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基于现场可编程门阵列的矩阵求逆算法设计
1
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。
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关键词
自适应抗干扰
采样
矩阵
求
逆
CHOLESKY分解
权值更新率
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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
2
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。
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关键词
波束形成
SMI(
采样
矩阵
求
逆
)
解相关
协方差
矩阵
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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
3
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。
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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
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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。
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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
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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
5
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。
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关键词
副瓣干扰对消
递归最小二乘
采样矩阵逆
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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。
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关键词
面阵
数字波束形成
采样
矩阵
求
逆
对角加载
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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
7
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。
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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
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职称材料
迭代自适应收缩加权融合的波束形成方法
8
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。
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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
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职称材料
基于前导灵巧噪声的ASLC系统干扰方法
9
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。
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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
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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
10
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。
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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
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职称材料
题名
基于现场可编程门阵列的矩阵求逆算法设计
1
作者
安国臣
刘若凡
赵满
袁玉鑫
王晓君
机构
河北科技大学信息科学与工程学院
河北晶禾电子技术股份有限公司
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第10期4140-4147,共8页
基金
河北省省级科技计划项目新一代电子信息技术创新专项(21310402D)。
文摘
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。
关键词
自适应抗干扰
采样
矩阵
求
逆
CHOLESKY分解
权值更新率
Keywords
adaptive anti-jamming
sampling matrix inversion
Cholesky decomposition
weight update rate
分类号
TN911.72 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
自适应波束形成采样矩阵求逆算法的改进
被引量：
3
2
作者
杨亦凡
王华奎
柯恒英
机构
太原理工大学信息工程学院
出处
《无线电通信技术》
2009年第4期30-32,40,共4页
文摘
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。
关键词
波束形成
SMI(
采样
矩阵
求
逆
)
解相关
协方差
矩阵
Keywords
beamforming
SMI （Sample Matrix Inversion）
decorrelation
covariance matrix
分类号
TN911.7 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
块Toeplitz矩阵低复杂度求逆的卫星导航空时抗干扰算法
3
作者
吴舜晓
黄仰博
聂俊伟
欧钢
机构
国防科技大学电子科学与工程学院
出处
《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
基金
青年科学基金资助项目(61403413)
文摘
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。
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
Keywords
sample covariance matrix inversion
block Toeplitz matrix
space-time adaptive processing
anti-jamming antenna array
global navigation satellite system
分类号
TN967.1 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
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
机构
海军驻武汉四三八厂军事代表室
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
2012年第26期71-75,161,共6页
文摘
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。
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
Keywords
QR decomposition
Sample Matrix Inversion（SMI）
adaptive beam-forming
Systolic array
Field Pro-grammable Gate Array （FPGA）
分类号
TP23 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
水平机扫雷达的副瓣干扰对消算法研究
被引量：
1
5
作者
王峰
傅有光
孟兵
机构
南京电子技术研究所
出处
《现代雷达》
CSCD
北大核心
2008年第8期78-80,共3页
文摘
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。
关键词
副瓣干扰对消
递归最小二乘
采样矩阵逆
Keywords
side-lobe jamming cancellation
sampling matrix inversion
recursive least square
分类号
TN957.51 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
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
机构
电子科技大学电子工程学院
出处
《现代雷达》
CSCD
北大核心
2005年第12期41-44,共4页
文摘
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。
关键词
面阵
数字波束形成
采样
矩阵
求
逆
对角加载
Keywords
planar array
DBF
SMI
diagonal loading
分类号
TN958.92 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
基于小波变换的智能天线波束形成算法
被引量：
1
7
作者
李娜
殷兴辉
高文昀
机构
宿州学院机械与电子工程学院
河海大学计算机与信息学院
出处
《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
基金
国家自然科学基金资助项目(11173010
U1531101)
文摘
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。
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
Keywords
digital beamforming
wavelet transform
smart antennas
SMI
LMS
分类号
TN911.72 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
迭代自适应收缩加权融合的波束形成方法
8
作者
贺顺
杨志伟
欧阳缮
廖桂生
机构
西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室
西安科技大学通信与信息工程学院
桂林电子科技大学信息与通信学院
出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2015年第7期757-762,共6页
基金
跨行业重点基金
中央高校基本科研业务费专项资金(K5051302007)
+1 种基金
陕西省教育厅科研计划项目(2013JK1051)
西安科技大学校培育基金(201354)联合资助
文摘
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。
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
Keywords
adaptive beam-forming
sampling covariance matrix inversion
minimum mean square error
分类号
TN957.52 [电子电信—信号与信息处理]
在线阅读
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职称材料
题名
基于前导灵巧噪声的ASLC系统干扰方法
9
作者
亓亮
马晓华
邓杏松
机构
中国船舶重工集团公司第七二三研究所
火箭军装备部驻南京地区第二军事代表室
出处
《现代雷达》
CSCD
北大核心
2021年第9期93-98,共6页
文摘
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。
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
Keywords
adaptive sidelobe cancellation(ASLC)
leading smart noise
sample matrix inversion(SMI)
minimum variance distortionless response(MVDR)
non-homogeneity detection
分类号
TN974 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
基于对角减载的水声阵列SMI-MVDR空间谱估计技术
被引量：
5
10
作者
周彬
赵安邦
龚强
宋雪晶
机构
哈尔滨工程大学水声技术重点实验室
哈尔滨工程大学水声工程学院
中国舰船研究设计中心
出处
《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
基金
国家自然科学基金(11374072
61371171)
+1 种基金
国家自然科学基金青年科学基金(51009041)
公益性行业(海洋)科研专项基金(gz201005001)资助课题
文摘
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。
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
Keywords
diagonal reduction
multi-target resolution
sampling matrix inversion
minimum variance dis-tortionless response
direction of arrival
分类号
TN911.7 [电子电信—通信与信息系统]
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