一种稳健的自适应波束形成器

当信号噪声比超过一定的门限时,线性约束自适应波束形成器对天线的幅相误差有很高的敏感度,即使在误差很小的情况下,期望信号也会如同干扰一样被抑制掉。该文通过对广义旁瓣相消器的阻塞矩阵加以改进,提出了一种对阵列天线误差有良好稳健性的自适应波束形成器。该方法基于广义旁瓣相消器结构,可方便地进行部分自适应,降低运算量。     

基于空时二维协方差矩阵修正的波束形成算法

在实际应用环境中,信源和阵列传感器等存在误差,假设期望信号的导向矢量与真实信源导向矢量的失配会导致阵列波束形成器把期望信号当作干扰来加以抑制。针对信号匹配误差导致自适应波束形成性能下降的问题,提出了一种基于空时二维协方差矩阵修正的波束形成算法,利用空时结构对宽带幅相误差校正的特性,对空时二维协方差矩阵进行重构,并对修正协方差矩阵进行特征值分解,分离出信号加干扰子空间,将失配导向矢量投影可使期望信号与噪声子空间严格正交,最后求解算法最优权值。算法有效改善了波束形成的输出信噪比,计算机仿真验证了理论分析的正确性和算法的稳健性。     

基于反对角单位阵的窄带多径信号接收波束形成算法

针对多径环境下传统Capon 波束形成器性能下降的问题,该文首先分析了期望信号对消的原因:对应期望信号和多径干扰的阵列输出间的相位差始终在 附近变化。然后利用反对角单位阵构造新的阵列接收数据协方差矩阵和导向矢量,并根据最小方差无畸变(MVDR)准则求取最优加权矢量进行阵列输出。该算法无需估计多径和非相关干扰信号的来向,且可以通过调整选取的阵元个数获得更优的阵列输出性能。仿真实验表明该文算法的性能优于传统Capon 和多径信号接收类算法。      

基于不确定集的稳健Capon波束形成算法性能分析

该文针对常规Capon波束形成易受期望信号导向矢量失配影响,研究了基于导向矢量误差不确定集的稳健Capon自适应波束形成算法。推导出期望信号导向矢量属于球形不确定集时的自适应权矢量近似闭式解,并由此进行性能评估,得到目标功率估计和输出信号干扰噪声比的近似表达式,从而明确了各种因素对性能的影响关系。计算机仿真结果证明了该文分析的合理性。     

四元数域宽带鲁棒自适应波束形成

该文提出一种基于四元数的宽带鲁棒自适应波束形成方法。在利用四元数构造阵元输出的基础上,通过期望信号复包络对齐技术,建立四元数域宽带对合增广宽线性信号模型,以联合利用四元数阵列输出矢量的3种对合信息和2阶统计特性以及信号非圆信息,采用信号加干扰子空间投影方式,有效提取期望信号,抑制多个不相关干扰和噪声,进而实现四元数域宽带鲁棒自适应波束形成。同其它宽带波束形成方法相比,该方法对非圆信号的接收性能提升,可以实现阵列虚拟孔径扩展,有效克服指向误差带来的性能下降问题。计算机仿真结果验证了该方法的性能。      

一种基于广义旁瓣相消的稳健降维方法

在自适应阵列信号处理中,为了高效进行干扰和噪声对消,提出了一种基于广义旁瓣相消的稳健降维方法。该方法利用信号子空间特征矢量和期望信号的投影导向矢量构造稳健降维阻塞矩阵,阻塞期望信号和噪声分量,使辅助支路中只含有干扰信号,达到了降维的效果,同时提高了算法对阵列天线误差的稳健性。仿真结果表明,该方法对阵列模型误差不敏感,可以有效地降低运算时间。     

