整数上离散高斯采样算法实现中的安全参数估计

1

作者 沈静 杨欣 杜育松 《工程数学学报》 北大核心 2025年第5期918-934,共17页

整数上的离散高斯采样是实现基于格的密码(格密码)体制的基础构建之一。一般可采用Knuth-Yao采样或逆采样方法来设计采样算法。由于这类算法实现的是对近似离散高斯分布的采样,一个关键问题是先要计算近似分布和理想分布之间的R´e... 整数上的离散高斯采样是实现基于格的密码(格密码)体制的基础构建之一。一般可采用Knuth-Yao采样或逆采样方法来设计采样算法。由于这类算法实现的是对近似离散高斯分布的采样,一个关键问题是先要计算近似分布和理想分布之间的R´enyi散度,并确定出尾切界和概率精度,从而平衡采样效率和格密码体制的安全性。然而,R´enyi散度又依赖尾切界和概率精度,计算时需要进行参数预设,并反复检查散度值是否达到安全性上界。通过对整数上离散高斯分布的R´enyi散度进一步的理论分析,提出使用估计公式直接计算得到尾切界和概率精度的方式,并分别给出尾切界和概率精度估计公式。使用估计公式不需要进行预设,也无需使用高精度浮点运算,只需要输入关键参数并计算一次即可确定出合适的尾切界和概率精度,极大简化了尾切界和概率精度的确定过程,有助于离散高斯采样算法的实现。公式估计结果和达到安全性要求的最小结果之间的比较表明,对于取值在2到50之间的参数σ,使用估计公式获得的尾切界与达到安全性要求的最小尾切界之差不超过1.0,使用估计公式获得的概率精度与达到安全性要求的最小精度之差在5比特内,估计效果优良。 展开更多

关键词 格密码 随机数生成 离散高斯采样 逆采样 Knuth-Yao采样 R´enyi散度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于现场可编程门阵列的矩阵求逆算法设计

2

作者 安国臣 刘若凡 +2 位作者 赵满 袁玉鑫 王晓君 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第10期4140-4147,共8页

由于自适应抗干扰算法在更新最优权值时存在时间延时,导致很难满足动态环境下的权值更新率要求。针对该情况已有学者对如何实现快速采样矩阵求逆算法进行研究,但仍存在只适用于低维矩阵,且权值更新率慢的问题。为解决上述问题,提出了一... 由于自适应抗干扰算法在更新最优权值时存在时间延时,导致很难满足动态环境下的权值更新率要求。针对该情况已有学者对如何实现快速采样矩阵求逆算法进行研究,但仍存在只适用于低维矩阵,且权值更新率慢的问题。为解决上述问题,提出了一种基于Cholesky分解的采样矩阵求逆算法实现架构。该实现架构主要包括协方差矩阵计算模块、Cholesky分解模块、计算下三角矩阵L的逆矩阵模块、三角矩阵相乘和权值计算模块。设计采用流水线加状态机实现结构有效地解决了因高阶采样矩阵求逆运算量大产生的权值更新率慢的问题。仿真结果表明,在现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的硬件平台上,对于56阶采样矩阵,在100 MHz工作频率下,一次权值的更新时间仅需要1.2 ms。本文所提的实现架构为自适应抗干扰快速求解权值提供了一种切实可行的解决方案,对存在类似需求的权值求解系统具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 自适应抗干扰 采样矩阵求逆 CHOLESKY分解 权值更新率

在线阅读 下载PDF 职称材料

自适应波束形成采样矩阵求逆算法的改进 被引量：3

3

作者 杨亦凡 王华奎 柯恒英 《无线电通信技术》 2009年第4期30-32,40,共4页

采样矩阵求逆(SMI)算法是自适应算法中的一个分类。由于该算法需要知道接收信号的波达方向角度,因此属于非盲算法。在现有采样矩阵求逆算法的基础上进行了2项改进,提出了对协方差矩阵进行信号子空间分解再加权的方法,有效改善了输出期... 采样矩阵求逆(SMI)算法是自适应算法中的一个分类。由于该算法需要知道接收信号的波达方向角度,因此属于非盲算法。在现有采样矩阵求逆算法的基础上进行了2项改进,提出了对协方差矩阵进行信号子空间分解再加权的方法,有效改善了输出期望信号的主瓣增益和输出信干噪比;同时针对传统SMI算法无法应用于相干信号源的情况做了进一步改进,通过对相干信号进行解相关,解决了这一问题。 展开更多

