[发明专利]一种基于量化数据的云MIMO雷达的根克拉美罗下界计算方法

摘要

本发明公开了一种基于量化数据的云MIMO雷达的根克拉美罗下界计算方法,属于雷达技术领域，它特别涉及关于雷达信号处理中的参数估计性能界克拉美罗界的计算。本发明针对背景技术的不足解决的技术问题是,获得基于量化数据的的云MIMO雷达联合目标速度和位置参数估计，采用了直接分析量化和近似分析量化两种处理方式，进行了最大似然估计，并计算了克拉美罗界。利用本发明方法计算得到的直接分析量化和将量化影响近似为高斯误差时的克拉美罗界可以用来评估云MIMO雷达联合目标速度和位置参数估计的性能，并考虑了量化对性能的影响，这降低了实现的复杂度，更贴近工程应用。

主权项

1.一种基于量化数据的云MIMO雷达的根克拉美罗下界计算方法,该方法包括：步骤1：云MIMO雷达将kTs时刻第n个接收机接收到第m个发射机的信号rnm[k]为：第m个发射机在kT_s时刻的采样值为E是发射总能量，T_s为采样间隔，k(k＝1,…,K)是采样数字；为目标反射系数；τ_nm，f_nm表示对应于第n个接收机接收到第m个发射机的信号路径的时延和多普勒频率；u_nm[k]是第n个接收机接收到第m个发射机的信号路径的噪声，且()^*表示复数的共轭，δ(k‑k′)表示狄拉克函数，就是k＝k'的时候这个函数取值为1，其他情况为0，k和k'代表的是采样时刻；M表示发射机的总个数；s_m表示第m个发射机的发射信号；表示噪声u_nm[k]的方差；对r_nm[k]的实部和虚部进行量化，得到量化后的结果步骤2：将N个接收机接收到的M个发射信号所有采样值量化后的结果按顺序排列成一列其中，K表示采样时刻的的总个数；x[k]为N个接收机接收到M个发射机在kTs时刻的采样值量化后的数据为：步骤3：将量化后的数据传送到融合中心，则融合中心收到的数据为y＝x步骤4：计算xnm[k]的条件概率分布函数为：dreal＝0,1,…,D‑1,dimag＝0,1,…,D‑1其中，θ为待估计的目标参数，包括：目标xy方向上的位置和速度x,y,v_x,v_y，表示量化值量为d_real,d_imag的量化门限，根据实际情况决定，d_real,d_imag分别表示实部和虚部量化后的结果，取值为0,1,…,D‑1，其中D为量化值数目，Q(·)表示标准高斯分布的累积分布函数，定义为且r_nm[k]的实部和虚部均为高斯分布其中步骤5：根据以下公式计算y的似然函数步骤6：根据下式求得直接分析量化时待估参数θ的估计值步骤7：重复步骤1到6，根据估计到的求出其RMSE(均方根误差)为其中num为重复次数；步骤8：设获得矩阵其中,M表示发射机的个数，N表示接收机的个数，和为时延τ_nm对目标位置x,y的导数，τ_nm(n＝1,...,Nm＝1,...,M)表示第m个发射机到第n个接收机的时延，和为多普勒频率f_nm对x,y的导数，f_nm(n＝1,...,Nm＝1,...M)表示第m个发射机与第n个接收机之间的多普勒频率，和为多普勒频率对目标速度的导数；步骤9：假设x_nm[k]量化后的实部和虚部取值分别为a和b,得到矩阵的第ij个元素为：其中，当i＝nm或者i＝NM+nm时，否则且为矩阵中的对应元素，γ_a，γ_b，分别表示x_nm[k]实部虚部对应的量化门限；求导项可采用如下公式计算：步骤10：根据公式：其中，表示转置，计算出J(θ)，J(θ)为对应于x,y,v_x,v_y的费歇尔信息矩阵，最终可得：CRBd＝J(θ)‑1对应于CRB的对角元素分别为目标位置x,y和目标速度vx,vy的克拉美罗下界；步骤11：根据分别计算出直接分析量化时对应于x,y，vx,vy的根克拉美罗下界。