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一种非平滑相干干扰鲁棒的自适应波束形成器
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作者 卢文龙 李旦 +1 位作者 毕权杨 张建秋 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1467-1476,共10页
针对文献报道的鲁棒自适应波束形成(robust adaptive beamforming,RAB)算法,分析了在存在相干干扰时其性能严重下降甚至失效的原因:通过将接收信号协方差矩阵分解为阵列流形矩阵左和共轭右乘一个矩阵P的描述形式,在存在相干干扰时,P为... 针对文献报道的鲁棒自适应波束形成(robust adaptive beamforming,RAB)算法,分析了在存在相干干扰时其性能严重下降甚至失效的原因:通过将接收信号协方差矩阵分解为阵列流形矩阵左和共轭右乘一个矩阵P的描述形式,在存在相干干扰时,P为非对角阵,其非对角元素表征了信号与干扰间的互相关,该成分造成了RAB算法的失效;另表明:快拍数有限可视为特殊的相干干扰情况。为此,提出了一种构建P为对角阵的协方差矩阵拟合方法;并据拟合的协方差矩阵,给出了对非平滑相干干扰RAB方法。仿真验证了分析的有效性,所提方法在相干干扰时仍能实现非相干干扰时的性能,且收敛速度优于报道方法。 展开更多
关键词 自适应 波束形成 Capon谱 相干干扰 协方差矩阵拟合
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最坏情况下的鲁棒自适应波束形成算法性能分析 被引量:11
2
作者 林静然 彭启琮 +1 位作者 邵怀宗 居太亮 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2161-2166,共6页
研究了最坏情况下的鲁棒自适应波束形成算法,它通过对角加载提高波束对方向矢量误差的鲁棒性.给出了其最优对角加载因子的近似解析达式,揭示了各种因素如何影响最优加载因子.在此基础上,对该算法进行了性能分析,推导出了关于目标功率估... 研究了最坏情况下的鲁棒自适应波束形成算法,它通过对角加载提高波束对方向矢量误差的鲁棒性.给出了其最优对角加载因子的近似解析达式,揭示了各种因素如何影响最优加载因子.在此基础上,对该算法进行了性能分析,推导出了关于目标功率估计和信号干扰噪声比的近似表达式.计算机仿真验证了本文的分析. 展开更多
关键词 自适应波束形成算法 方向矢量误差 最坏情况 最优加载因子 性能分析 目标功率估计 信号干扰噪声比
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鲁棒约束恒模自适应波束形成算法 被引量:5
3
作者 宋昕 汪晋宽 +1 位作者 薛延波 韩英华 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1833-1837,共5页
线性约束恒模算法能够有效克服恒模算法中存在的干扰捕获问题,但在信号方向向量存在偏差的情况下,其性能将会受到影响.针对上述问题,本文提出了鲁棒约束恒模自适应算法并对其性能进行了分析.该算法收敛速度快,抗扰动性强,对信号方向向... 线性约束恒模算法能够有效克服恒模算法中存在的干扰捕获问题,但在信号方向向量存在偏差的情况下,其性能将会受到影响.针对上述问题,本文提出了鲁棒约束恒模自适应算法并对其性能进行了分析.该算法收敛速度快,抗扰动性强,对信号方向向量的偏差具有较强的鲁棒性,改善了系统的输出信干噪比.仿真实验表明,与线性约束恒模算法相比,鲁棒约束恒模算法具有很好的性能. 展开更多
关键词 恒模算法 线性约束 自适应波束形成算法 信干噪比
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一种具有双重鲁棒性的自适应波束形成算法 被引量:5
4
作者 林静然 彭启琮 邵怀宗 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2007年第2期10-14,共5页