关键词 波束形成 SMI(采样矩阵求逆) 解相关 协方差矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FPGA的逆QR分解SMI算法的并行实现方法 被引量：5

4

作者 刘千里 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第26期71-75,161,共6页

在讨论了逆QR分解(逆正交三角分解)SM(I采样矩阵求逆)自适应波束形成算法的基础上,研究了逆QR分解SMI算法的Systolic阵列(脉动阵列)并行实现结构,分析了组成Systolic阵列的各PE(处理单元)单元的基本运算模块的实现,并给出了逆QR分解SMI... 在讨论了逆QR分解(逆正交三角分解)SM(I采样矩阵求逆)自适应波束形成算法的基础上,研究了逆QR分解SMI算法的Systolic阵列(脉动阵列)并行实现结构,分析了组成Systolic阵列的各PE(处理单元)单元的基本运算模块的实现,并给出了逆QR分解SMI算法基于Systolic阵列结构的FPGA(现场可编程门阵列)并行实现方法,提出了系统整体的设计与构架。 展开更多

关键词 正交三角分解 采样矩阵求逆 自适应波束形成 Systolic阵列 现场可编程门阵列

在线阅读 下载PDF 职称材料

块Toeplitz矩阵低复杂度求逆的卫星导航空时抗干扰算法

5

作者 吴舜晓 黄仰博 +1 位作者 聂俊伟 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期21-27,共7页

采样协方差矩阵求逆是空时抗干扰算法的基本运算单元,但由于其运算量随时域抽头个数急剧增长,直接限制了空时抗干扰技术在卫星导航接收机中的应用。针对该问题,提出了基于块Toeplitz矩阵快速求逆的空时抗干扰方法。通过采用新的协方差... 采样协方差矩阵求逆是空时抗干扰算法的基本运算单元,但由于其运算量随时域抽头个数急剧增长,直接限制了空时抗干扰技术在卫星导航接收机中的应用。针对该问题,提出了基于块Toeplitz矩阵快速求逆的空时抗干扰方法。通过采用新的协方差矩阵近似计算方法,使得该矩阵同时为块Toeplitz矩阵与Hermite矩阵,并运用块Toeplitz矩阵的快速求逆算法,将时域抽头个数为K的计算复杂度从O[K3]降至O[K2]。理论分析和仿真结果表明,在阵元数为4、时域抽头为15的典型情况下,相比现有矩阵求逆方法,该算法的抗干扰性能损耗小于1d B,但计算量可降低约2/3。 展开更多

关键词 采样协方差矩阵求逆 块Toeplitz矩阵 空时自适应处理 抗干扰天线阵列 全球卫星导航系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

平面相控阵系统自适应数字波束形成技术 被引量：9

6

作者 李军 龚耀寰 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2005年第12期41-44,共4页

面阵是雷达系统的主要形式之一,文中主要研究平面相控阵系统的自适应数字波束形成算法。面阵系统所用阵元数多,数据量大,要实现DBF有很大难度,目前针对面阵DBF技术的研究也较少。文中介绍了基于面阵的SM I自适应DBF算法,该算法有较好的... 面阵是雷达系统的主要形式之一,文中主要研究平面相控阵系统的自适应数字波束形成算法。面阵系统所用阵元数多,数据量大,要实现DBF有很大难度,目前针对面阵DBF技术的研究也较少。文中介绍了基于面阵的SM I自适应DBF算法,该算法有较好的性能,适于大型阵列的处理实现。为了提高实时性,改善SM I算法的副瓣性能,常常采用对角加载(DL)技术。DL加载值的选择非常关键,对此也进行了详细的讨论,并提出对角加载不仅可以改善SM I算法的副瓣性能,还可以在一定程度上抑制阵列通道幅相起伏误差对算法性能的影响。 展开更多

关键词 面阵 数字波束形成 采样矩阵求逆 对角加载

在线阅读 下载PDF 职称材料

水平机扫雷达的副瓣干扰对消算法研究 被引量：1

7

作者 王峰 傅有光 孟兵 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2008年第8期78-80,共3页

