单天线OFDM系统类似，分布式天线OFDM系统的一个重要缺点是其对载波频偏非常敏感，频偏的存在会破坏子载波间的正交性，产生载波间干扰(ICI)，从而大大降低系统性能，因此在基于V2X射频信号进行DOA估计之前，可以针对定位射频信号的频偏进行补偿。

如图9所示，是本申请实施例提供的一种对定位射频信号进行频偏补偿的流程示意图，具体包括下述步骤：

S6021B、获取参考数字信号分别与N个定位数字信号相对应的N个相对频差；

具体而言，处理单元通过通道频偏补偿器利用预设频偏估计算法获取参考数字信号分别与N个定位数字信号之间相对应的N个相对频差。在一个实施例中，预设频偏估计算法可为Fitz频偏估计算法，包括下述公式：

其中，m为参考数字信号和N个定位数字信号共轭的复乘得到的N个计算信号，T为采样周期，f

S6022B、将所述N个相对频差转换为补偿数据。

补偿数据包括N个频率控制指令，N个相对频差与N个频率控制指令相对应。具体而言，处理单元通过通道频偏补偿器将N个相对频差转换为数字下变频器可以接收的N个频率控制指令，在本实施例中，频率控制指令以频率控制字表示，转换公式如下：

其中，M为数字下变频器的位宽，f

S6031B、向相对应的N个数字下变频器发送相对应的所述N个频率控制指令；

具体而言，处理单元得到N个频率控制指令后，向多通道转换器发送该N个频率控制指令，由该多通道转换器接收该N个频率控制指令后发送给相对应的N个接收机前端中的数字下变频器。例如，基于第一接收机前端接收的第一定位数字信号得到的第一频率控制指令，将第一频率控制指令发送给第一接收机前端中的数字下变频器；基于第二接收机前端接收的第二定位数字信号得到的第二频率控制指令，将第二频率控制指令发送给第二接收机前端中的数字下变频器。

可以理解的是，数字下变频器包括数字混频器、数字控制振荡器(NCO)和低通滤波器(LPF)三部分。在本实施例中，数字下变频器根据接收的频率控制指令来调节NCO的振荡频率，以实现对应的数字射频信号的频偏补偿。

在一个实施例中，数字下变频器根据预设时间和频率控制指令进行动态调节，即每隔预设时间即根据处理单元反馈的频率控制字进行数字下变频振荡频率的调整。

S6032B、接收来自所述N个数字下变频器发送的基于所述N个频率控制指令进行频偏补偿的N个待处理数字信号。

具体而言，数字下变频器对震荡频率进行调整后，定位射频信号经过接收机前端的放大增益处理后得到待处理射频信号，该待处理射频信号包括N个；接收机前端将N个待处理射频信号发送给多通道转换机，以使多通道转换机将N个待处理射频信号经过数模转换后得到N个待处理数字信号，以及将N个待处理数字信号发送给处理单元。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过频偏补偿器和参考数字信号，对其余通道的定位数字信号进行频偏补偿，可改善由相对运动和本振误差产生的N+1路V2X射频信号的频偏非一致性；采用通道频偏补偿器对多路信号进行频偏补偿，不需要中继星发射导频信号，减少了中继星的发射功耗，提升了频带利用率；采用补偿通道间相对频偏的方式，可以在不影响处理单元解码V2X数字信号以实现DOA估计的同时进行补偿，降低实现难度，提高处理速度。

在一个实施例中，经过上述由数字下变频器进行频偏补偿后，还包括以下步骤：获取V2X阵列天线的配置信息；其中，参考天线与定位天线、N个定位天线之间的间距取值范围为0.5λ至0.65λ；基于配置信息，对N个待处理数字信号进行相位补偿后得到N个处理数字信号。

由于频偏补偿后，受信噪比、采样长度非理想、V2X阵列天线的相位等因素的影响，通道间可能会存在残余频差，处理单元还用于对进行了频偏补偿后的N个待处理数字信号进行相位补偿，即通过采集V2X阵列天线的配置信息，再通过自适应相位补偿算法补偿N个待处理数字信号间由微小相位不一致引起的频差。进行相位补偿后得到N个处理数字信号包括下述公式：

其中，a

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过相位补偿技术对频偏补偿后的待处理数字信号进行进一步补偿，消除残留频偏的影响，能有效降低通道间的相对频偏，提高基于V2X阵列天线进行DOA估计的精度。

S604、基于N个处理数字信号与所述参考数字信号进行DOA估计。

在本申请中，提出一种处理单元基于MUSIC算法利用N个处理数字信号与所述参考数字信号进行DOA估计的方法。

如图10所示，为本申请提出的一种基于参考数字信号和处理数字信号进行DOA估计方法的流程示意图，包括下述步骤：

S6041、基于N个处理数字信号与参考数字信号提取物理宽带控制信号(PysicalSidelink Control Channel，PSSCH)信道数据，基于PSSCH信道数据计算协方差矩阵。

