交替EKF跟踪预测辅助的机间通信感知一体化波束形成设计

赵铁刚; 于启月

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240292

中山大学学报（自然科学版中英文） ›› 2025, Vol. 64 ›› Issue (04) : 12 -21. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240292

交替EKF跟踪预测辅助的机间通信感知一体化波束形成设计

赵铁刚, 于启月

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摘要

针对高空机间通信感知一体化场景，首先构建了多机之间的通信感知系统模型，并基于双机之间的空间几何关系，推导了可用于跟踪的状态预测模型与量测模型。对模型进行了线性化处理，并将传统的扩展卡尔曼滤波（EKF）算法改进为交替EKF多波束跟踪预测算法，以实现对多个目标的独立跟踪与预测。并通过降低模型中转换矩阵的阶数，进一步减少计算复杂度。通过交替EKF跟踪预测算法实时提供的状态信息，在功率受限条件下，利用数字波束形成技术实现了多机通信的速率最大化，并得到了设计的闭合解形式。最后，仿真结果验证了所提出的交替EKF多波束跟踪预测算法的优越性。