用于MIMO-OFDM无线通信系统的一种新的自适应半盲波束形成算法

该文根据MIMO-OFDM物理层结构和无线移动矩阵信道的特性,从神经网络和信息论观点详细推导了一种新的多天线阵列自适应半盲波束形成器算法。与常规的盲估计和导频辅助信道估计算法不同的是,本文提出的新的半盲算法在权矢量自适应更新时,不断地用基于导频估计的权矢量进行修正。最后,用实际的HIPERLAN2协议进行了计算机仿真。结果表明这种算法不增加发射信号功率和不占用额外带宽,能提高天线增益性能和有效地提取出期望的发射信号,在收敛速度和BER性能方面优于常规的导频辅助信道估计算法。该波束形成器能自适应调整权矢量,其更新方式与TDMA和CDMA相似,所以本算法可直接用于有天线阵列的基于OFDM的第三代(3G)和三代后(3G beyond)的无线通信系统。     

接收多径相干信号的鲁棒自适应波束形成算法

为有效接收多径相干信号,该文提出一种基于波束主瓣幅度约束的鲁棒自适应波束形成算法。该算法充分利用多径相干信号的来波信息,对接收数据协方差矩阵统计量进行优化,并对多径相干信号波束主瓣进行幅度约束,通过一阶泰勒展开将多径相干信号的优化问题转换为迭代二阶锥规划问题,获得最佳波束形成权矢量。该算法不仅能够有效接收多径相干信号,抑制干扰和噪声,而且能够克服较大导向矢量失配误差,自由控制鲁棒响应区的波束宽度和纹波水平。仿真实验验证了算法的正确性和有效性。      

一种矢量传感器阵列误差的自校正算法及DOA估计

突破大多数阵列误差校正技术针对标量传感器阵列误差模型的限制,提出一种对电磁场矢量传感器阵列误差进行自校正的方法。该方法针对存在方位依赖阵元幅相误差的矢量传感器阵列模型;所提算法基于子空间的思想可对任意极化状态多源信号的信源方位、极化参数和对应的阵元幅相误差进行无模糊联合估计;该方法适用于具有任意几何结构的矢量传感器阵列,仿真试验表明了该算法的有效性。     

一种新的GPS接收机宽带干扰抑制方法

该文针对GPS扩频接收机空时自适应处理结构,提出了一种新的极大抑制干扰的波束形成算法。通过估计空时二维功率谱得到各干扰信号的导向矢量矩阵,并求解出该矩阵的一组最接近期望信号导向矢量的正交基,作为空时二维最优权值。仿真结果表明,该算法增强了空时自适应结构方向图的零陷深度,比传统宽带多线性约束LCMV算法更有效地进行干扰抑制,明显提高了信号干扰噪声比。     

导航系统的通道自均衡空时抗干扰技术

针对导航系统由于通道之间幅相特性的不一致导致抗干扰性能下降的问题,本文提出了一种通道自均衡的空时抗干扰技术。该方法首先在无干扰的情况下,利用本地参考信号与接收数据的相关特性求出实际导向矢量,再采用波达方向估计方法估计出信号的理想波达方向,进而求出理想导向矢量,并由此实际导向矢量和理想导向矢量求得幅相误差矩阵,然后在有干扰的情况下,利用求得的幅相误差矩阵对接收数据进行阵列误差校正,再对校正后的数据进行波束形成,此方法可以改善通道失配导致干扰抑制性能下降的问题,仿真验证了其有效性和优越性。     

小孔径天波超视距雷达多径模糊污染消除及海杂波抑制

由于电离层的结构分层性及厚度的不均匀,在超视距探测中会出现多径模糊的现象,使同一个目标出现在多个距离单元上,造成目标识别的不准确。针对传统天波超视距雷达( OTHR)接收阵列不具备俯仰分辨能力的不足,利用小孔径OTHR在俯仰方向的分辨能力,将几何估计结果与测向结果相结合,在俯仰方向自适应波束形成,消除了多径模糊带来的影响。同时改进了基于奇异值分解( SVD)的海杂波抑制算法抑制海杂波,提高了目标信杂比以便于后续检测。仿真实验结果显示所提方法能够很好地消除多径模糊带来的影响,同时抑制了海杂波,信杂比提高了9 dB。     

二维子阵级ADBF及方向图控制方法研究

该文研究二维子阵级ADBF方法。 提出了适用于平面相控阵的子阵级ADBF的信号模型。给出了由一维阵元级ADBF推广得到的常规的二维子阵级ADBF。 引入了基于子空间投影的二维子阵级ADBF方法,可在无干扰时得到理想的静态方向图, 从而解决了自适应与非自适应工作模式之间的转换问题;而在有干扰时可有效地对干扰进行抑制,与常规方法相比,明显改善了旁瓣电平。仿真结果证明了所提出方法的有效性。     