提出了一种具有双重鲁棒性的自适应波束形成算法,以克服有限采样效应和方向矢量误差引起的波束性能下降。该算法使用对角加载提高鲁棒性,并通过协方差矩阵拟合和优化最坏情况下的波束性能确定对角加载因子。在此基础上,本文得出了最优... 提出了一种具有双重鲁棒性的自适应波束形成算法,以克服有限采样效应和方向矢量误差引起的波束性能下降。该算法使用对角加载提高鲁棒性,并通过协方差矩阵拟合和优化最坏情况下的波束性能确定对角加载因子。在此基础上,本文得出了最优加载因子的近似表达式,揭示了哪些因素可以影响最优加载因子,以及如何影响。和该领域现有的其他算法相比,本算法运算量更低,具有更好的鲁棒性。计算机仿真对该算法进行了验证。 展开更多
关键词 自适应波束形成算法 对角加载 协方差矩阵拟合 最坏情况性能优化 有限采样效应 方向矢量误差
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一种基于Bayesian方法的鲁棒自适应波束形成算法 被引量:1
5
作者 宋昕 汪晋宽 +1 位作者 韩英华 王晗 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期793-796,共4页
由于在实际环境中,期望信号的阵列响应与实际阵列响应之间存在偏差,使得现存的一些自适应波束形成算法的性能下降.针对上述问题,基于Bayesian方法提出了鲁棒自适应波束形成算法,并且给出其递推形式.该算法利用接收到的采样信号对实际信... 由于在实际环境中,期望信号的阵列响应与实际阵列响应之间存在偏差,使得现存的一些自适应波束形成算法的性能下降.针对上述问题,基于Bayesian方法提出了鲁棒自适应波束形成算法,并且给出其递推形式.该算法利用接收到的采样信号对实际信号方向向量进行估计,降低了信号到来方向的不确定性,对信号方向向量的偏差具有较强的鲁棒性,从而可以保证输出阵列的信干噪比接近最优值.采用递推方法来计算逆矩阵,大大地降低了计算的复杂度,能够满足实时处理的要求.仿真实验表明,与传统自适应波束形成算法相比,所提鲁棒自适应波束形成算法具有更好的性能. 展开更多
关键词 自适应波束形成 信干噪比 Bayesian方法 信号方向向量偏差
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多维线性约束鲁棒自适应特征波束形成算法
6
作者 刘铁林 张成 石全 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第9期15-19,共5页
以镶嵌在刚性圆柱体上的均匀圆阵为阵列模型,研究了一种鲁棒自适应特征波束形成算法。在分析了特征波束形成技术的基础上,将阵列优化问题描述为多维线性约束下的波束优化问题,进而在约束矩阵的正交线性子空间求解最优化问题,在满足鲁棒... 以镶嵌在刚性圆柱体上的均匀圆阵为阵列模型,研究了一种鲁棒自适应特征波束形成算法。在分析了特征波束形成技术的基础上,将阵列优化问题描述为多维线性约束下的波束优化问题,进而在约束矩阵的正交线性子空间求解最优化问题,在满足鲁棒性约束条件下自适应地得到了阵列最优权向量,进而获得了与期望波束图较为一致的波束图,并分析了在满足鲁棒性约束条件下最大特征波束阶次的选择以及算法的收敛性。该算法具有收敛速度快、迭代误差不会累积的特点。计算机仿真验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 自适应算法 特征波束形成 多维线性约束 白噪声增益
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基于空间平滑差分的鲁棒自适应波束形成 被引量:3
7
作者 郝旺身 刘雨曦 +4 位作者 冀科伟 张二亮 董辛旻 李继康 赵露露 《电子测量技术》 北大核心 2022年第9期50-55,共6页
