一种基于线性约束的自适应方向图控制方法

提出了一种基于线性约束最小方差波束形成（LCMV）的自适应方向图控制方法。该方法通过在原有线性约束基础上构造新的线性约束,然后根据新组成的线性约束进行LCMV自适应波束形成,所得到的自适应方向图在固定零点方向和干扰方向形成零陷的同时保留了期望静态方向图的副瓣电平特性,从而能够减小快变干扰的影响,并且计算十分简便。计算机仿真证明了本文方法的有效性。     

基于波束空间的自适应波束形成算法

提出了一种稳健的波束形成算法。该算法利用干扰信号的导引向量和噪声向量对接收信号的协方差矩阵进行重构,经此处理后的协方差矩阵的信号子空间中不再包含期望信号成分,使得当期望信号功率较强时应用LCMV算法也不会对期望信号进行抑制。此外,算法还引入了锥形方差矩阵技术增强算法抑制干扰的能力。最后仿真证明了该算法的有效性。     

改进的LCMV算法在多波束形成中的应用

基于线性约束最小方差(LCMV)算法的自适应波束形成技术,得到的方向图能保证期望信号方向增益最大,非期望方向形成零陷。但实际应用中由于不可避免的存在阵元位置误差、阵元相位误差及指向误差等(统称为相位误差),使约束的导向矢量与真实期望信号的导向矢量不一致,从而影响系统的性能。改进的LCMV波束形成算法——基于迭代二阶锥的唯相位波束形成技术,通过改变移相器的相位,使各阵元输出信号相位一致,在多个方向上形成主波束,阵列输出功率最大。     

基于MUSIC和LCMV的自适应波束形成系统

提出了在基于来波方向估计和自适应波束成形的相控阵天线系统中,用多重信号分类(MUSIC)算法实现来波方向估计,并使用线性约束最小方差(LCMV)的自适应算法控制天线的主瓣方向,实现对期望信号的跟踪,同时实现对干扰信号的零陷处理。仿真结果表明,MUSIC算法可以有效识别相控阵天线接收端的信号的入射方向,LCMV算法可以实现对有用信号的自适应跟踪和对干扰信号的抑制。     

基于二次约束的稳健LCMP波束形成算法

针对当前已经提出的二次不等式约束(QIC)条件下的线性约束最小功率(LCMP)波束形成算法,提出了利用Lagrange乘数方法进行有效的求解,解决了该波束形成问题的最优加权矢量求解问题,而且对约束参数的选择进行了分析,给出了选取的依据和范围.但是,由于二次等式约束(QEC)远远强于二次不等式约束(QIC),因此,相对于QICLCMP波束形成算法,二次等式约束(QEC)条件下的LCMP波束形成算法具有更加优越的稳健性.所以又提出了QECLCMP波束形成算法并进行了有效的求解.最后的仿真分析验证了本文所提出算法的正确性和有效性,并且表明在等式模约束条件下的LCMP波束形成算法具有更好的性能来克服信号方向失配,即最优的负加载具有更加优越的稳健性.     

一种稳健自适应波束形成的变量对角加载方法

在设计稳健的自适应波束形成算法来消除阵列流形中的非确定性方面已经投入了很大的努力.这些不确定性可能由波达方向(DOA)的不确定性、阵列结构不理想、远近效应、相互耦合和其他的失配以及建立模型错误造成.提出了一种可供选择实现的包含椭球不确定约束导引矢量的线性约束最小方差(LCMV)的波束形成方法,更详细地说,真实的导引矢量是根据预测导引矢量采用将椭球约束施加到估计的导引矢量的递归最陡下降算法来估计的,对角加载技术必须满足椭球约束,其主要缺点是如何通过对非确定性约束的认识来得到最优的对角加载值不是很明确.通过这个问题的解决证明了该方法的可行性,而且对角加载技术是通过变量加载集成到自适应机制中而不是固定对角加载或Ad Hoc技术.     

基于LCMV的卫星导航多波束形成抗干扰技术

自适应调零天线是有效提高卫星导航接收机抗干扰性能的重要措施,具有十分重要的应用价值和发展前景。研究了一种基于LCMV准则的自适应波束形成算法,对均匀线阵和面阵都做了算法仿真和性能分析,仿真结果表明:该算法能更好地抑制多个干扰信号、保留期望信号,大大提高了卫星导航接收机的抗干扰性能。最后针对该算法的工程实现边界条件进行了分析,并提出了两种解决方案。     

基于模约束的稳健Capon波束形成算法

针对Capon波束形成器在导向矢量失配存在时的较差指向性能,利用模约束来提高算法的稳健性.详细分析了模不等式约束Capon波束形成器(NICCB)解的存在情况,给出了NICCB中模不等式约束参数的选择范围.由于模等式约束远远强于不等式约束,所以模等式约束Capon波束形成器(NECCB)的稳健性要远远优于NICCB,故提出NECCB并进行了有效的求解.仿真分析验证了理论分析的正确性,当模约束参数在允许的范围内选择时,最优NICCB和NECCB的波束指向性能变化不是很明显,但是NECCB的性能要明显优于NICCB.     

