[發明專利]一種基于量化數據的云MIMO雷達的根克拉美羅下界計算方法

有效

• 申請號: 201810557904.2
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108957422B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 王珍;何茜
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/42
• 分類號: G01S7/42
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

1.一種基于量化數據的云MIMO雷達的根克拉美羅下界計算方法,該方法包括：

步驟1：云MIMO雷達將kT_s時刻第n個接收機接收到第m個發射機的信號r_nm[k]為：

第m個發射機在kT_s時刻的采樣值為E是發射總能量，T_s為采樣間隔；為目標反射系數；τ_nm、f_nm表示對應于第n個接收機接收到第m個發射機的信號路徑的時延和多普勒頻率；u_nm[k]是第n個接收機接收到第m個發射機的信號路徑的噪聲，且()^*表示復數的共軛，δ(k-k′)表示狄拉克函數，就是k＝k'的時候這個函數取值為1，其他情況為0，k和k'代表的是采樣數字；M表示發射機的總個數；s_m表示第m個發射機的發射信號；表示噪聲u_nm[k]的方差；

對r_nm[k]的實部和虛部進行量化，得到量化后的結果

步驟2：將N個接收機接收到的M個發射信號所有采樣值量化后的結果按順序排列成一列

其中，K表示采樣時刻的的總個數；x[k]為N個接收機接收到M個發射機在kT_s時刻的采樣值量化后的數據為：

步驟3：將量化后的數據傳送到融合中心，則融合中心收到的數據為

y＝x

步驟4：計算x_nm[k]的條件概率分布函數為：

d_real＝0,1,…,D-1,d_imag＝0,1,…,D-1

其中，θ為待估計的目標參數，包括：目標x，y方向上的位置和速度x、y、v_x、v_y，表示量化值量為d_real、d_imag的量化門限，根據實際情況決定，d_real、d_imag分別表示實部和虛部量化后的結果，取值為0,1,…,D-1，其中D為量化值數目，Q(·)表示標準高斯分布的累積分布函數，定義為：

且r_nm[k]的實部和虛部均為高斯分布其中

步驟5：根據以下公式計算y的似然函數

步驟6：根據下式

求得直接分析量化時待估參數θ的估計值

步驟7：重復步驟1到6，根據估計到的求出其均方根誤差為：

其中num為重復次數；

步驟8：設

獲得矩陣

其中,M表示發射機的個數，N表示接收機的個數，和為時延τ_nm對目標位置x、y的導數，τ_nm表示第m個發射機到第n個接收機的時延，其中n＝1,...,N，m＝1,...,M，和為多普勒頻率f_nm對x、y的導數，f_nm表示第m個發射機與第n個接收機之間的多普勒頻率，其中n＝1,...,N，m＝1,...M，和為多普勒頻率對目標速度的導數；

步驟9：假設x_nm[k]量化后的實部和虛部取值分別為a和b,得到矩陣的第ij個元素為：

其中，當i＝nm或者i＝NM+nm時，否則且

為矩陣中的對應元素，γ_a、γ_b，分別表示x_nm[k]實部虛部對應的量化門限；

求導項可采用如下公式計算：

步驟10：根據公式：

其中，表示轉置，計算出J(θ)，J(θ)為對應于x、y、v_x、v_y的費歇爾信息矩陣，最終可得：

CRB_d＝J(θ)^-1

對應于CRB的對角元素分別為目標位置x、y和目標速度v_x、v_y的克拉美羅下界；

步驟11：根據

分別計算出直接分析量化時對應于x、y和v_x、v_y的根克拉美羅下界。