针对当采样协方差矩阵中包含期望信号时,模型失配会使MVDR自适应波束形成算法性能大幅下降的问题,本文提出一种基于空间平滑差分算法(SSDA)的鲁棒自适应波束形成算法。该算法首先通过空间平滑差分算法获得源数目先验知识,再对MVDR空间... 针对当采样协方差矩阵中包含期望信号时,模型失配会使MVDR自适应波束形成算法性能大幅下降的问题,本文提出一种基于空间平滑差分算法(SSDA)的鲁棒自适应波束形成算法。该算法首先通过空间平滑差分算法获得源数目先验知识,再对MVDR空间功率谱进行波峰搜索得到期望信号,最后再从采样协方差矩阵中去除期望信号协方差矩阵。仿真结果表明,在高信噪比输入的情况下,改进后的算法在去除期望信号后其输出信干噪比有了很大提升,比MVDR算法提高了2~3倍。 展开更多
关键词 自适应波束形成 空间平滑差分 源数估计 协方差矩阵重构
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一种基于周期平稳的鲁棒盲神经网络波束形成器 被引量:2
8
作者 何振亚 陈宇欣 《电子科学学刊》 CSCD 2000年第2期240-246,共7页
本文提出了一种鲁棒的盲神经网络波束形成算法。该算法利用信号的周期平稳特性估计阵列的导引矢量,利用LCMV方法抑制噪声干扰,利用对角加载技术增强算法的鲁棒性,利用神经网络的网状计算结构特点便于其实现。理论分析和计算机仿真表明,... 本文提出了一种鲁棒的盲神经网络波束形成算法。该算法利用信号的周期平稳特性估计阵列的导引矢量,利用LCMV方法抑制噪声干扰,利用对角加载技术增强算法的鲁棒性,利用神经网络的网状计算结构特点便于其实现。理论分析和计算机仿真表明,该算法实现简单,鲁棒性强,易于实时应用。 展开更多
关键词 波束形成 周期平稳 神经网络
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一种基于次元分析技术的鲁棒波束形成算法
9
作者 汪晋宽 田丹 +1 位作者 刘志刚 贾利琴 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期631-634,共4页
针对实际应用中先验知识存在偏差的问题,基于权向量长度恒定的常规线性约束波束形成算法,提出一种权向量长度恒定的最差情况性能优化波束形成算法.分析了神经次元分析(MCA)学习规则与该波束形成优化问题在数学描述上的相似性,利用神经MC... 针对实际应用中先验知识存在偏差的问题,基于权向量长度恒定的常规线性约束波束形成算法,提出一种权向量长度恒定的最差情况性能优化波束形成算法.分析了神经次元分析(MCA)学习规则与该波束形成优化问题在数学描述上的相似性,利用神经MCA学习规则实现鲁棒自适应波束形成.仿真结果表明,与基于线性约束的波束形成算法相比,该算法具有更强的信号跟踪能力和干扰抑制能力,并且对信号方向向量的偏差具有更强的鲁棒性. 展开更多
关键词 阵列天线 自适应波束形成 最差情况性能优化 神经网络 次元分析 算法
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具有自适应可调误差半径的鲁棒波束赋形算法
10
作者 张涛 孙利国 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期49-56,共8页
传统的自适应波束形成器对各类型的阵列误差较为敏感尤其是在较大的波达方向(Direction of Arrival,DOA)误差存在的情况下,阵列的输出信干噪比严重下降.为了解决这个问题,文中提出了一种新的具有自适应可调误差半径的鲁棒波束形成器.每... 传统的自适应波束形成器对各类型的阵列误差较为敏感尤其是在较大的波达方向(Direction of Arrival,DOA)误差存在的情况下,阵列的输出信干噪比严重下降.为了解决这个问题,文中提出了一种新的具有自适应可调误差半径的鲁棒波束形成器.每一步迭代都是以经典的鲁棒Capon波束形成器为基础,且使用的误差不确定度都是依据子空间投影定理推导出的一个二次约束二次规划问题的最优解.由于估计出的导向矢量不确定度均小于传统自适应波束形成器中使用的误差量,因此,阵列的输出性能得以提高.此外,为了能够扩展算法的适用性,引入了可变椭圆不确定集来同时处理多重误差因素.最终的实验结果证明了算法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 自适应波束形成 信干噪比 Capon波束形成
