[發明專利]基于Bi-CGSTAB和SL0算法的MIMO雷達目標參數估計方法

有效

• 申請號: 201611029634.5
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106646414B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 陳金立;李家強;朱艷萍
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于Bi-CGSTAB和SL0算法的MIMO雷達目標參數估計方法，其特征在于：所述方法通過在SL0算法中由離線計算獲得的偽逆替代矩陣代替感知病態矩陣A的偽逆A^*(AA^*)^-1，其中(·)^*表示矩陣的共軛轉置操作，然后利用改進的SL0算法對MIMO雷達的接收信號y進行處理，其具體操作步驟包括：

步驟一，初始化數據：

(1a)加載偽逆替代矩陣將作為算法運行的初始值，設置初始值內循環次數L和步長μ，其中L,μ＞0；

(1b)設置衰減因子ρ，0＜ρ＜1；設置形狀參數初值以及形狀參數終值σ_J，其中D為在目標探測場景中所劃分的距離-角度-多普勒單元總數；

步驟二，迭代求解目標參數，令σ＝σ_j，j＝1,2,3…，在可行解集χ＝{β|y＝Aβ}上利用最速上升法求解F_σ(β)的最大值：

(2a)令將(2b)至(2c)步循環L次；

(2b)令其中，β_i(i＝1,2,…,D)為矢量β中第i個元素；

(2c)將投影到可行解集χ＝{β|y＝Aβ}上，即

(2d)令

步驟三，驗證σ，當σ＜σ_J時進行步驟四，此時得到的為目標場景向量估計值，其中J表示算法退出時j的取值；否則，j＝j+1，σ_j＝ρσ_j-1，返回步驟二；

步驟四，根據非零元素在矢量中的位置計算得出各目標的參數，所述目標場景向量估計值中的非零元素值為各目標的復散射系數值；

所述偽逆替代矩陣的計算步驟包括：

S1，任意選取滿足稀疏條件的目標場景向量α_b，根據感知病態矩陣A生成疊加噪聲的虛擬數據y'_b，

S2，根據虛擬數據y′_b和感知病態矩陣A構造線性方程組：A^*Aα'_b＝A^*y'_b，其中α'_b為待求得未知量；(·)^*表示矩陣的共軛轉置操作；

S3，利用Bi-CGSTAB算法求解該病態方程組，獲得與真實值α_b接近的解

S4，對感知病態矩陣A進行奇異值分解A＝UΣV^*；其中，和分別是獲得的左奇異向量矩陣和右奇異向量矩陣,表示復數集；其中，為由奇異值構成的對角矩陣，為大小為M_r(N+P-1)×[PKH-M_r(N+P-1)]的零矩陣，M_r為MIMO雷達接收陣元數，P、K和H分別為在目標探測場景中所劃分的距離單元數、角度單元數和多普勒單元數；

S5，定義數據矢量y_u＝U^*y'_b和對角矩陣的估計值為其中，對角元素值i＝1,2,…M_r(N+P-1)；α_vi和y_ui分別是數據矢量α_v和y_u中的第i個元素；

S6，計算求得感知病態矩陣A的偽逆替代矩陣并存儲，所述矩陣A的偽逆替代矩陣為：其中，矩陣由未知的元素值構成的對角矩陣。

2.根據權利要求1所述的基于Bi-CGSTAB和SL0算法的MIMO雷達目標參數估計方法，其特征在于：所述偽逆替代矩陣的計算在離線的情況下計算求解。

3.根據權利要求1所述的基于Bi-CGSTAB和SL0算法的MIMO雷達目標參數估計方法，其特征在于：所述步驟二中高斯函數其中σ為函數形狀控制參數，β_i表示向量β中的第i個元素。

4.根據權利要求1所述的基于Bi-CGSTAB和SL0算法的MIMO雷達目標參數估計方法，其特征在于：所述步驟四中所述目標的參數包括：距離、角度和多普勒。