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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@@ -9,12 +9,15 @@
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\label{subsec:single_arr_doa_est}
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假设 $K$ 个信源的来向参数收集为
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\begin{equation}
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\bm{\Theta}
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\triangleq
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\left[\bm{\theta}_1,\ldots,\bm{\theta}_K\right],
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\end{equation}
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$M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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\begin{equation}
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\label{eq:single_arr_doa_model}
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\mathbf y_t
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@@ -22,6 +25,7 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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\mathbf A(\bm{\Theta})\mathbf x_t + \mathbf n_t,
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\qquad t=0,1,\ldots,T-1,
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\end{equation}
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其中:
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\begin{itemize}
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\item 观测向量 $\mathbf y_t \in \mathbb C^{M\times 1}$;
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@@ -37,11 +41,14 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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\end{itemize}
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将所有快拍按列堆叠得到矩阵形式
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%
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\begin{equation}
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\mathbf Y = \mathbf A(\bm{\Theta})\mathbf X + \mathbf N,
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\end{equation}
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%
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其中 $\mathbf Y\in\mathbb C^{M\times T}$、$\mathbf X\in\mathbb C^{K\times T}$、$\mathbf N\in\mathbb C^{M\times T}$ 为相应的堆叠矩阵。
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本节待估主参数为
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\begin{equation*}
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\boldsymbol\eta
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\triangleq
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@@ -49,6 +56,7 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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=
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\left[\bm\theta_1^\Tran,\ldots,\bm\theta_K^\Tran\right]^\Tran,
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\end{equation*}
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干扰参数为信源快拍 $\{\mathbf x_t\}$ 与噪声方差 $\sigma_n^2$。
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\subsection{阵列模型:ULA 与 UPA}
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@@ -60,6 +68,7 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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\label{subsubsec:single_arr_ula_model}
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对于 \gls{ula},阵元间距为 $d$,工作波长为 $\lambda_{\mathrm{c}}$,第 $k$ 个信源的到达角为标量 $\theta_k$。导向矢量为
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%
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\begin{equation}
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\mathbf a_{\mathrm{ULA}}(\theta_k)
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=
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@@ -76,6 +85,7 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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\label{subsubsec:single_arr_upa_model}
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对于 \gls{upa},阵列位于 $xOy$ 平面内,沿 $x$ 轴和 $y$ 轴分别等间距排布,阵元数为 $M_x$ 与 $M_y$,间距为 $d_x$ 与 $d_y$,总阵元数 $M=M_xM_y$。统一采用与全局方向一致的二维角度
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%
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\begin{equation}
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\bm\theta_k
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\triangleq
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@@ -88,6 +98,7 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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\qquad
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u_{y,k}\triangleq\cos\beta_k\sin\alpha_k,
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\end{equation}
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%
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则两个方向的一维导向矢量分别为
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\begin{subequations}
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\begin{align}
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@@ -114,6 +125,7 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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\subsection{对数似然与确定最大似然准则}
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记 $\sigma\triangleq\sigma_n^2$。由 $\mathbf n_t\sim\mathcal{CN}(\mathbf 0,\sigma\mathbf I_M)$ 及 $\mathbf x_t$ 的确定性假设,有 $\mathbf y_t\sim\mathcal{CN}(\mathbf A(\bm\Theta)\mathbf x_t,\sigma\mathbf I_M)$。各快拍独立,对数似然为
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%
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\begin{equation}
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\label{eq:det_ml_log_likelihood}
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\ln \mathcal L(\sigma,\{\mathbf x_t\},\bm\Theta)
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@@ -122,6 +134,7 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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-MT\ln\sigma
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-\frac{1}{\sigma}\sum_{t=0}^{T-1}\left\|\mathbf y_t-\mathbf A(\bm\Theta)\mathbf x_t\right\|_2^2.
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\end{equation}
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%
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对应的 \gls{dml}/\gls{cml} 优化问题为
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\begin{alignat}{2}
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\label{eq:det_ml_doa_opt}
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@@ -134,6 +147,7 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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\subsection{集中似然与投影残差准则}
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这里关心的是 $\bm\Theta$,因此把信源快拍 $\{\mathbf x_t\}$ 与噪声方差 $\sigma$ 视为干扰参数集中消去。对固定的 $\bm\Theta$,逐一最小化得到的闭式解为
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%
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\begin{equation}
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\widehat{\mathbf x}_t(\bm\Theta)
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=
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@@ -143,7 +157,9 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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=
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\frac{1}{M}\tr\!\left[\left(\mathbf I_M-\mathcal P_{\mathbf A}\right)\widehat{\mathbf R}\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 A}
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\triangleq
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@@ -153,13 +169,16 @@ $M$ 元阵列在第 $t$ 个快拍的接收向量记为
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\triangleq
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\frac{1}{T}\sum_{t=0}^{T-1}\mathbf y_t\mathbf y_t^\Herm.
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\end{equation}
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%
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$\mathcal P_{\mathbf A}$ 是导向矩阵列空间的正交投影算子,将贯穿后续所有章节作为消去信号/复增益干扰参数的核心工具;$\widehat{\mathbf R}$ 为样本协方差矩阵。代回式~\eqref{eq:det_ml_log_likelihood} 并忽略与 $\bm\Theta$ 无关的项后,$\bm\Theta$ 的 \gls{cdml} 化为
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%
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\begin{equation}
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\widehat{\bm\Theta}_{\mathrm{CDML}}
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=
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\argmin_{\bm\Theta}
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\tr\!\left[\left(\mathbf I_M-\mathcal P_{\mathbf A(\bm\Theta)}\right)\widehat{\mathbf R}\right].
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\end{equation}
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%
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也即把 $\bm\Theta$ 的来向估计等价为最小化投影残差能量。集中似然的逐步矩阵代入与对应的 \gls{crb}/\gls{fim} 推导见附录~\ref{sec:det_doa_crb}。
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本节得到的结构性结论是:当信源快拍被视为确定性干扰参数时,\gls{doa} 信息体现为阵列导向子空间的投影残差能量;上述投影模板与集中似然将在后续每一节中复用。
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Reference in New Issue
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