基于SOCP的采样矩阵求逆算法分析

1

作者 张艳君 夏克文 +1 位作者 周亚同 胡钊政 《河北工业大学学报》 CAS 北大核心 2013年第5期1-4,21,共5页

为克服自适应波束形成技术中采样矩阵求逆(SMI)算法存在计算繁琐、运算量庞大等缺点,提出一种基于二阶锥规划(SOCP)算法的采样矩阵求逆改进算法,即针对SMI算法中数据块生成权向量的最小二乘模型,将其转化为二阶锥规划(SOCP)形式,然后使... 为克服自适应波束形成技术中采样矩阵求逆(SMI)算法存在计算繁琐、运算量庞大等缺点,提出一种基于二阶锥规划(SOCP)算法的采样矩阵求逆改进算法,即针对SMI算法中数据块生成权向量的最小二乘模型,将其转化为二阶锥规划(SOCP)形式,然后使用SOCP优化方法能够快速准确地求出最优解.实际仿真结果表明:基于SOCP的SMI改进算法(SOCP-SMI)具有计算精确高、运算量小,且对波束特性的改善效果明显. 展开更多

关键词 自适应波束形成 采样矩阵求逆(SMI) 二阶锥规划(SOCP)

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自适应波束形成采样矩阵求逆算法的改进 被引量：3

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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

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基于现场可编程门阵列的矩阵求逆算法设计

3

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

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块Toeplitz矩阵低复杂度求逆的卫星导航空时抗干扰算法

4

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

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基于FPGA的逆QR分解SMI算法的并行实现方法 被引量：5

5

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

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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

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一种鲁棒水声基阵波束形成方法的研究 被引量：3

7

作者 崔琳 李亚安 房媛媛 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第6期335-339,共5页

研究水声基阵波束形成器的鲁棒性问题。由于水声信号的复杂性以及波束形成方法在处理水声基阵的实际问题时存在各种误差,为提高波束形成器的鲁棒性,提出一种改进SVM的方法。首先在支持向量回归运算模型中引入加载量,再利用拉格朗日法来... 研究水声基阵波束形成器的鲁棒性问题。由于水声信号的复杂性以及波束形成方法在处理水声基阵的实际问题时存在各种误差,为提高波束形成器的鲁棒性,提出一种改进SVM的方法。首先在支持向量回归运算模型中引入加载量,再利用拉格朗日法来对含有Hubert损失函数的回归模型进行计算,并将改进方法应用于水声基阵,不仅可以减小运算量,同时可以提高波束形成器的鲁棒性。最后通过计算机仿真和水池实验数据验证,并与加载采样矩阵求逆(Loading Sample MatrixInversion,LSMI)方法进行对比。实验结果表明:在无失配、水声基阵接收信号的方向存在偏差以及基阵阵元存在轻微扰动的各种情况下,都具有比LSMI强的鲁棒性。 展开更多

关键词 水声基阵 鲁棒性 支持向量机 加载采样矩阵求逆

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自适应波束形成算法的研究 被引量：6

8

作者 邱冬冬 金华松 孙永江 《电子设计工程》 2013年第1期44-46,共3页

自适应波束形成是智能天线的关键技术,其核心是通过一些自适应波束形成算法获得天线阵列的最佳权重,并最终最后调整主瓣专注于所需信号的到达方向,以及抑制干扰信号,通过这些方式,天线可以有效接收所需信号。在实际应用中,收敛性,复杂... 自适应波束形成是智能天线的关键技术,其核心是通过一些自适应波束形成算法获得天线阵列的最佳权重,并最终最后调整主瓣专注于所需信号的到达方向,以及抑制干扰信号,通过这些方式,天线可以有效接收所需信号。在实际应用中,收敛性,复杂性和鲁棒性的速度是在选择自适应波束形成算法时要考虑的主要因素。本文聚焦于最小均方(LMS)算法和样本矩阵求逆(SMI)的算法,分析了它们的性能,并在Matlab的帮助下将这两个算法应用于自适应波束形成。 展开更多

关键词 自适应波束形成算法 最小均方 采样矩阵求逆 天线阵列

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基于TS201S的MQRD-SMI ADBF多处理器系统 被引量：2

9

作者 冯地耘 陈立万 谭进怀 《西南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期72-76,共5页

为了解决在自适应波束形成系统中需要大量的矩阵运算而导致系统实时性能欠佳的问题,提出了一种并行性能较好的混合QR分解SMI算法(MQRD-SMI),给出算法易于DSP实现的一种高速Systolic阵结构,研制岀一种采用多片TS201S并行实现接收ADBF的... 为了解决在自适应波束形成系统中需要大量的矩阵运算而导致系统实时性能欠佳的问题,提出了一种并行性能较好的混合QR分解SMI算法(MQRD-SMI),给出算法易于DSP实现的一种高速Systolic阵结构,研制岀一种采用多片TS201S并行实现接收ADBF的实验系统.实验结果验证了算法和系统的有效性和实时性. 展开更多

