fix(equation): 与正文连续的公式补 % 隔行占位
按新约定,给紧贴正文(无空行)的 \begin{equation}/\end{equation} 两侧各
插入一行 % 占位,全文共 675 处,覆盖 14 个文件。自成段落(前后留空行)的
公式不加。% 占位不影响渲染,diff 纯为新增 % 行,编译两遍输出不变。
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\begin{mdquote}
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\vspace{-1em}
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\begin{equation*}
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\mathbb{E} \left[ \mathbf{n}^\Herm_t \mathbf{n}_t \right] = M \sigma_n^2 = M \sigma.
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\end{equation*}
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@@ -420,6 +421,7 @@
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\subsection{确定信号 DoA--Doppler CRB}
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\label{sec:det_doa_doppler_crb}
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本附录对应第~\ref{sec:det_doa_doppler_est} 节的单阵列确定信号 \gls{doa}--Doppler 模型,是从纯空间 CRB 过渡到空时 CRB 的中间层。由式~\eqref{eq:vec_det_doa_doppler_recv_sig},向量化观测满足
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%
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\begin{equation}
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\tilde{\mathbf y}
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=
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@@ -429,7 +431,9 @@
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\qquad
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\tilde{\mathbf n}\sim\mathcal{CN}(\mathbf 0,\sigma\mathbf I_{MT}),
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\end{equation}
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%
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其中 $\sigma\triangleq\sigma_n^2$。因此
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%
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\begin{equation}
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\tilde{\mathbf y}\sim\mathcal{CN}\big(\boldsymbol\mu(\boldsymbol\kappa),\sigma\mathbf I_{MT}\big),
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\qquad
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@@ -437,7 +441,9 @@
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=
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\mathbf B_{\mathrm{st}}\boldsymbol\zeta.
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\end{equation}
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%
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本附录使用完整参数向量
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%
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\begin{equation}
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\boldsymbol\kappa
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=
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@@ -449,12 +455,14 @@
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\bm\theta^\Tran
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\end{bmatrix}^\Tran,
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\end{equation}
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%
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其中 $\boldsymbol\zeta^{(r)}=\Re\{\boldsymbol\zeta\}$、$\boldsymbol\zeta^{(i)}=\Im\{\boldsymbol\zeta\}$。这里的 $\bm\theta$ 表示单阵列一维 \gls{doa} 情形下的角度向量;若使用二维 \gls{doa} 参数,可将相应导数矩阵按同样方式扩展。
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\subsubsection{FIM 元素的通式}
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由于协方差 $\sigma\mathbf I_{MT}$ 只依赖噪声方差,而其他参数只通过均值向量进入,因此均值参数之间的 Fisher 信息为
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%
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\begin{equation}
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[\mathcal I(\boldsymbol\kappa)]_{ij}
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=
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@@ -464,17 +472,21 @@
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\left(\frac{\partial\boldsymbol\mu}{\partial\kappa_j}\right)
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\right\},
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\end{equation}
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%
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噪声方差自身的信息为
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%
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\begin{equation}
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[\mathcal I(\boldsymbol\kappa)]_{\sigma\sigma}
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=
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\frac{MT}{\sigma^2},
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\end{equation}
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%
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且噪声方差与均值参数的 Fisher 交叉项为零。因此后续只需构造均值参数部分的 FIM。
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\subsubsection{偏导数求取}
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定义时间索引向量和对角矩阵
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%
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\begin{equation}
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\mathbf t
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\triangleq
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@@ -484,7 +496,9 @@
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\triangleq
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\diag(0,1,\ldots,T-1).
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\end{equation}
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%
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由 $[\mathbf q_k(\nu_k)]_t=s_k(t)e^{j\nu_k t}$ 可得
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%
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\begin{equation}
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\dot{\mathbf q}_k
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\triangleq
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@@ -492,7 +506,9 @@
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=
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j\mathbf T_d\mathbf q_k(\nu_k).
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\end{equation}
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%
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再定义空间导向矢量和空时导向列向量的一阶导数为
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%
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\begin{equation}
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\dot{\mathbf a}_k
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\triangleq
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||||
@@ -511,7 +527,9 @@
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=
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\dot{\mathbf q}_k\otimes\mathbf a(\theta_k).
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||||
\end{equation}
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%
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进一步写成矩阵形式
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%
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\begin{equation}
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\mathbf B_{\mathrm{st},\theta}
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\triangleq
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@@ -530,7 +548,9 @@
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\right]
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||||
\in\mathbb C^{MT\times K}.
