[發明專利]一種基于協方差矩陣的數據遺失快拍數及陣元檢測方法

有效

• 申請號: 201810073143.3
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108427095B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 毛興鵬;王亞梁;趙春雷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 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權代理有限公司 23211
• 代理人: 孫莉莉

1.一種基于協方差矩陣的數據遺失快拍數及陣元檢測方法，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據x_l(t)＝A_ls(t)+n_l(t)，其中x_l(t)表示第l個基站t時刻的測量數據，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，q表示信源數，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，估計各個基站的協方差矩陣：

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

步驟2、利用各個基站的協方差矩陣以及已知的信源數目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的協方差矩陣的跡，選擇跡最大的組合對應的協方差矩陣估計噪聲系數：

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

步驟3、根據數據遺失協方差矩陣跡的變化構造曲線擬合方程：

式中表示前n個快拍估計的協方差矩陣，R_l表示理想的協方差矩陣，表示快拍估計的協方差矩陣，表示去除噪聲項的協方差矩陣，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據遺失快拍數以及數據遺失陣元數若出現情況，則可直接估計數據遺失陣元數：

其中，符號表示鄰近取整符號；若則令若則令即無數據遺失；

步驟5、對于存在數據遺失的基站，遍歷各個陣元，估計各個陣元的數據遺失快拍數：

通過逐個陣元的估計計算第l個基站出現數據遺失的陣元數和出現數據遺失的快拍數：

式中，m表示第m個陣元；

步驟6、根據步驟4與步驟5的估計結果和確定最終估計結果。

2.根據權利要求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果與多陣元估計的結果相匹配，則估計正確，估計結果取每個陣元估計的結果；如果每個陣元估計的結果與多陣元估計的結果不匹配，則估計錯誤，整個基站所有數據不足以實現定位功能，則剔除該基站上的測量數據：

其中，門限T_threshold₂＝κ₂T，κ₂是一個無窮小的正數；

對于陣元位置的估計表示為：