基于角度扩展的稳健自适应波束形成算法-论文.pdf

《基于角度扩展的稳健自适应波束形成算法-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、JournalofComputerApplicafionsISSN1001．90812Ol4．O63O计算机应用，2014，34(S1)：15—17CODENJYIIDUhttp：／／www．joca．cn文章编号：1001-9081(2014)S1．0015．03基于角度扩展的稳健自适应波束形成算法程晶。，唐亮，郑敏(中国科学院上海微系统与信息技术研究所宽带无线移动通信研究室，上海200050)(}通信作者电子邮箱jing．eheng@mail．sim．ac．1311)摘要：导向矢量误差是影响自适应波束形成算法稳健性的关键要素之一，针对该问题提出基于角度扩展的稳健自适应波束形成算法。

2、在期望信号到达角(DOA)给定范围内对导向矢量误差积分求和，展宽方向图主辩，实现角度扩展。后续采用最陡下降迭代法降低计算复杂度。数值仿真表明，该算法解决了系统性能因导向矢量误差而急剧下降的问题，在小误差情况下，系统性能提高约20％。关键词：导向矢量误差；自适应波束形成；角度扩展；最陡下降；稳健性中图分类号：TN929．5文献标志码：ARobustadaptivebeamformerbasedonanglespreadCHENGJing’，TANGLiang，ZHENGMin(LaboratoryofBroadbandWirelessTechnology,ShanghaiInstitut

3、eof肘蛔tlandInformationTechnology,ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China)Abstract：Pointingerrorisoneofthekeyfactorsthatafecttherobustnessofadaptivebeamformer．Forthis，therobustbeamformerbasedona~slespreadwasproposed．ThedirectionaldiagramWasspreadbycomputingtheintegralofpointingvectoraroundth

4、eDirectionofArrival(DOA)．Besides，thecomplexityofalgorithmWasreducedbyadoptingsteepestdescentmethod．Thenumericalsimulationimpliesthattheproposedmethodslowsdownthedescentvelocityofsystemperformancecausedbypointingerror．Inlittleerorsituation，thesystemperformanceincreasesabouttwentypercent．Keywords：

5、pointingerror；adaptivebeamformer；anslespread；steepestdescent；robustness等优点；同时，该算法假定真实信号DOA呈拉普拉斯概率分0引言布，在该范围内对导向矢量积分求和可得新的导向矢量。仿真近几年，波束形成技术广泛应用于雷达、无线通信、声呐、医结果表明：相比LCMV最优化滤波器算法，基于角度扩展的稳学成像、地震学等领域J。然而，波束形成理论仍存在许多问题健自适应波束形成算法可以有减少抗角度估计误差带来的性亟待解决J，其中较为典型的是阵列响应与真实值不匹配问题，能损失，提高了阵列信号处理系统性能，实现了稳健波束形成。其解决

6、难点在于如何提高波束形成器的稳健性J。1系统模型期望信号导向矢量的估计误差导致传统自适应算法中期望信号被当作干扰抑制掉，严重影响系统的输出性能”。针考虑一个阵列信号处理系统，其中阵列数为肘元等距直对该问题，国内外学者们提出了许多稳健波束形成算法。文线阵(UniformLinearArray，ULA)，阵元间距d为信号波长的献[5]提出了一种对角加载算法，该算法能够抑制噪声，但由1／2且阵元均为各向同性阵元，1个期望信号和Ⅳ一1个干扰于没有可靠的理论选择最优加载电平，在稳健性性能方面还信号从远场以平面波入射到阵列，阵列接收数据矢量(k)为有所不足。文献[6]基于协方差矩阵理论，提出了特征

7、子空()=a(oo)()+∑口()(．j})+()(1)间稳健滤波方法来解决有用信号相消的问题，但在低信干噪其中：Oo为期望信号的波达角，(p=1，2，⋯，N一1)为干扰比(SignaltoInterferenceandNoiseRatio，SINR)时，子空间缠信号。(k)的波达角，N(k)为阵列接收的噪声矢量。期望信绕会导致信号加噪声子空间估计失败。为了加深滤波器零陷号的导向矢量为值，文献[7]提出了线性约束最小方差(LinearlyCon