具体而言，处理单元使用V2X阵列天线获取参考数字信号和N个数字信号，其中N个数字信号通过上述步骤进行补偿后得到N个处理数字信号；根据定时关系，依据3GPP协议确定V2X阵列天线对应的N个OFDM符号的起点，去除符号的循环前缀，得到N个处理后的OFDM符号；将OFDM符号经过FFT转换至频域，得到对应的PSSCH信道数据，即PSSCH信道的频域数据；将PSSCH信道频域数据进行IFFT变换至时域，以及对N个OFDM符号依据P点时域快拍数得到OFDM符号顺序；根据OFDM符号顺序，计算各通道P点快拍的协方差矩阵。

S6042、对协方差矩阵计算噪声子空间。

具体而言，对协方差矩阵做特征分解，得到特征值和特征向量矩阵；将特征值排序后，按照最小长度准则(Minimum Description Length Principle，MDL)计算信源数量；按照信源数量，得到噪声子空间，换而言之，将与V2X数字信号的个数相等的特征值和对应的特征向量看作信号部分空间，将剩下的M个特征值和特征向量看作噪声部分空间，得到噪声矩阵，即噪声子空间。

S6043、基于噪声子空间和V2X阵列天线的配置信息进行DOA估计。

具体而言，基于噪声子空间和V2X阵列天线的配置信息，计算P

其中，所述a(θ)表示所述V2X阵列天线的配置信息，所述U

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：使用相控阵列天线，减少因使用机械扫描结构造成的空间资源浪费，以及实现实时调整接收V2X射频信号的波束指向功能，提高接收V2X天线的抗干扰能力；利用单独一路参考数字信号对定位数字信号进行补偿后再解码，以此测算V2X发射设备所处的位置，提高V2X天线系统的DOA估计的精度和可靠性，以使V2X定位技术适应复杂的工作环境。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

请参见图11，其示出了本申请一个示例性实施例提供的基于V2X天线的DOA估计装置的结构示意图。该图像来源追踪装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为装置的全部或一部分。该装置包括获取信号模块1101、补偿解析模块1102、补偿处理模块1103和方位估计模块1104。

获取信号模块1101，通过参考天线获取参考数字信号，以及通过N个定位天线获取N个定位数字信号；所述参考天线和所述N个定位天线组合成V2X阵列天线；

补偿解析模块1102，对所述参考数字信号进行解析后得到补偿数据；

补偿处理模块1103，基于所述补偿数据，对所述N个定位数字信号进行补偿后得到N个处理数字信号；

方位估计模块1104，基于所述N个处理数字信号与所述参考数字信号进行DOA估计。

可选的，所述补偿解析模块1102包括：

获取单元，获取所述参考数字信号分别与所述N个定位数字信号相对应的N个相对频差；

转换单元，将所述N个相对频差转换为所述补偿数据；其中，所述补偿数据包括N个频率控制指令，所述N个相对频差与所述N个频率控制指令相对应；

所述补偿处理模块1103包括：

发送单元，向相对应的N个数字下变频器发送相对应的所述N个频率控制指令；其中，所述N个数字下变频器分别与所述N个定位天线连接；

接收单元，接收来自所述N个数字下变频器发送的基于所述N个频率控制指令进行频偏补偿的N个待处理数字信号。

可选的，所述补偿处理模块1103还包括：

获取配置单元，获取所述V2X阵列天线的配置信息；其中，所述参考天线与所述定位天线、所述N个定位天线之间的间距取值范围为0.5λ至0.65λ；

相位补偿单元，基于所述配置信息，对所述N个待处理数字信号进行相位补偿后得到N个处理数字信号。

可选的，所述方位估计模块1104包括：

提取单元，基于所述N个处理数字信号与所述参考数字信号提取物理宽带控制信号(Pysical Sidelink Control Channel，PSSCH)信道数据，基于所述PSSCH信道数据计算协方差矩阵；