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四元数域主特征空间投影鲁棒自适应波束形成 被引量:2
11
作者 章希睿 刘志文 +1 位作者 王亚昕 徐友根 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期755-759,共5页
针对常规四元数域波束形成器在模型误差条件下的性能退化问题,提出基于拉伸三极子双平行阵列的四元数域主特征空间投影鲁棒自适应波束形成方法.相比现有四元数域最劣态最优化鲁棒波束形成器,该方法无需求解具有高计算复杂度的凸优化问题... 针对常规四元数域波束形成器在模型误差条件下的性能退化问题,提出基于拉伸三极子双平行阵列的四元数域主特征空间投影鲁棒自适应波束形成方法.相比现有四元数域最劣态最优化鲁棒波束形成器,该方法无需求解具有高计算复杂度的凸优化问题,且不涉及用户参数的优化设置,更易于实现.仿真结果表明,所提出的波束形成器可有效克服信号相消问题,能够以较低的计算成本获取优于四元数域最劣态最优化鲁棒自适应波束形成器的性能,且其优势在高信噪比和短快拍条件下尤为显著. 展开更多
关键词 自适应波束形成 电磁矢量传感器阵列 四元数 主特征空间投影
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四元数域干扰加噪声协方差矩阵重构鲁棒自适应波束形成 被引量:2
12
作者 王一 何冰松 《信号处理》 CSCD 北大核心 2016年第5期618-622,共5页
基于电磁矢量传感器阵列的四元数Capon波束形成器较传统的复数域Capon波束形成器有更好的性能。但是该方法在存在指向误差和极化失配的情况下性能急剧下降,甚至会出现信号相消现象。本文将协方差矩阵重构方法推广于四元数Capon波束形成... 基于电磁矢量传感器阵列的四元数Capon波束形成器较传统的复数域Capon波束形成器有更好的性能。但是该方法在存在指向误差和极化失配的情况下性能急剧下降,甚至会出现信号相消现象。本文将协方差矩阵重构方法推广于四元数Capon波束形成中,通过利用Q-Capon的极化-角度谱估计得到干扰和噪声的功率来对干扰加噪声协方差矩阵进行重构,避免了对角加载方法中对对角加载因子的求解,而且能够有效克服指向误差与极化失配带来的性能下降。计算机仿真表明,该方法相较于其他四元数域的方法有着更好的性能。 展开更多
关键词 自适应波束形成 电磁矢量传感器阵列 四元数 干扰加噪声协方差矩阵重构
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四元数域宽带鲁棒自适应波束形成 被引量:1
13
作者 段晓菲 刘志文 徐友根 《雷达学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2019年第1期117-124,共8页
该文提出一种基于四元数的宽带鲁棒自适应波束形成方法。在利用四元数构造阵元输出的基础上,通过期望信号复包络对齐技术,建立四元数域宽带对合增广宽线性信号模型,以联合利用四元数阵列输出矢量的3种对合信息和2阶统计特性以及信号非... 该文提出一种基于四元数的宽带鲁棒自适应波束形成方法。在利用四元数构造阵元输出的基础上,通过期望信号复包络对齐技术,建立四元数域宽带对合增广宽线性信号模型,以联合利用四元数阵列输出矢量的3种对合信息和2阶统计特性以及信号非圆信息,采用信号加干扰子空间投影方式,有效提取期望信号,抑制多个不相关干扰和噪声,进而实现四元数域宽带鲁棒自适应波束形成。同其它宽带波束形成方法相比,该方法对非圆信号的接收性能提升,可以实现阵列虚拟孔径扩展,有效克服指向误差带来的性能下降问题。计算机仿真结果验证了该方法的性能。 展开更多
关键词 宽带信号处理 自适应波束形成 四元数 非圆信号
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不确定权值下的鲁棒波束形成算法 被引量:1
14
作者 刘春静 张曙 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1827-1830,共4页