采用采样矩阵逆算法(SMI)对消副瓣干扰,一般抽取部分样本对消整段数据的干扰。当雷达阵面处于旋转扫描状态时,由于角度的变化,该对消性能下降很快。该文提出了采用递归最小二乘算法(RLS)对剩余数据进行跟踪收敛的方法,SMI+RLS算法收敛... 采用采样矩阵逆算法(SMI)对消副瓣干扰,一般抽取部分样本对消整段数据的干扰。当雷达阵面处于旋转扫描状态时,由于角度的变化,该对消性能下降很快。该文提出了采用递归最小二乘算法(RLS)对剩余数据进行跟踪收敛的方法,SMI+RLS算法收敛速度快,且逐点样本迭代,能够跟踪干扰相对于阵面角度的变化,从而保证了对消比。同时给出了降低RLS算法计算量的方法。仿真表明,间歇算法在牺牲部分对消性能的前提下,可有效降低计算量。 展开更多

关键词 副瓣干扰对消 递归最小二乘 采样矩阵逆

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种最小模级联相消器 被引量：6

8

作者 黄庆东 张林让 卢光跃 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期204-209,共6页

针对阵列信号自适应相消器运算量大、收敛性能易受相关干扰影响等缺点,提出了一种改进的阵列信号级联相消器.该方法用最小模作为权值,替代中位值级联相消器中的中位数,具有收敛速度快、运算量小等特点,且对非平稳数据工作性能良好.仿真... 针对阵列信号自适应相消器运算量大、收敛性能易受相关干扰影响等缺点,提出了一种改进的阵列信号级联相消器.该方法用最小模作为权值,替代中位值级联相消器中的中位数,具有收敛速度快、运算量小等特点,且对非平稳数据工作性能良好.仿真结果表明,此算法用采样协方差求逆类算法一半的样本数就可取得相同的收敛性能. 展开更多

关键词 阵列信号处理 采样协方差求逆 最小模级联相消器 中位数级联相消器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于小波变换的智能天线波束形成算法 被引量：1

9

作者 李娜 殷兴辉 高文昀 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期662-666,共5页

提出一种基于小波变换的智能天线波束形成算法(WL-SMILMS)。该算法采用小波函数将夹杂干扰噪声的来波信号变换在多尺度频域,对高频部分采用采样矩阵求逆算法(SMI)进行权矢量更新,对低频部分采用最小均方误差算法(LMS)进行权矢量更新,用... 提出一种基于小波变换的智能天线波束形成算法(WL-SMILMS)。该算法采用小波函数将夹杂干扰噪声的来波信号变换在多尺度频域,对高频部分采用采样矩阵求逆算法(SMI)进行权矢量更新,对低频部分采用最小均方误差算法(LMS)进行权矢量更新,用两部分融合后的权矢量更新滤波器抽头权值,实现数字波束形成。该算法克服了SMI算法计算复杂度高、旁瓣偏高的缺点,比LMS算法具有更好的收敛性,实现了收敛率和计算复杂度的高度兼顾。 展开更多

关键词 数字波束形成 小波变换 智能天线 采样矩阵求逆算法 最小均方误差算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种小样本支持的多级最小模级联相消器 被引量：1

10

作者 黄庆东 张林让 +1 位作者 李国民 卢光跃 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期533-538,共6页

该文针对阵列信号自适应相消器运算量大、收敛性能易受相关干扰影响等缺点,提出了一种改进的阵列信号多级级联相消器方法,该方法用通道间具有最小模的样本商作为复权,替代多级维纳滤波器的权值计算,具有收敛速度快、运算量小等特点,且... 该文针对阵列信号自适应相消器运算量大、收敛性能易受相关干扰影响等缺点,提出了一种改进的阵列信号多级级联相消器方法,该方法用通道间具有最小模的样本商作为复权,替代多级维纳滤波器的权值计算,具有收敛速度快、运算量小等特点,且对受相关干扰影响的非平稳数据工作性能良好。仿真结果表明,此算法用较少样本就可取得采样协方差求逆(SMI)类算法相同的收敛性能。 展开更多

关键词 阵列信号处理 采样协方差求逆 低复杂度 最小模级联相消器 中位数级联相消器

在线阅读 下载PDF 职称材料

迭代自适应收缩加权融合的波束形成方法

11

作者 贺顺 杨志伟 +1 位作者 欧阳缮 廖桂生 《信号处理》 CSCD 北大核心 2015年第7期757-762,共6页

自适应数字波束形成是通过对阵列接收数据进行加权处理来获得最大的输出信干噪比,对采样协方差矩阵的依赖性较大。针对小样本条件下采样协方差矩阵求逆算法性能下降问题,提出迭代自适应加权融合样本协方差矩阵与先验协方差矩阵的波束形... 自适应数字波束形成是通过对阵列接收数据进行加权处理来获得最大的输出信干噪比,对采样协方差矩阵的依赖性较大。针对小样本条件下采样协方差矩阵求逆算法性能下降问题,提出迭代自适应加权融合样本协方差矩阵与先验协方差矩阵的波束形成算法。在估计协方差矩阵时,依据最小均方误差准则计算加权系数,并采用迭代自适应的方式更新先验协方差矩阵。仿真结果表明,所提方法能显著提高小样本条件下的协方差矩阵估计精度,能获得更大的输出信干噪比。 展开更多

