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一种基于确定和不确定集约束的波束形成方法及系统技术方案

技术编号:13672701 阅读:98 留言:0更新日期:2016-09-07 21:08
本发明专利技术公开了一种基于确定和不确定集约束的波束形成方法及系统,方法包括:获取天线阵列中阵元接收到的信号,对阵元接收到的信号进行加权求和得到波束形成的输出;根据波束形成过程的若干个样本进行阵列协方差矩阵估计,根据估计后的阵列协方差矩阵的目标函数进行建模,获取建模后的不确定集约束条件;根据伯恩型不等式将不确定集约束转化成确定集约束;根据半定松驰算法将目标函数转化为半定规划函数;根据凸优化算法对半定规划函数进行求解,输出求解后的波束形成。本发明专利技术将随机过程的概率约束条件转化为确定性约束条件,转化半定规划问题后进行目标函数的优化,克服了现有方法阵列协方差矩阵存在误差的严重的缺陷,提高了系统的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阵列信号处理中的波束形成领域,尤其涉及一种基于确定和不确定集约束的波束形成方法及系统
技术介绍
阵列信号处理系统广泛地应用于声纳、航天和雷达等领域,它包括两个核心技术:参数估计和波束形成。自适应波束形成技术从理论知识走向工程应用仍面临许多实际问题。其中,自适应波束形成算法在误差情况下的鲁棒性能直接影响到实际的应用效果。同时,实际环境中存在的不确定性也给自适应波束形成技术带来了严重的影响,如传感器位置扰动、局部散射、互耦,导向矢量失配等。针对不确定集约束下的鲁棒自适应波束形成问题,传统的方法将导向矢量简化为三角不等式,然后利用瑞利分布、切比尔雪夫不等式求解的算法,将该问题转换为二阶锥规划问题。然而传统的方法并没有考虑样本阵列协方差矩阵误差的影响,所以其性能受到限制。现有的波束形成方法受误差影响,鲁棒性差,降低阵列信号处理系统的测量精度。因此,现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足,本专利技术目的在于提供一种基于确定和不确定集约束的波束形成方法及系统,旨在解决现有技术中波束形成方法没有考虑样本阵列协方差矩阵误差的影响,所以其性能受到限制,系统鲁棒性差,降低阵列信号处理系统的测量精度的缺陷。本专利技术的技术方案如下:一种基于确定和不确定集约束的波束形成方法,其中,方法包括:A、获取天线阵列中阵元接收到的信号,对阵元接收到的信号进行加权求和得到波束形成的输出;B、根据波束形成过程的若干个样本进行阵列协方差矩阵估计,根据估计后的阵列协方差矩阵的目标函数进行建模,获取建模后的不确定集约束条件;C、根据伯恩型不等式将不确定集约束转化成确定集约束;D、根据半定松驰算法将目标函数转化为半定规划函数;E、根据凸优化算法对半定规划函数进行求解,输出求解后的参数对应的波束形成。所述的基于确定和不确定集约束的波束形成方法,其中,步骤A具体包括:A1、获取天线阵列中阵元接收到的信号,设定阵元接收到信号为x(k),x(k)=s(k)a+i(k)+n(k)其中x(k)为接收到的所有信号,s(k)为信源信号,a为导向矢量,i(k)为干扰分量,n(k)为噪声分量;A2、对接收信号x(k)进行加权求和得到波束形成的输出y(k),y(k)=wHx(k)其中w∈CM为波束形成的权向量,wH表示w的转置。所述的基于确定和不确定集约束的波束形成方法,其中,所述步骤B具体包括:B1、根据波束形成过程的若干个样本进行阵列协方差矩阵估计,根据估计后的阵列协方差矩阵的目标函数进行建模,目标函数为建模后的不确定集约束条件为||Δ||≤γ,其中表示以Δ为自变量取(·)的最大值,表示以w为自变量取(·)的最小值,Pr{·本文档来自技高网...
一种基于确定和不确定集约束的波束形成方法及系统

【技术保护点】
一种基于确定和不确定集约束的波束形成方法,其特征在于,方法包括:A、获取天线阵列中阵元接收到的信号,对阵元接收到的信号进行加权求和得到波束形成的输出;B、根据波束形成过程的若干个样本进行阵列协方差矩阵估计,根据估计后的阵列协方差矩阵的目标函数进行建模,获取建模后的不确定集约束条件;C、根据伯恩型不等式将不确定集约束转化成确定集约束;D、根据半定松驰算法将目标函数转化为半定规划函数;E、根据凸优化算法对半定规划函数进行求解,输出求解后的参数对应的波束形成。

【技术特征摘要】
1.一种基于确定和不确定集约束的波束形成方法,其特征在于,方法包括:A、获取天线阵列中阵元接收到的信号,对阵元接收到的信号进行加权求和得到波束形成的输出;B、根据波束形成过程的若干个样本进行阵列协方差矩阵估计,根据估计后的阵列协方差矩阵的目标函数进行建模,获取建模后的不确定集约束条件;C、根据伯恩型不等式将不确定集约束转化成确定集约束;D、根据半定松驰算法将目标函数转化为半定规划函数;E、根据凸优化算法对半定规划函数进行求解,输出求解后的参数对应的波束形成。2.根据权利要求1所述的基于确定和不确定集约束的波束形成方法,其特征在于,步骤A具体包括:A1、获取天线阵列中阵元接收到的信号,设定阵元接收到信号为x(k...

【专利技术属性】
技术研发人员:廖斌郭重涛黄磊杨丽鲜黄辉平王佳佳
申请(专利权)人:深圳大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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