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专利号: 2016110296345
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于Bi-CGSTAB和SL0算法的MIMO雷达目标参数估计方法,其特征在于:所述方法通过在SL0算法中由离线计算获得的伪逆替代矩阵 代替感知病态矩阵A的伪逆A** -1 *(AA) ,其中(·) 表示矩阵的共轭转置操作,然后利用改进的SL0算法对MIMO雷达的接收信号y进行处理,其具体操作步骤包括:步骤一,初始化数据:

(1a)加载伪逆替代矩阵 将 作为算法运行的初始值,设置初始值内循环次数L和步长μ,其中L,μ>0;

(1b)设置衰减因子ρ,0<ρ<1;设置形状参数初值 以及形状参数终值σJ,其中D为在目标探测场景中所划分的距离-角度-多普勒单元总数;

步骤二,迭代求解目标参数,令σ=σj,j=1,2,3…,在可行解集χ={β|y=Aβ}上利用最速上升法求解Fσ(β)的最大值:(2a)令 将(2b)至(2c)步循环L次;

(2b)令 其中,βi(i=1,2,…,D)为矢量β中第i个元素;

(2c)将 投影到可行解集χ={β|y=Aβ}上,即(2d)令

步骤三,验证σ,当σ<σJ时进行步骤四,此时得到的 为目标场景向量估计值,其中J表示算法退出时j的取值;否则,j=j+1,σj=ρσj-1,返回步骤二;

步骤四,根据非零元素在矢量 中的位置计算得出各目标的参数,所述目标场景向量估计值 中的非零元素值为各目标的复散射系数值;

所述伪逆替代矩阵 的计算步骤包括:

S1,任意选取满足稀疏条件的目标场景向量αb,根据感知病态矩阵A生成叠加噪声的虚拟数据y'b,S2,根据虚拟数据y′b和感知病态矩阵A构造线性方程组:A*Aα'b=A*y'b,其中α'b为待求得未知量;(·)*表示矩阵的共轭转置操作;

S3,利用Bi-CGSTAB算法求解该病态方程组,获得与真实值αb接近的解S4,对感知病态矩阵A进行奇异值分解A=UΣV*;其中, 和分别是获得的左奇异向量矩阵和右奇异向量矩阵, 表示复数集;

其中,

为由奇异值 构成的对角矩阵,

为大小为Mr(N+P-1)×[PKH-Mr(N+P-1)]的零矩阵,Mr为MIMO雷达接收阵元数,P、K和H分别为在目标探测场景中所划分的距离单元数、角度单元数和多普勒单元数;

S5,定义数据矢量yu=U*y 'b和 对角矩阵 的估计值为其中,对角元素值 i=1,2,…Mr(N+P-

1);αvi和yui分别是数据矢量αv和yu中的第i个元素;

S6,计算求得感知病态矩阵A的伪逆替代矩阵并存储,所述矩阵A的伪逆替代矩阵为:其中,矩阵

由未知的元素值 构成的对角矩阵。

2.根据权利要求1所述的基于Bi-CGSTAB和SL0算法的MIMO雷达目标参数估计方法,其特征在于:所述伪逆替代矩阵 的计算在离线的情况下计算求解。

3.根据权利要求1所述的基于Bi-CGSTAB和SL0算法的MIMO雷达目标参数估计方法,其特征在于:所述步骤二中 高斯函数 其中σ为函数形状控制参数,βi表示向量β中的第i个元素。

4.根据权利要求1所述的基于Bi-CGSTAB和SL0算法的MIMO雷达目标参数估计方法,其特征在于:所述步骤四中所述目标的参数包括:距离、角度和多普勒。