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\end{equation}
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%
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由此,对复增益、Doppler 和角度的一阶偏导为
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%
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\begin{equation}
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||||
\mathbf J_{\boldsymbol\zeta^{(r)}}
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=
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@@ -549,11 +569,13 @@
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||||
=
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||||
\mathbf B_{\mathrm{st},\theta}\mathbf D_{\zeta},
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||||
\end{equation}
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%
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其中 $\mathbf D_\zeta=\diag(\zeta_1,\ldots,\zeta_K)$。
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\subsubsection{消去复增益后的 DoA--Doppler EFIM}
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令
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%
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\begin{equation}
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||||
\boldsymbol\eta_{\theta\nu}
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\triangleq
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||||
@@ -566,7 +588,9 @@
|
||||
\mathbf J_{\boldsymbol\nu}
|
||||
\right].
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||||
\end{equation}
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%
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||||
完整均值参数 Jacobian 可写为
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%
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\begin{equation}
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||||
\mathbf J_{\mathrm{mean}}
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||||
=
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||||
@@ -580,7 +604,9 @@
|
||||
=
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||||
\frac{2}{\sigma}\Re\{\mathbf J_{\mathrm{mean}}^\Herm\mathbf J_{\mathrm{mean}}\}.
|
||||
\end{equation}
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%
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||||
由于 $\mathbf B_{\mathrm{st}}$ 与 $j\mathbf B_{\mathrm{st}}$ 对应未知复增益的实部和虚部,消去复增益后,$\boldsymbol\eta_{\theta\nu}$ 的 EFIM 为
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%
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\begin{equation}
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||||
\label{eq:single_det_doa_doppler_efim_theta_nu}
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||||
\mathcal I_{\mathrm e}(\boldsymbol\eta_{\theta\nu})
|
||||
@@ -597,7 +623,9 @@
|
||||
\end{bmatrix}
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\right\},
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\end{equation}
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%
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其中
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%
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\begin{equation}
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||||
\mathcal P_{\mathbf B_{\mathrm{st}}}^\perp
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=
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@@ -607,7 +635,9 @@
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||||
(\mathbf B_{\mathrm{st}}^\Herm\mathbf B_{\mathrm{st}})^{-1}
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||||
\mathbf B_{\mathrm{st}}^\Herm.
|
||||
\end{equation}
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%
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||||
将式~\eqref{eq:single_det_doa_doppler_efim_theta_nu} 分块写为
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%
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\begin{equation}
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||||
\mathcal I_{\mathrm e}(\boldsymbol\eta_{\theta\nu})
|
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=
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@@ -620,12 +650,15 @@
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\subsubsection{仅关心 DoA 或 Doppler 时的 CRB}
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若同时估计 \gls{doa} 和 Doppler,则
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%
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\begin{equation}
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||||
\operatorname{CRB}(\boldsymbol\eta_{\theta\nu})
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=
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\mathcal I_{\mathrm e}^{-1}(\boldsymbol\eta_{\theta\nu}).
|
||||
\end{equation}
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%
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||||
若只关心 \gls{doa},并把 Doppler 视为实值干扰参数,则应在式~\eqref{eq:single_det_doa_doppler_efim_theta_nu} 的实值 EFIM 上对 $\boldsymbol\nu$ 做 Schur 补:
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%
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\begin{equation}
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||||
\operatorname{CRB}(\bm\theta)
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||||
=
|
||||
@@ -635,7 +668,9 @@
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||||
\mathcal I_{\theta\nu}\mathcal I_{\nu\nu}^{-1}\mathcal I_{\nu\theta}
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||||
\right)^{-1}.
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\end{equation}
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%
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||||
类似地,若只关心 Doppler,并把 \gls{doa} 视为实值干扰参数,则
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%
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\begin{equation}
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||||
\operatorname{CRB}(\boldsymbol\nu)
|
||||
=
|
||||
@@ -645,6 +680,7 @@
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||||
\mathcal I_{\nu\theta}\mathcal I_{\theta\theta}^{-1}\mathcal I_{\theta\nu}
|
||||
\right)^{-1}.
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\end{equation}
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%
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需要注意,$\boldsymbol\nu$ 是实值干扰参数,因此不能把
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$\mathbf B_{\mathrm{st},\nu}\mathbf D_\zeta$ 当作具有任意复系数的未知子空间并直接写成复投影
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$\mathcal P_{[\mathbf B_{\mathrm{st}},\mathbf B_{\mathrm{st},\nu}\mathbf D_\zeta]}^\perp$。
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@@ -949,6 +985,7 @@ Schur 补 $\mathcal{I}_{\mathrm e}
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\end{equation}
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%
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用矩阵形式表示为
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%
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\begin{equation}
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\mathcal{I}_{\mathrm e} = \frac{2T}{\sigma} \Re \left\{ \mathcal{H} \odot \mathbf{U}^\Tran \right\}.
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\end{equation}
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Reference in New Issue
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