采用LCMV算法的GPS自适应抗干扰天线的自由度研究

本文研究了自适应天线阵的单元数量对线性约束最小方差算法(LCMV)性能的影响．在仿真中以-160dBW的GPS卫星信号为有用信号，并在信号来向上增加约束条件．仿真结果表明，当天线单元数量等于约束条件个数加上出现的干扰个数时，便可以在保证信号增益的同时抑制干扰，而且出现的虚假零陷也不会很深．增加天线阵单元数量对抑制干扰并不会有很大改善。     

基于Householder多级维纳滤波器的全联通WSN分布式LCMV波束形成器方法

针对减少分布式LCMV波束形成器在全联通WSN中的计算量问题,提出基于Householder多级维纳滤波器(HMSWF)的分布式LCMV波束形成器方法.该方法通过有效引入HMSWF技术避免本地协方差矩阵估计及求逆运算,能以更少的计算量获得分布式LCMV波束形成器相同的输出性能.另外,还可以在递推过程中进行合理截断处理来进一步降低运算量.计算机仿真结果验证了算法的优良性能.     

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。     

一种干扰零陷加宽的静态波束控制方法

基于静态波束控制技术(Quiescent Pattern Control),提出了一种新的适用于天线零陷加宽的新方法,该方法通过对得到的最优权值按照最小均方误差准则进行二次约束计算出新的权值,从而获得在干扰方向较宽零陷的静态方向图.理论分析和计算机仿真表明,该方法能够很好地克服干扰运动和接收天线平台运动或者震动时对输出信噪比造成的不良影响,具有很好的稳健性.     

自适应数字波束形成中波束形状的快速收敛

加载可加速ＳＭＩ算不的波束收敛，本文给出给定快拍下达到波束收敛所需加载量的近似计算公式，分析表明加载还可加速算法扒干噪比收敛，强副瓣干扰下使用本文的加载计算公式可在很少快数下达到信干噪比及波束形状的同时收敛，数值模拟结果证实了理论分析的正确性。     

Adaptive reduced-rank LCMV beamforming algorithms based on joint iterative optimization of filters: Design and analysis

This paper presents reduced-rank linearly constrained minimum variance (LCMV) beamforming algorithms based on joint iterative optimization of filters. The proposed reduced-rank scheme is based on a constrained joint iterative optimization of filters according to the minimum variance criterion. The proposed optimization procedure adjusts the parameters of a projection matrix and an adaptive reduced-rank filter that operates at the output of the bank of filters. We describe LCMV expressions for the design of the projection matrix and the reduced-rank filter. We then describe stochastic gradient and develop recursive least-squares adaptive algorithms for their efficient implementation along with automatic rank selection techniques. An analysis of the stability and the convergence properties of the proposed algorithms is presented and semi-analytical expressions are derived for predicting their mean squared error (MSE) performance. Simulations for a beamforming application show that the proposed scheme and algorithms outperform in convergence and tracking the existing full-rank and reduced-rank algorithms while requiring comparable complexity.     

基于单个自适应神经元的CDMA反向功率控制算法

CDMA(码分多址)是现代移动通信中的一项重要技术。文章从分析CDMA移动通信的“远近效应”问题着手，提出了一种基于单个自适应神经元(Adaptive Neuron)的反向闭环功率控制算法。该方法能够平滑信道衰落的影响，使基站接收到的小区中所有用户的信号功率基本相等，从而克服反向链路功率控制的“远近效应”并增加系统容量。与传统的固定步长功率控制方法进行仿真比较的结果显示，这种算法具有更快的响应时间，更小的超调量和跟踪误差。     

超高斯加载的稳健自适应波束形成及性能分析

该文提出了一种超高斯加载的稳健自适应波束形成方法,解决由于导向矢量和样本方差矩阵失配误差所导致的波束形成器性能下降的问题,利用p-范数来对两种误差不确定性进行总体修正,克服了2-范数不能同时兼顾两者实现最优修正的缺点。采用遗传算法求得最优范数p,验证了在不同实验设置下,当使用最优范数时,都比2-范数约束具有更好的性能。超高斯加载方法把复杂的不确定性建模问题转化为范数p的寻优问题,从而获得比对角加载方法更优异的性能。     

基于G-LCOP算法的自适应方向图控制

自适应方向图控制是阵列信号处理的关键,这里在广义线性约束正交投影算法（G-LCOP,Generalized Linearly Constrained Orthogonal Projection）基础上进行了自适应方向图控制算法（APC,Adaptive Pattern Control）的研究,G-LCOP算法能够在降秩的同时保留原有线性约束,并在此基础上增加了新的线性约束,并将静态权矢量向优化的干扰子空间投影,从而形成一种新的广义线性约束正交投影自适应方向图控制算法（G-LCOP-APC,Generalized Linearly Constrained Orthogonal Projection Adaptive Pattern Control）,用新权矢量得到的自适应方向图能够较好地逼近期望的静态方向图,有效地压制干扰和噪声。