Design of robust differential microphone arrays with the Jacobi–Anger expansion

Due to their small size, differential microphone arrays (DMAs) are very attractive. Moreover, they have been effective in combating noise and reverberation. Recently, a new class of DMAs of different orders have been developed with the MacLaurin’s series and the frequency-independent patterns. However, the MacLaurin’s series does not approximate well the exponential function, which appears in the general definition of the beampattern, when the intersensor spacing is not small enough. To circumvent this problem, we propose in this paper to approximate the exponential function with the Jacobi–Anger expansion. Based on this approximation and the frequency-independent Chebyshev patterns, we derive first-, second-, and third-order DMAs. Furthermore, in order to improve the robustness of DMAs against white noise amplification, we propose to use more microphones combined with minimum-norm filters. It is also shown that the Jacobi–Anger expansion is optimal from a mean-squared error perspective. Simulations are carried out to evaluate the performance of the proposed DMAs.     

分布式目标下行波束形成

研究了智能天线在下行链路的应用。利用上行链路接收数据,建立分布式目标信道模型。估计移动用户的发射角、扩展角度和发射功率以及下行信道相关矩阵,确定下行链路的波束形成方法。即对频分复用（FDD）系统进行上行相关矩阵变换,构建下行信道协方差矩阵,利用最大合并比准则获得下行链路权值。计算机仿真证实了这种方法的有效性。     

有限反馈MISO-OFDM系统中基于误码率的波束成形

该文提出了一种在有限反馈条件下多入单出正交频分复用(MISO-OFDM)系统中基于误码率的波束成形方案。将OFDM符号的所有子载波分成若干簇,从码本中选择能够最小化该簇每个子载波的平均误码率的码字,作为该簇的波束成形向量。此方案既能降低反馈量,又能取得较低误码率。同时,为避免所提方案中探求最优解时的穷尽搜索,还基于簇内不同子载波信道频响之间的相关性提出了一种简化的次优算法。仿真结果表明,在典型参数设置下,所提方案能够以较低计算复杂度取得比其他已有方案更好的误码率性能。     

时间相干信道下波束赋形系统的有限反馈方法

该文提出一种新的基于树形码书的有限反馈方法,由于相邻帧的时间相干性,信道向量的量化码字可建模为一阶有限状态马尔可夫链,当前帧信道向量被量化到前一帧最大转移概率码字的子码字上,该子码字的索引以1 bit反馈给发射端。链路仿真结果表明本文所提方法相比普通反馈方法可明显改善误码率性能,某些条件下还可降低反馈速率。     

WCDMA中一种利用查表LMS算法的自适应阵

本文针对WCDMA中上行链路存在导频信道的特点,并结合变步长LMS算法的优点,提出了一种查表LMS波束形成算法。该算法利用导频信号作为空间波束形成的参考信号,把误差范围和相应的步长存储到列表中,在进行波束形成时所要采用的迭代步长直接在列表中查取。该算法的实现复杂度低,收敛速度快,运算量小。     

基于神经网络的波束形成

本文给出利用神经网络来实现智能天线的波束形成的方法。选取了适当的神经元数目,减少了训练时间。模拟输出的赋形结果与维纳(Wiener)解相吻合,并与传统算法进行性能比较,表明了该方案的有效性。     

模拟退火算法在波束图设计中的应用

摘要本文提出了基于模拟退火算法的波束设计方法。模拟退火算法模拟了固体缓慢退火从而获得最低内能的物理过程,是一种简单而有效的随机性全局优化算法。为证明该设计方法的可行性和有效性,给出了15元平面阵的设计实例以及仿真结果。结果表明,使用该方法设计的波束与常规方法相比,获得了更低的旁瓣级。     

二维频域波束形成方法

一般来讲,无论雷达或声纳从基阵接收的信号均是多维信号,本文将在二维频率域对窄带传输信号进行分析与描述,研究线列阵的波束形成问题,根据分析结果并考察了几种特例。     

基于相关域的二维自适应波束形成算法

 该文针对使用最小方差无失真响应算法进行2维波束形成时需要大量采样数据和庞大计算复杂度这一问题,提出一种基于相关域的2维自适应波束形成算法。通过将高维权向量分解成两个低维权向量的Kronecker积形式,使用双迭代算法利用相关域信息求解出两个低维权向量,从而降低了估计采样相关矩阵所需的采样数据和计算量。实验仿真表明,所提算法具有良好的收敛性能,在采样数较小的情况下,能够更好地抑制干扰信号。