A Blind RAKE Receiver With Robust Multiuser Interference Cancelation for DS/CDMA Communications

In this paper, a blind RAKE receiver with robust multiuser access interference cancellation is presented for frequency-selective Rayleigh fading channels. In contrast to a conventional receiver, here, only knowledge of the spreading code and rough timing of the desired user is required. By investigating the code space of the multipath signals and the data vector space, a RAKE filtering vector is developed to extract the desired data from all the paths of the desired user. Our proposed technique not only exploits the characteristics of multipath propagation but also the characteristics of timing offsets that may occur in the receiver, to facilitate the application of a blind linear filter-optimization technique for robust interference suppression. Based on the RAKE filtering vector, interference rejection is implemented by using the auxiliary-vector (AV) technique. Our approach, however, effectively overcomes the sensitivity of the original AV method to multipath propagation and timing offsets. To mitigate the signal cancellation at relatively high signal-to-interference and noise ratios (SINR) resulting from the estimation errors of the RAKE filtering vector, robust strategies are introduced in addition to the linear filter optimization. Simulation results are presented to show the effectiveness of the proposed techniques.     

移动通信中的CMA阵列抗干扰性能分析

移动通信中的CMA阵列具有抗多径干扰和抗共信道干扰能力。本文理论分析了实际信号环境下CMA阵列的抗多径干扰和抗共道干扰能力，并进行了计算机仿真，仿真结果表明，CMA阵列的抗多径干扰性能受随机相移、信号幅度、信号空间分布等因素的影响，当所需信号与多径干扰信号空间卫离度越大，CMA阵列的抗多径干扰性能越好。CMA阵列的抗共信道干扰性能较抗多径干扰性能要好，只要所需用户信号和共信道干扰信号不在同一入射方向，CMA阵列就可以将干扰信号抑制掉。     

基于DOA估计的RLS-CMA算法

恒模算法被广泛地应用到盲自适应波束形成中,除了传输信号波形具有恒定的包络外,恒模算法不需要先验知识。提出一种基于来波方向估计的递推最小二乘恒模算法,基于恒模阵列级联的结构,由递推最小二乘算法决定恒模的初始权向量,同时通过对权向量多项式求根获得下一级的初始权向量,再利用最小二乘恒模迭代几步获得准确的结果。系统可以分离多个同信道信源,在干扰信号较强时,仍有稳定的信干比输出,并对阵列幅相差不敏感。计算机仿真证明了算法的正确性和有效性。     

一种稳健的稀疏Capon波束形成算法

常规Capon波束形成算法具有相对较高的旁瓣增益,且在期望信号导向矢量存在失配时,阵列输出性能下降甚至失效。为解决这一问题,引入了稀疏约束Capon波束形成算法,该算法降低了旁瓣,对期望信号来向不确定具有一定稳健性,但在幅相误差、期望信号指向偏差等多种误差同时存在的情况下其性能下降。本文在稀疏约束Capon波束形成算法基础上,给出了一种稳健的稀疏Capon波束形成算法。该算法主要是在最差性能最优化的情况下,在稀疏Capon上增加了一个导向矢量存在偏差的约束条件。通过计算机仿真,验证了新算法在多种误差环境下的有效性与优越性。     

On the coherent interference suppression using a spatiallysmoothing adaptive array

The behavior of a spatially smoothing adaptive array is examined. An expression for the weight vector is first derived. Using the array gain on the desired signal and the coherent interference is obtained. Then the expression for output signal-to-noise (SNR) is derived. It shows that the performance of the spatially smoothing array depends on the number of the subarrays, the angle separation, relative power and initial phase difference between the desired signal and the coherent interference. For good interference suppression it is found that the magnitude of the phase difference of the incident and interference signals must be greater than the beamwidths of both the subarray and the equivalent array. There is also a tradeoff between increasing the groups of subarrays and decreasing the number of elements in the subarrays. Computer simulation results are given that validate the analysis