[發(fā)明專利]一種基于協(xié)方差矩陣的數(shù)據(jù)遺失快拍數(shù)及陣元檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810073143.3
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108427095B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛興鵬;王亞梁;趙春雷
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 孫莉莉

1.一種基于協(xié)方差矩陣的數(shù)據(jù)遺失快拍數(shù)及陣元檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、利用各個基站得到的測量數(shù)據(jù)x_l(t)＝A_ls(t)+n_l(t)，其中x_l(t)表示第l個基站t時刻的測量數(shù)據(jù)，A_l＝[a_l(r₁),…,a_l(r_q)]為第l個基站的M×q維定位矩陣，M表示各個基站的陣元數(shù)，q表示信源數(shù)，a_l(r₁)是第1個信號到第l個基站的M×1維定位向量，r₁是第1個信號的2×1維的向量，s(t)＝[s₁(t),…,s_q(t)]^T為t時刻的q×1維的信號向量，n_l(t)＝[n_l,1(t),…,n_l,M(t)]^T表示第l個基站t時刻的加性噪聲向量，估計各個基站的協(xié)方差矩陣：

式中參數(shù)T表示快拍數(shù)，上標符號“^T”表示矩陣的轉(zhuǎn)置符號，上標符號“^H”表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置符號；

步驟2、利用各個基站的協(xié)方差矩陣以及已知的信源數(shù)目q通過排列組合的方式遍歷任意的q+1個陣元組合，計算各個陣元組合對應(yīng)的協(xié)方差矩陣的跡，選擇跡最大的組合對應(yīng)的協(xié)方差矩陣估計噪聲系數(shù)：

式中為跡最大的組合對應(yīng)的協(xié)方差矩陣，eig{·}表示矩陣的特征值函數(shù)，min{·}表示向量中的最小值；

步驟3、根據(jù)數(shù)據(jù)遺失協(xié)方差矩陣跡的變化構(gòu)造曲線擬合方程：

式中表示前n個快拍估計的協(xié)方差矩陣，R_l表示理想的協(xié)方差矩陣，表示快拍估計的協(xié)方差矩陣，表示去除噪聲項的協(xié)方差矩陣，trace{·}表示矩陣的跡；

步驟4、利用所述曲線擬合方程估計各個基站的數(shù)據(jù)遺失快拍數(shù)以及數(shù)據(jù)遺失陣元數(shù)若出現(xiàn)情況，則可直接估計數(shù)據(jù)遺失陣元數(shù)：

其中，符號表示鄰近取整符號；若則令若則令即無數(shù)據(jù)遺失；

步驟5、對于存在數(shù)據(jù)遺失的基站，遍歷各個陣元，估計各個陣元的數(shù)據(jù)遺失快拍數(shù)：

通過逐個陣元的估計計算第l個基站出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺失的陣元數(shù)和出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺失的快拍數(shù)：

式中，m表示第m個陣元；

步驟6、根據(jù)步驟4與步驟5的估計結(jié)果和確定最終估計結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟6具體為：如果每個陣元估計的結(jié)果與多陣元估計的結(jié)果相匹配，則估計正確，估計結(jié)果取每個陣元估計的結(jié)果；如果每個陣元估計的結(jié)果與多陣元估計的結(jié)果不匹配，則估計錯誤，整個基站所有數(shù)據(jù)不足以實現(xiàn)定位功能，則剔除該基站上的測量數(shù)據(jù)：

其中，門限T_threshold₂＝κ₂T，κ₂是一個無窮小的正數(shù)；

對于陣元位置的估計表示為：