基于5G信号的分布式被动雷达目标定位方法

作     者：何漆龙 黄川 邱星晔 李中余 武俊杰 杨建宇 HE Qilong;HUANG Chuan;QIU Xingye;LI Zhongyu;WU Junjie;YANG Jianyu

作者机构：电子科技大学信息与通信工程学院 清华大学电子工程系 

出 版 物：《信号处理》 (Journal of Signal Processing)

年 卷 期：2024年第40卷第9期

页      面：1621-1632页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(62171084)~~ 

主　　题：被动雷达 5G信号 目标定位 分布式 到达距离差 

摘      要：随着第五代（5th Generation, 5G）无线通信技术的快速发展，基于5G信号的被动雷达技术在目标监测方面具有很大的应用潜力。特别是在分布式体制下，被动雷达系统能够有效整合多个站点信息，完成复杂的目标探测任务，为目标定位技术带来新的思路和方法。然而，在5G基站分布式场景下，基站大多部署在复杂环境中，导致目标定位过程中测量误差增大，从而限制了目标定位的精度。本文针对这一问题，结合5G独特的定位参考信号（PositioningReferenceSignal,PRS），提出了一种迭代三步加权最小二乘（Iterative Three-step WeightedLeast Squares, I3WLS）算法，用于实现分布式被动雷达目标精准定位。首先建立了基于5G信号的目标回波模型，通过回波时延信息构建了到达距离差（Range Difference of Arrival, RDOA）方程，然后利用加权最小二乘算法对目标位置初始估计值进行参数更新和迭代优化，最后通过线性变换距离约束方程保留目标位置的一次项，从而得到了目标的精确估计值。仿真结果表明，与现有方法相比，所提算法具有更好的定位精度和更强的鲁棒性，在被动雷达目标定位领域具有广阔的应用前景。