[發明專利]一種面向多目標場景探測的序貫檢測方法

在審

• 申請號: 201711279067.3
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108089169A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 朱炳祺;陸滿君;黃飛;杜科;馬憲超;董千里
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

1.一種面向多目標場景探測的序貫檢測方法，其特征在于，包含以下步驟：

用線性調頻信號作為第一次發射波形，在回波信號的表達式中增加雜波未知參數θ，設定初始目標假設成立的條件概率均等，在每次回波觀測后，更新目標假設成立的條件概率和雜波未知參數的估計值并根據每次更新的目標假設成立的條件概率和雜波未知參數的估計值設計下一次的最優發射波形，重復進行上述迭代過程，直至某一次迭代后獲得的目標假設成立的條件概率大于設定的閾值，則判決雜波場景中此目標假設為真，序貫檢測結束。

2.如權利要求1所述的面向多目標場景探測的序貫檢測方法，其特征在于，所述的序貫檢測方法具體包含以下步驟：

步驟S1、設定第一個波形S(1)(f)和初始目標假設成立的條件概率

用線性調頻信號作為第一次發射波形S(1)(f)：

其中，E為總發射能量，W為總發射帶寬，f為中心頻率；

并設初始目標假設成立的條件概率其中，i為場景可能的目標響應，i＝1,2,…,KM；

步驟S2、計算第k次回波的第i個假設檢驗Hi；

Hi:第i個假設檢驗為真，i＝1,2,...,KM；

回波的矢量假設檢驗為：

Hi:Y＝SHt,i+SHc(θ)+N

＝T+C(θ)+N

且設總發射能量

E = ∫ - W / 2 W / 2 ϵ ( k ) ( f ) d f = ∫ - W / 2 W / 2 max ( λ - 1 2 P n ( f ) · | H ~ t , i ( k - 1 ) ( f ) | 2 - P n ( f ) P c ( f ; θ ^ ( k - 1 ) ) ) d f ]]>

在假設i情況下，第k次回波信號Y的PDF為：

f i ( Y ( k ) ; θ ( k ) ) = 1 π M + 1 det ( Γ ( θ ( k ) ) ) exp [ - ( Y ( k ) - S ( k ) H t , i ) H Γ - 1 ( θ ( k ) ) ( Y ( k ) - S ( k ) H t , i ) ] ]]>

第k次序列時雜波-噪聲協方差矩陣可以描述為：

Γ(θ(k))＝S(k)·diag(Pc(θ(k)))·(S(k))H+diag(Pn)；

步驟S3、估計第k次觀測后的雜波未知參數的最大似然估計并根據雜波未知參數的最大似然估計和目標假設成立的條件概率計算第k次觀測后的雜波未知參數的估計值

第一次接收后信號的對數似然比為：

li(Y(1)；θ(1))＝-ln|det(Γ(θ(1)))|-[(Y(1)-S(1)Ht,i)HΓ-1(θ(1))(Y(1)-S(1)Ht,i)]+ζ；

其中，ζ為常數，與θ無關可以忽略；

在第i個假設下，上式的第1次雜波未知參數的最大似然估計為：則第一次發射后雜波未知參數的估計值寫為

相應地，第k次觀測后的雜波未知參數的最大似然估計為：

θ ^ i ( k ) = argmax θ { l i ( Y ( k ) ; θ ( k ) ) } ; ]]>

第k次觀測后的雜波未知參數的估計值為：

θ ^ ( k ) = Σ i = 1 K M θ ^ i ( k ) · P i ( k ) ; ]]>

步驟S4、判斷是否存在i，使得對于所有j∈KM,j≠i成立，若是，確定第i個假設檢驗Hi為真，序貫檢測結束，若否，則進行步驟S5；

其中，是第k次觀測的Hi假設和Hj假設的似然比(Hi和Hj分別為兩個假設，可以相同也可以不同)，αi,j是當Hi假設為真時選擇了Hj假設的最大錯誤概率；

Λ i , j ( k ) = f i ( x ( 1 ) ) f i ( x ( 2 ) ) ... f i ( x ( k ) ) f j ( x ( 1 ) ) f j ( x ( 2 ) ) ... f j ( x ( k ) ) P i ( 1 ) P j ( 1 ) ; ]]>

其中，fi(·)為當假設Hi為真時的概率密度函數；

步驟S5、更新k次回波之后第i個目標假設成立的條件概率和雜波參數估計值并根據更新的條件概率和雜波參數估計值共同設計k+1次發射信號波形S(k+1)(f)，即構建最優信號能量譜，進行步驟S6；

k次回波之后第i個目標假設成立的條件概率：其中，∝是正比于符號；

k次回波之后的雜波參數估計值

設計奈曼-皮爾遜檢測器如下：

H 0 ( k + 1 ) : Y ( k + 1 ) = S ( k + 1 ) C ( θ ^ ( k + 1 ) ) + N ]]>

H 1 ( k + 1 ) : Y ( k + 1 ) = S ( k + 1 ) · Σ i = 1 K M P i k H t , i + S ( k + 1 ) H c ( θ ^ k ) + N ]]>

其中，和是在k次觀測后所得的各目標假設的概率值和雜波參數估計值；

設經推導可得，第k+1次發射信號的最優信號能量譜寫為：

ϵ ( k + 1 ) ( f ) = m a x ( λ - 1 2 P n ( f ) · | H ~ t , i ( k ) ( f ) | 2 - P n ( f ) P c ( f ; θ ^ ( k ) ) ) ; ]]>

第k+1次雜波參數估計值其中

是在k次觀測后所得的各目標假設的概率值和雜波參數估計值；

步驟S6、獲取第k+1次回波數據，進行步驟S2。