提出了一种不确定权值下的鲁棒波束形成算法(robust beamforming algorithm with uncertainweights,RBAWUW),与以往文献中对阵列导向矢量的不确定性进行约束的方法不同,该算法是通过对权值附加一个球形或椭球形不确定集约束推导出来的... 提出了一种不确定权值下的鲁棒波束形成算法(robust beamforming algorithm with uncertainweights,RBAWUW),与以往文献中对阵列导向矢量的不确定性进行约束的方法不同,该算法是通过对权值附加一个球形或椭球形不确定集约束推导出来的。在这种新的约束下,RBAWUW算法能获得比传统鲁棒Capon波束形成器(robust Capon beamformer,RCB)更高的输出信干噪比(singal-to-noise-plus-interference ratio,SINR),而且新算法与标准Capon波束形成算法的计算效率几乎相同。理论分析和仿真结果均表明,RBAWUW算法是切实可行的。 展开更多
关键词 波束形成 自适应权值 不确定集
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约束同时扰动随机逼近的鲁棒自适应波束形成
15
作者 金伟 贾维敏 +1 位作者 张峰干 姚敏立 《电光与控制》 北大核心 2013年第9期74-78,共5页
为有效克服导向矢量失配误差对自适应波束形成器的影响,提出了一种基于约束同时扰动随机逼近算法的鲁棒自适应波束形成算法。该算法对波束形成器的幅度响应进行约束,运用约束同时扰动随机逼近算法对权矢量进行优化,算法只需要对阵列输... 为有效克服导向矢量失配误差对自适应波束形成器的影响,提出了一种基于约束同时扰动随机逼近算法的鲁棒自适应波束形成算法。该算法对波束形成器的幅度响应进行约束,运用约束同时扰动随机逼近算法对权矢量进行优化,算法只需要对阵列输出功率进行测量,无需知道接收数据协方差矩阵,可适用于低成本的单通道接收系统。此外,该算法能很好地处理非凸的优化问题,无需将其转化为凸优化问题,能够自由控制鲁棒响应区的波束宽度和纹波水平,理论上可适用于任意阵型。仿真结果验证了算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 自适应波束形成 约束 同时扰动随机逼近 凸优化
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适用于任意阵列的鲁棒波束形成算法 被引量:4
16
作者 曹渊 刘威 崔东华 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1263-1267,1297,共6页
针对期望信号来波角度误差和干扰快速变化导致的导向矢量失配问题,本文提出了一种新型的零陷展宽鲁棒自适应波束形成算法.该算法重构接收信号的协方差矩阵,根据大致的期望信号角度约束平顶主瓣波束,提出了迭代算法来解决经过上述处理步... 针对期望信号来波角度误差和干扰快速变化导致的导向矢量失配问题,本文提出了一种新型的零陷展宽鲁棒自适应波束形成算法.该算法重构接收信号的协方差矩阵,根据大致的期望信号角度约束平顶主瓣波束,提出了迭代算法来解决经过上述处理步骤后得到的非凸的优化问题.仿真显示,本文提出的算法相比于传统算法对来波角度误差及干扰快速变化拥有更好的鲁棒性,且该算法适用于任意阵列. 展开更多
关键词 极化阵列信号处理 自适应波束形成 算法 零陷展宽
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一种四元数域鲁棒自适应波束形成方法
17
作者 王荔 徐友根 刘志文 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2017年第2期132-136,共5页
