有限字长自适应波束形成算法开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题目：有限字长对自适应波束形成算法的影响专业遥感科学与技术学生孙策学号1110540104指导教师胡航日期2015-03-20哈尔淇工他大学教务处制目录课题背景和来源课题目的和意义国内外研究现状自适应波束形成的发展与应用自适应波束形成算法的稳健性问题有限字长Q适应波朿形成算法研究Pi容研究方案最小均方算法样本矩阵求逆算法32BFT与64BIT字长算法性能与技术指标的比较仿真性能分析进度安排预期目标已具备的条件、存在的W难与问题参考文献1课题背景和来源近年来随着计算机技术和信号处理技术的飞速发展，相控阵技术得

2、到了越來越多的应用和发展，随着相控阵雷达技术的发展，阵列信号处理成为信号处理的一个重耍分支。陈列信号处理技术主要包括自适应数字波束形成(ADBF:AdaptiveDigitalBeamforming)和波达方1^1(DOA:DirectionofArrival)估计，自适应数字波束形成能够Tf效地保留期望信号，同吋滤除干扰信号，以达到最优的输出信干噪比(SINR:SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)11Jofi适应波束形成算法在通信雷达、通信、电子对抗、声纳、生物医学工程等科技领域屮到了极为广泛的

3、应用［2］。但自适应波束形成及空间谱估计算法涉及大量矩阵与求逆运算，实现复杂、运算量大，浮点舍入误差的影响需认真考虑。为此研究算法在32bit有限字长下的性能与指标，为评价其在应用平台(如DSP)下的性能提供依据，具有工程参考价值。2课题目的和意义自适应阵列天线技术利用信号传输的空问特性实现干扰抑制。实际上起着空问滤波的作用。在抗干扰处理中，有用信号与干扰信号往往来&不同的方向，利用这个特点，可以控制天线阵列在冇用信号入射方向上保持高增益，在干扰信号入射方向上形成零陷，从ifu达到抑制干扰的目的。G适应天线对干扰信号的抑制可以达到

4、20-30dB,并且可以根据宥用信号和干扰信号入射角度的变化，自动调解天线阵的空间滤波特性，实现最佳接收。在发射模式，自适应天线可以实现定叫发射，减小对其他用户的干扰。“波束形成(bamforming)”这个术语來源于早期的相控阵雷达，被设计用于形成锐方叫性波束，以便在接收某一•特定方h'd发出的信号的同吋，衰减其它方向到来的信号。波束形成听起来是讲发射能暈，但实际上波束形成既可用T接收能暈也可用T发射能量。B前见诸文献比较多的是用于接收信号的波朿形成方法。实现波朿形成要进行一系列运算，包拈对空问各阵元接收到的信号进行加权、延时及

5、求和

6、31。与传统单个传感器的一维信号处理相比，阵列信号处理具有更为灵活的波束指向控制，更高的输出信号处理增益，更为精确的空间分辨率等优点。因此，阵列信号处理得到了很大的发展，应用领域不断扩大，现己成功应用于雷达和声纳n标检测、无线通讯、射电天文、生物医学、地震探测等诸多工程领域

7、41。适应波束形成算法核心是通过一些适应波束形成算法获得天线阵列的最佳权重，并最终最后调整主瓣专注于所需信号的到达方向，以及抑制干扰信号，通过这些方式，天线可以冇效接收所需信号。在实际应用中，自适应波束形成算法经常被用在DSP平台上。为了解决运算量人，浮

8、点舍入误差等一系列工程应用中的问题，这次研究将聚焦于有限字松(32bit)对自适应波朿形成算法的影响，并在Matlab的帮助下进行实验。3国内外研究现状3.1自适应波束形成的发展与应用最早的0适应波朿形成器是旁瓣相消器，其由一个主天线和一个辅助天线组成，辅助天线用来估计主天线中的干扰信号，然后在主天线输岀中减掉估计的干扰信号来实现自适应。接着Applebaiun乂提出了最大信干噪比&适应阵列求权准则

9、61，通过对各个阵元进行和应的自适应加权来实现自适应干扰抑制。通过自适应波束形成所利用的自由度的不同，可以分为阵元级完全自适应波束形

10、成(乂称为满秩&适应波束形成)和部分自适应波束形成。完全自适应波束形成运用了所冇可用的S由度，运用的自适应自由度越多，数据处理的维数就越大，运算量就越大，从而导致收敛速度慢。部分CJ适应一般应用于大型阵列，包括降维和降秩两种处理方式，降维自适应处理通常讨以由子阵级处理来实现，在进行自适应处理之前先降低阵列处理的维数。降秩自适应处理是通过将剩余自由度舍弃或转化为约束自巾度来实现的，主要包括宵接主分量法、正交投影法和降秩共轭梯度法等。上世纪80年代丙德首次公开报道将ADBF系统应用于ELRA实验型相控阵雷达，能有效实现多波束数字化自适

11、应空域滤波。接着GE公司和雷声公司的作战型超视距雷达以及荷兰Signaal公司的远程监视雷达SMART-L相继应用丫ADBF技术，美国罗马实验室开发了一种实验型快速数字波束形成(FDBF:FastDigitalBeamformer)系统，能够同时形