计算单元，对所述协方差矩阵计算噪声子空间；

估计单元，基于所述噪声子空间和所述V2X阵列天线的配置信息进行DOA估计。

可选的，所述估计单元具体用于：

基于所述噪声子空间和所述V2X阵列天线的配置信息，计算P

其中，所述a(θ)表示所述V2X阵列天线的配置信息，所述U

需要说明的是，上述实施例提供的基于V2X天线的DOA估计装置在执行基于V2X天线的DOA估计方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的基于V2X天线的DOA估计装置与基于V2X天线的DOA估计方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实施例中，使用相控阵列天线，减少因使用机械扫描结构造成的空间资源浪费，以及实现实时调整接收V2X射频信号的波束指向功能，提高接收V2X天线的抗干扰能力；利用单独一路参考数字信号对定位数字信号进行补偿后再解码，以此测算V2X发射设备所处的位置，提高V2X天线系统的DOA估计的精度和可靠性，以使V2X定位技术适应复杂的工作环境。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质可以存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如上述图1-图5所示实施例的所述图像来源追踪方法，具体执行过程可以参见图1-图5所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。

本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行如上述图1-图5所示实施例的所述图像来源追踪方法，具体执行过程可以参见图1-图5所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。

请参见图12，为本申请实施例提供了一种电子设备的结构示意图。如图12所示，所述电子设备1200可以包括：至少一个处理器1201，至少一个网络接口1204，用户接口1203，存储器1205，至少一个通信总线1202。

其中，通信总线1202用于实现这些组件之间的连接通信。

其中，用户接口1203可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口1203还可以包括标准的有线接口、无线接口。

其中，网络接口1204可以包括标准的有线接口、无线接口(如Wi-Fi接口)。

其中，处理器1201可以包括一个或者多个处理核心。处理器1201利用各种借口和线路连接整个终端1200内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1205内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器1205内的数据，执行终端500的各种功能和处理数据。可选的，处理器1201可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(ProgrammableLogic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1201可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器1201中，单独通过一块芯片进行实现。

其中，存储器1205可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器1205包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器1205可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1205可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器1205可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器1201的存储装置。如图12所示，作为一种计算机存储介质的存储器1205中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及驱动文件的加载应用程序。

在图7所示的电子设备1200中，用户接口1203主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器1201可以用于调用存储器1205中存储的驱动文件的加载应用程序，并具体执行以下操作：

通过参考天线获取参考数字信号，以及通过N个定位天线获取N个定位数字信号；所述参考天线和所述N个定位天线组合成V2X阵列天线；

对所述参考数字信号进行解析后得到补偿数据；

基于所述补偿数据，对所述N个定位数字信号进行补偿后得到N个处理数字信号；

基于所述N个处理数字信号与所述参考数字信号进行DOA估计。

在一个实施例中，所述处理器1201执行所述对所述参考数字信号进行解析后得到补偿数据时，具体执行：

获取所述参考数字信号分别与所述N个定位数字信号相对应的N个相对频差；

将所述N个相对频差转换为所述补偿数据；其中，所述补偿数据包括N个频率控制指令，所述N个相对频差与所述N个频率控制指令相对应；

所述处理器1201执行基于所述补偿数据，对所述N个定位数字信号进行补偿后得到N个处理数字信号时，具体执行：

向相对应的N个数字下变频器发送相对应的所述N个频率控制指令；其中，所述N个数字下变频器分别与所述N个定位天线连接；

接收来自所述N个数字下变频器发送的基于所述N个频率控制指令进行频偏补偿的N个待处理数字信号。

在一个实施例中，所述处理器执行接收来自所述N个数字下变频器发送的基于所述N个频率控制指令进行频偏补偿的N个待处理数字信号时，还具体执行：

获取所述V2X阵列天线的配置信息；其中，所述参考天线与所述定位天线、所述N个定位天线之间的间距取值范围为0.5λ至0.65λ；

基于所述配置信息，对所述N个待处理数字信号进行相位补偿后得到N个处理数字信号。

在一个实施例中，所述处理器1201执行基于所述处理数字信号与所述N个参考数字信号进行DOA估计时，具体执行：

基于所述N个处理数字信号与所述参考数字信号提取物理宽带控制信号(PysicalSidelink Control Channel，PSSCH)信道数据，基于所述PSSCH信道数据计算协方差矩阵；

对所述协方差矩阵计算噪声子空间；

基于所述噪声子空间和所述V2X阵列天线的配置信息进行DOA估计。

在一个实施例中，所述处理器1201执行所述基于所述噪声子空间和所述V2X阵列天线的配置信息进行DOA估计时，具体执行：

基于所述噪声子空间和所述V2X阵列天线的配置信息，计算P

其中，所述a(θ)表示所述V2X阵列天线的配置信息，所述U

在本实施例中，使用相控阵列天线，减少因使用机械扫描结构造成的空间资源浪费，以及实现实时调整接收V2X射频信号的波束指向功能，提高接收V2X天线的抗干扰能力；利用单独一路参考数字信号对定位数字信号进行补偿后再解码，以此测算V2X发射设备所处的位置，提高V2X天线系统的DOA估计的精度和可靠性，以使V2X定位技术适应复杂的工作环境。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。