本文考虑期望信号导向矢量失配条件下的四元数域鲁棒自适应波束形成问题。首先将复数域二次约束二次规划技术推广于四元数域,以对期望信号四元数域导向矢量进行修正。进一步将四元数域二次约束二次规划问题转化为实数域问题,从而可以直... 本文考虑期望信号导向矢量失配条件下的四元数域鲁棒自适应波束形成问题。首先将复数域二次约束二次规划技术推广于四元数域,以对期望信号四元数域导向矢量进行修正。进一步将四元数域二次约束二次规划问题转化为实数域问题,从而可以直接利用凸优化工具包(CVX)进行求解。最后利用修正的信号四元数域导向矢量实现四元数域鲁棒自适应波束形成。仿真结果表明,本文所提四元数域鲁棒自适应波束形成方法在导向矢量失配条件下其输出信干噪比优于现有的四元数域自适应波束形成方法。 展开更多
关键词 阵列信号处理 自适应波束形成 四元数 模型失配
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一种简化的鲁棒波束形成算法
18
作者 刘春静 张曙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1061-1065,共5页
在阵列导向矢量不存在误差的条件下,传统的最小方差波束形成器(MVB)具有良好的分辨精度和抗干扰能力.然而,MVB算法的主要问题在于不具有鲁棒性,不能克服未知导向矢量误差的影响.因此对角加载以及相应的扩展算法已经成为一种提高MVB算法... 在阵列导向矢量不存在误差的条件下,传统的最小方差波束形成器(MVB)具有良好的分辨精度和抗干扰能力.然而,MVB算法的主要问题在于不具有鲁棒性,不能克服未知导向矢量误差的影响.因此对角加载以及相应的扩展算法已经成为一种提高MVB算法鲁棒性的常用方法.该文对基于椭球形导向矢量不确定集的鲁棒MVB算法进行了简化,该简化算法是在对导向矢量附加一个球形不确定集约束的条件下推导出来的,具有较低的计算复杂度和更高的数字稳定性.仿真结果表明,在导向矢量误差存在的情况下该算法是有效的. 展开更多
关键词 波束形成算法 导向矢量误差 最小方差波束形成 球形不确定集
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基于鲁棒自适应波束形成的抗干扰测控通信
19
作者 王正欢 周生龙 +1 位作者 杨亚宁 王卓 《遥测遥控》 2019年第4期23-28,共6页
提出一种基于阵列天线的自适应波束形成技术,其在干扰方向形成零陷来提升测控通信系统的抗干扰能力。针对飞行器飞行过程中测控通信信号到达角估计存在误差的问题,运用对角加载技术来提升波束形成算法的鲁棒性。仿真结果表明在低信干比... 提出一种基于阵列天线的自适应波束形成技术,其在干扰方向形成零陷来提升测控通信系统的抗干扰能力。针对飞行器飞行过程中测控通信信号到达角估计存在误差的问题,运用对角加载技术来提升波束形成算法的鲁棒性。仿真结果表明在低信干比情况下,方法对干扰抑制的能力可以达到50dB以上,而且能容忍较大的到达角误差。 展开更多
关键词 自适应波束形成 抗干扰 测控通信 对角加载
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基于稀疏最小二乘支持向量回归的非线性自适应波束形成 被引量:2
20
作者 王录涛 金钢 +1 位作者 徐红兵 王文平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2045-2050,共6页
该文基于最小二乘支持向量回归(LS-SVR)模型提出一种非线性自适应波束形成算法,以提高模型失配、小样本数、复杂多干扰等情况下的自适应波束形成器的鲁棒性。推导了高维矩阵逆矩阵求解的递推快速算法,实现了回归参数的实时求解。采用奇... 该文基于最小二乘支持向量回归(LS-SVR)模型提出一种非线性自适应波束形成算法,以提高模型失配、小样本数、复杂多干扰等情况下的自适应波束形成器的鲁棒性。推导了高维矩阵逆矩阵求解的递推快速算法,实现了回归参数的实时求解。采用奇异性准则实时寻找输入样本集的具有较小信息冗余度的子集,并在该子集上完成波束形成计算,使得LS-SVR波束形成的求解得以稀疏化,提高了学习效率,降低了计算复杂度与系统存储空间需求。对比仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 信号处理 自适应波束形成 最小二乘回归 支持向量机 稀疏化
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