基于制造技术

本发明专利技术属于雷达定位技术领域，具体涉及一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于MUSIC和最大平行度的智能超表面辅助无源目标定位方法


[0001]本专利技术属于雷达定位
，具体涉及一种基于
MUSIC
和最大平行度的智能超表面辅助无源目标定位方法
。

技术介绍

[0002]多入多出
(Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output
，
MIMO)
雷达是一种新型雷达，源于
MIMO
通信技术，主要分为集中式与分布式两种结构
。
分布式
MIMO
雷达是多个相距较远的雷达发射机独立发射雷达探测波形，多个相距较远的雷达接收机经过复杂的信号处理过程检测目标方位等信息
。
集中式
MIMO
雷达也叫共址
MIMO
雷达，分为单基地和双基地两种类型，前者是多天线雷达自发自收，后者是多天线雷达发射机与多天线雷达接收机分隔两地；集中式
MIMO
雷达阵元间距较小，通常为半波长，通过发射正交波形实现波形分集
。
为避免混淆，后文中所提及的
MIMO
雷达均代指集中式
MIMO
雷达
。
[0003]智能反射面
(Reconfigurable Intelligent Surface
，
RIS)
是一种新型的二维人工合成材料，由大量可以动态调节自身电磁参数的亚波长级单元组成，可实现对于反射或透射信号幅度
、
相位乃至于极化方式的动态调整
。
凭借电磁特性可重构的特点以及无源
、
低成本的优势，
RIS
近年来在移动通信领域受到了广泛的研究
。
在不改变现有无线网络基础设施架构的同时，
RIS
可灵活地布置于墙面
、
地面
、
天花板
、
建筑物表面
、
甚至于大型车表面，为无线信道提供了额外的自由度，大幅提升通信质量
、
消除盲区
、
扩大覆盖范围
。RIS
的出现为雷达定位领域开拓了全新的视角：一方面
RIS
很容易形成超大规模阵列结构，这是常规的多天线技术难以实现的，因此
RIS
能提供远超常规
MIMO
雷达的空间分辨率，更为精确地估计目标的方位；另一方面，
RIS
也可以起到额外的锚点作用，与单基地
MIMO
雷达配合，可实现媲美双基地
MIMO
雷达的定位效果
。

技术实现思路

[0004]针对如何利用
RIS
的超大规模阵列特点与额外锚点功能，配合单基地
MIMO
雷达对无源目标进行高精度定位这一问题，本专利技术提出一种基于多重信号分类和最大平行度的
RIS
辅助的无源目标定位方法
。
[0005]为更好地对本专利技术进行说明，先介绍本专利技术技术方案所用到的术语和系统结构
。
[0006]BS
：
Base Station
，基站
。
[0007]LoS
，
Line
‑
of
‑
Sight
，视距的
。
[0008]MUSIC
：
Multiple Signal Classification
，多重信号分类
。
[0009]NLoS
，
non Line
‑
of
‑
Sight
，非视距的
。
[0010]ToI
，
Target of Interest
，感兴趣的目标
。
[0011]RIS
：
Reconfigurable Intelligent Surface
，智能超表面
。
[0012]ULA
：
Uniform Linear Array
，均匀线性阵列
。
[0013]图1所示为本专利技术所涉及的智能超表面辅助的无源目标定位系统示意图：
[0014]假定基站
BS
的天线数为
N
B
，智能超表面
RIS
单元数为
N
R
。
不失一般性地，本专利技术考虑二维情景下的莱斯信道模型，即用向量以及矩阵分别表示
ToI
‑
BS、ToI
‑
RIS
以及
RIS
‑
BS
的后向信道，具体表示为：
[0015][0016][0017]以及
[0018][0019]其中
α
l
和
κ
l
(l
＝0，1，
2)
分别为对应的路径损耗与莱斯因子；与为
LoS
分量；与为
NLoS
分量，其每个元素独立同分布于复高斯分布分量，其每个元素独立同分布于复高斯分布为
LoS
分量的功率
。
不妨用
θ0、
θ1与
θ2分别表示
ToI
‑
BS、ToI
‑
RIS
以及
RIS
‑
BS
的方位角，用与分别表示
BS
与
RIS
的阵列倾角，则与可表示为：
[0020][0021][0022]以及
[0023][0024]其中为阵列响应矢量
。
假定
RIS
对反射的信号无功率损失，并在第
n(
＝
l
，2，
…
，
N
T
)
个时隙内的反射系数为
[0025][0026]其满足零均值特性正交特性，即
[0027][0028]与
[0029][0030]其中
k
，
l∈{l
，2，
…
，
N
S
}。
因此第
n
个时隙内的总和后向信道可表示为：
[0031][0032]其中表示
h
(n)
中除了
LoS
分量外剩余的干扰分量；考虑
BS
在每个时隙内发射相同的探测信号其中
N
S
≥N
B
为符号向量个数，同时假定前向信道与后向信道互易，因此第
n
个时隙内的接收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于
MUSIC
和最大平行度的智能超表面辅助无源目标定位方法，定位系统包括具有
N
B
根天线的基站和具有
N
R
个单元数的智能超表面，定义目标到基站
、
目标到智能超表面
、
智能超表面到基站的后向信道分别为和和和和其中，
α
l
和
κ
l
分别为对应的路径损耗与莱斯因子，为
LoS
分量的功率，
l
＝
0,1,2
；与为
LoS
分量，与为
NLoS
分量，其每个元素独立同分布于复高斯分布定义
θ0、
θ1与
θ2分别表示目标到基站
、
目标到智能超表面
、
智能超表面到基站的方位角，用与分别表示基站与智能超表面的阵列倾角，将与表示为：表示为：表示为：其中，
a
B
和
a
R
为阵列响应矢量，设定智能超表面对反射的信号无功率损失，并在第
n
个时隙内的反射系数为：
n
＝
1,2,
…
,N
T
，
N
T
为时隙总数；智能超表面的系数均满足零均值特性正交特性：为时隙总数；智能超表面的系数均满足零均值特性正交特性：其中
k,l∈{1,2,
…
,N
S
}
，第
n
个时隙内的总和后向信道表示为：
其中表示
h
(n)
中除了
LoS
分量外剩余的干扰分量；在每个时隙内，基站发送相同的探测信号
N
S
≥N
B
为符号向量个数，设定前向信道与后向信道互易，第
n
个时隙内的接收信号矩阵表示为：其中为高斯白噪声；其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：
S1、
基站对接收信号右乘以探测信号的右逆进行信道估计，并与自身的共轭转置进...

【专利技术属性】
技术研发人员：马滕，雷霞，肖悦，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：