关键词 自适应波束形成 数字信号处理器 混合正交分解采样矩阵求逆 多处理器系统

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基于小波变换的智能天线波束形成算法 被引量：1

10

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

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STMV波束形成算法并行处理实现方法研究 被引量：2

11

作者 周亦军 刘千里 《计算机与数字工程》 2017年第9期1731-1735,共5页

在讨论了STMV(导向最小方差)波束形成算法原理的基础上,提出了STMV波束形成算法的逆QR(正交分解)分解SMI(采样矩阵求逆)实现方法,讨论了逆QR分解SMI算法的Systolic阵列并行实现结构,分析组成Systolic阵列的各PE(处理单元)单元的基本运... 在讨论了STMV(导向最小方差)波束形成算法原理的基础上,提出了STMV波束形成算法的逆QR(正交分解)分解SMI(采样矩阵求逆)实现方法,讨论了逆QR分解SMI算法的Systolic阵列并行实现结构,分析组成Systolic阵列的各PE(处理单元)单元的基本运算模块的实现,并研究了逆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。 展开更多

关键词 导向最小方差 采样矩阵求逆 波束形成 Systolic阵列 FPGA

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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

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基于对角减载的水声阵列SMI-MVDR空间谱估计技术 被引量：5

13

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

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自适应旁瓣对消技术综述 被引量：4

14

作者 祝飞 林强 李飞 《舰船电子对抗》 2020年第1期12-18,22,共8页

自适应旁瓣对消是现代雷达抗有源干扰的有效方法,它是自适应阵列处理的简单而具体的应用。介绍了自适应旁瓣对消技术的基本原理和发展过程,对自适应权值算法进行了总结,然后分析了影响旁瓣对消性能的各种因素。

关键词 自适应旁瓣对消 采样矩阵求逆 递推最小二乘 幅相不一致性

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一种改进的SMI旁瓣干扰抑制算法研究 被引量：1

15

作者 高阳 贾鑫 +2 位作者 张佳 尹灿斌 李云涛 《航天电子对抗》 2011年第4期54-57,共4页

采样矩阵求逆(SMI)算法是常用的自适应旁瓣对消算法。针对在低快拍下数据协方差矩阵的小特征值扩散,进而引起自适应波束副瓣升高的问题,提出了一种改进SMI算法的方法。该方法通过快拍数据的滑动平均获得协方差矩阵,使协方差矩阵小特征... 采样矩阵求逆(SMI)算法是常用的自适应旁瓣对消算法。针对在低快拍下数据协方差矩阵的小特征值扩散,进而引起自适应波束副瓣升高的问题,提出了一种改进SMI算法的方法。该方法通过快拍数据的滑动平均获得协方差矩阵,使协方差矩阵小特征散布变小,能够很好地抑制副瓣电平,从而使算法适用于低快拍数据。 展开更多

关键词 自适应旁瓣对消 采样矩阵求逆 滑动平均

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自适应数字波束形成在MIMO雷达中的应用 被引量：1

16

作者 郭贺 李军 《火控雷达技术》 2010年第4期31-35,共5页

MIMO雷达是近几年来发展起来的一种新体制雷达,由于采用空间分集与信号分集技术,相对于传统相控阵雷达在目标检测及参数估计性能都有很大提高。文中主要研究MIMO雷达的系统的自适应数字波束形成算法,介绍了基于MIMO雷达的SMI自适应DBF算... MIMO雷达是近几年来发展起来的一种新体制雷达,由于采用空间分集与信号分集技术,相对于传统相控阵雷达在目标检测及参数估计性能都有很大提高。文中主要研究MIMO雷达的系统的自适应数字波束形成算法,介绍了基于MIMO雷达的SMI自适应DBF算法,该算法有较好的性能,易于实现。针对于空间中的有源干扰,从自由度的角度讨论分析了MIMO雷达处理系统中自适应模块的位置问题。 展开更多

关键词 MIMO雷达 自适应数字波束形成 采样矩阵求逆 干扰自由度

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迭代自适应收缩加权融合的波束形成方法

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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

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机扫雷达旁瓣对消算法研究

18

作者 王冬 《火控雷达技术》 2011年第1期41-44,共4页

自适应旁瓣对消是雷达抑制有源干扰的有效措施,通常采用采样矩阵求逆的方法计算权值,对于方位上机械扫描的雷达,由于对消形成的方向图零点很窄,当天线转动时干扰的方向也会变化,针对这种情况,本文分析了运用采样矩阵求逆算法(SM I)和递... 自适应旁瓣对消是雷达抑制有源干扰的有效措施,通常采用采样矩阵求逆的方法计算权值,对于方位上机械扫描的雷达,由于对消形成的方向图零点很窄,当天线转动时干扰的方向也会变化,针对这种情况,本文分析了运用采样矩阵求逆算法(SM I)和递归最小二乘算法(RLS)进行旁瓣对消时,干扰对消比的变化情况,并得出了RLS算法具有跟踪角度变化的特性,指出在某些情况下RLS算法效果变差的原因。 展开更多

关键词 旁瓣对消 采样矩阵求逆算法 递归最小二乘算法

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