关键词 自适应波束形成 采样协方差矩阵求逆 最小均方误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于前导灵巧噪声的ASLC系统干扰方法

12

作者 亓亮 马晓华 邓杏松 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2021年第9期93-98,共6页

高速数字信号处理的快速发展使得现代相控阵雷达自适应旁瓣对消(ASLC)系统可实现边采样边对消,传统基于干扰时间常数和对消时间常数的干扰方式不再奏效。从相控阵雷达ASLC的基本原理和权值优化算法出发,仿真分析了ASLC系统的抗干扰性能... 高速数字信号处理的快速发展使得现代相控阵雷达自适应旁瓣对消(ASLC)系统可实现边采样边对消,传统基于干扰时间常数和对消时间常数的干扰方式不再奏效。从相控阵雷达ASLC的基本原理和权值优化算法出发,仿真分析了ASLC系统的抗干扰性能,基于相控阵雷达信号检测流程和样本选取原则,采用前导灵巧噪声干扰方式,以补偿干扰反应时间,使干扰信号在时域上完全覆盖真实目标信号,破坏ASLC系统的干扰样本选取,仿真结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 自适应旁瓣对消 前导灵巧噪声 采样矩阵求逆 最小方差无失真响应 非均匀检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种低复杂度的Householder多级最小模级联相消器

13

作者 黄庆东 李国民 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2010年第6期750-754,共5页

针对阵列信号自适应相消器运算量大、收敛性能易受相关干扰影响等缺点,提出了一种改进的Householder多级级联相消器方法。该方法用通道间具有最小模的样本商作为复权,替代Householder多级维纳滤波器的权值计算,具有收敛速度快、运算量... 针对阵列信号自适应相消器运算量大、收敛性能易受相关干扰影响等缺点,提出了一种改进的Householder多级级联相消器方法。该方法用通道间具有最小模的样本商作为复权,替代Householder多级维纳滤波器的权值计算,具有收敛速度快、运算量小等特点,且对受相关干扰影响的非平稳数据工作性能良好。仿真结果表明,此算法用较少样本就可取得采样协方差求逆(SMI)类算法相同的收敛性能。 展开更多

关键词 阵列信号处理 采样协方差求逆(SMI) 最小模级联相消器(MMCC)

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于对角减载的水声阵列SMI-MVDR空间谱估计技术 被引量：5

14

作者 周彬 赵安邦 +1 位作者 龚强 宋雪晶 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期2381-2387,共7页

空间谱估计一直都是水声阵列信号处理研究的热点问题,而一般认为目标和背景干扰的信息都蕴含在接收信号协方差矩阵中,因而现有的谱估计技术大多针对接收信号的协方差矩阵进行处理。由于信号和噪声的相关性,导致协方差矩阵中主对角线元... 空间谱估计一直都是水声阵列信号处理研究的热点问题,而一般认为目标和背景干扰的信息都蕴含在接收信号协方差矩阵中,因而现有的谱估计技术大多针对接收信号的协方差矩阵进行处理。由于信号和噪声的相关性,导致协方差矩阵中主对角线元素上的噪声分量最大。针对这一特性提出了基于对角减载的水声阵列采样矩阵求逆(sample matrix inversion,SMI)最小方差无畸变响应(minimum variance distortionless response,MVDR)波束形成技术。理论推导了对角减载量对输出功率谱目标方位上输出信噪比的影响,分析了最佳对角减载系数的选取原则。并针对实际工程应用情况,研究了由有限次快拍数估计的采样矩阵得到最佳对角减载系数的方法,该方法无需预估信号源数。通过算法仿真和海试数据处理,对比验证了基于对角减载的SMI-MVDR空间谱估计的有效性和可靠性。对于背景噪声级较强的水声阵列信号处理环境来说,所提方法能有效提高高斯白噪声背景下的声纳多目标分辨性能。 展开更多

关键词 对角减载 多目标分辨 采样矩阵求逆 最小方差无畸变响应 波达方向

在线阅读 下载PDF 职称材料