本文選題：自適應(yīng)波束形成 + 魯棒性　； 參考：《西安電子科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著陣列信號(hào)處理方法的發(fā)展,自適應(yīng)波束形成技術(shù)由于其優(yōu)異的性能在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。經(jīng)典的自適應(yīng)波束形成算法在假定理想的條件下能夠以較快的收斂速度,實(shí)現(xiàn)信號(hào)恢復(fù)、失真補(bǔ)償以及干擾抑制的目標(biāo)。但在實(shí)際應(yīng)用中,由于外界因素的影響,如多徑散射、陣元間的互耦和陣元校準(zhǔn)誤差,會(huì)使這些經(jīng)典算法性能急劇下降。本文在研究自適應(yīng)波束形成理論的基礎(chǔ)上,針對(duì)非理想條件下的波束形成問題,提出了一種基于期望信號(hào)功率最大化的魯棒自適應(yīng)波束形成算法。論文圍繞該算法展開論述,所包含的主要內(nèi)容如下:1.在介紹陣列天線的發(fā)展歷程及自適應(yīng)波束形成基本原理的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)論述了衡量多天線系統(tǒng)波束形成技術(shù)性能的三種度量準(zhǔn)則。由兩種經(jīng)典自適應(yīng)波束形成算法的不足引出研究魯棒自適應(yīng)波束形成算法的必要性。2.在介紹對(duì)角加載采樣協(xié)方差矩陣求逆算法以及不確定集類魯棒自適應(yīng)波束形成算法的基礎(chǔ)上,本文提出了一種基于期望信號(hào)功率最大化的魯棒自適應(yīng)波束形成算法。該算法能夠在信號(hào)無失真的約束條件下,在最小化系統(tǒng)輸出功率的同時(shí)能夠最大化期望信號(hào)功率。論文針對(duì)所建立的優(yōu)化模型,提出了一種聯(lián)合交替方向乘子和最速梯度下降的低復(fù)雜度算法。本文所提魯棒算法克服了上述幾種經(jīng)典算法對(duì)參數(shù)選擇的敏感性,在導(dǎo)向矢量誤差較大時(shí)也能保證較好的輸出性能,具有更強(qiáng)的魯棒性和適應(yīng)性。3.在不同失配場(chǎng)景中對(duì)本文所提算法進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。仿真結(jié)果表明,論文所提算法對(duì)各種失配場(chǎng)景均具備較強(qiáng)的魯棒性,性能明顯優(yōu)于對(duì)角加載采樣協(xié)方差矩陣求逆算法和不確定集類魯棒自適應(yīng)波束形成算法,具有更高的輸出信干噪比。
[Abstract]:With the development of array signal processing, adaptive beamforming technology has been widely used in modern wireless communication systems due to its excellent performance. The classical adaptive beamforming algorithm can achieve the target of signal recovery distortion compensation and interference suppression at a faster convergence rate under the assumption of ideal conditions. However, due to the influence of external factors, such as multi-path scattering, the mutual coupling between array elements and the calibration error of array elements, the performance of these classical algorithms will decline dramatically in practical applications. Based on the study of adaptive beamforming theory, a robust adaptive beamforming algorithm based on the maximum power of desired signal is proposed to solve the problem of beamforming under non-ideal conditions. The main contents of this paper are as follows: 1. Based on the introduction of the development of array antenna and the basic principle of adaptive beamforming, three metrics to measure the performance of beamforming in multi-antenna systems are discussed. From the deficiency of two classical adaptive beamforming algorithms, it is necessary to study robust adaptive beamforming algorithms. Based on the introduction of diagonally loaded sampling covariance matrix inverse algorithm and uncertain set class robust adaptive beamforming algorithm, a robust adaptive beamforming algorithm based on maximization of expected signal power is proposed in this paper. The proposed algorithm can minimize the output power of the system and maximize the desired signal power without distortion constraints. In this paper, we propose a low complexity algorithm combining alternating directional multipliers and steepest gradient descent for the established optimization model. The robust algorithm proposed in this paper overcomes the sensitivity of these classical algorithms to parameter selection, and can guarantee better output performance when the error of steering vector is large, and has stronger robustness and adaptability. The algorithm proposed in this paper is simulated in different mismatch scenarios. Simulation results show that the proposed algorithm is robust to various mismatch scenarios, and its performance is obviously superior to the diagonally loaded sampling covariance matrix inverse algorithm and the uncertain set class robust adaptive beamforming algorithm. It has higher signal-to-noise ratio.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.7

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本文編號(hào)：1878586