基于最大似然估计的多传感器1比特直接定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113055815A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110258767.4(22)申请日2021.03.10(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人易伟张国鑫肖航周其玉周涛孔令讲(74)专利代理机构成都虹盛汇泉专利代理有限公司51268代理人王伟(51)Int.Cl.H04W4/02(2018.01)H04W64/00(2009.01)H04W84/18(2009.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称基于最大似然估计的多传感器1比特直接定位方法(57)摘要本发明公开了一种基于最大似然估计的多传感器1比特直接定位方法，包括以下步骤：S1、初始化系统参数，初始化传感器节点个数、传感器节点位置、传感器接收天线数目、阵元间距、接收信号波长、采样间隔、噪声方差、发射信号；S2、对各传感器接收通道的基带信号进行采样，获得离散样本值；S3、对离散样本值进行1比特量化，得到1比特信号；S4、划分目标位置的网格搜索空间；S5、采用网格搜索的方式定位目标。本发明将接收的基带信号采用1比特ADC量化，1比特ADC与传统ADC相比，不再需要自动增益控制，且只保留了1位量化结果，降低了系统复杂性、功耗、成本以及通信数据量。CN113055815ACN113055815A权利要求书1/2页1.基于最大似然估计的多传感器1比特直接定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、初始化系统参数，初始化传感器节点个数、传感器节点位置、传感器接收天线数目、阵元间距、接收信号波长、采样间隔、噪声方差、发射信号；S2、对各传感器接收通道的基带信号进行采样，获得离散样本值；S3、对离散样本值进行1比特量化，得到1比特信号；S4、划分目标位置的网格搜索空间；S5、采用网格搜索的方式定位目标。2.根据权利要求1所述的基于最大似然估计的多传感器1比特直接定位方法，其特征在于，所述步骤S3得到的1比特信号Zl为：Zl＝Q1‑bit(Yl‑Tl)(1)其中Tl为量化门限；Yl为离散样本值，l＝1,…,L，L为传感器节点个数；Q1‑bit(·)为1比特量化器，定义为：分别代表求实部和虚部，sign(·)为取符号操作，定义为：3.根据权利要求2所述的基于最大似然估计的多传感器1比特直接定位方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下子步骤：S51、设置代价函数初始值Q＝0；S52、选取一个网格点ηgrid＝(xgrid,ygrid)，计算网格点的阵列响应αl(ηgrid)：其中θgrid为选取的网格点与传感器节点的方位角，d为阵元间距，λ为接收信号波长，R为传感器接收天线数目，[·]T表示转置；S53、计算网格点的代价函数Qgrid(Zl；ηgrid)，如果Qgrid≥Q，更新代价函数Q＝Qgrid，且将对应的网格点作为估计的目标位置，否则保留初始代价函数不更新；S54、对所有网格点执行步骤S52‑S53的操作,确定最终的目标位置4.根据权利要求3所述的基于最大似然估计的多传感器1比特直接定位方法，其特征在于，所述步骤S53中，代价函数的计算方法包括以下子步骤：S531、根据S52计算得到的阵列响应αl(ηgrid)，计算各通道的无噪声接收信号Ml：TMl＝αl(ηgrid)s(5)s表示发射信号；S532、计算量化因子其中σ表示噪声方差，分别为Ml、Tl第n个元素的实部，分别为Ml、Tl第n个2CN113055815A权利要求书2/2页元素的虚部；n＝1,…,RK，K为离散样本数；S533、计算代价函数值Qgrid(Zl；ηgrid)：其中，分别为Zl第n个元素的实部和虚部，Φ(·)代表标准正态分布的累积分布函数，表示为：3CN113055815A说明书1/5页基于最大似然估计的多传感器1比特直接定位方法技术领域[0001]本发明属于信号处理技术领域，涉及信号参数估计以及多传感器被动定位方法，特别是一种基于最大似然估计的多传感器1比特直接定位方法。背景技术[0002]定位技术一直是通信和信号处理领域一个重要的研究内容，现有的定位技术主要可以分为两类，一类是二次定位，包括TOA，TDOA，AOA等技术，另一类是直接定位。在二次定位技术中，各个传感器节点孤立的测量与目标位置相关的量测参数，如信号的到达角，时延，多普勒等，忽略了这些参数均来自于同一目标这一约束关系，因此是次优的。而直接定位技术(DPD)直接从基带信号出发，估计出目标位置，不需要测量量测参数的中间步骤，具有低信噪比下定位精度高，鲁棒性好等特点，在民用和军用领域都有着广阔的发展空间。直接定位技术根据发射信号的波形信息是否已知，可以分为DPD‑known和D