一种关于天线数量呈线性复杂度的可扩展 MVDR 波束形成算法
信号处理
2025-10-17 v1
摘要
最小方差无失真响应(MVDR)波束形成技术广泛应用于阵列系统以抑制干扰。然而,将 MVDR 应用于大型阵列在计算上具有挑战性;其计算复杂度随天线单元数量呈三次方增长。本文针对大规模阵列提出一种可扩展的 MVDR 波束形成方法。该方法专用于感兴趣信号低于噪声底(例如 GPS)的场景,利用 Sherman-Morrison 公式、低秩奇异值分解(SVD)近似以及代数运算,将计算复杂度由三次方降低至关于天线数量的线性复杂度。我们通过仿真评估了所提方法,将其计算效率与波束形成精度与常规 MVDR 方法进行比较。结果表明,所提方法在大幅降低计算负担的同时,对大规模阵列保持了较高的波束形成精度。该方案有望在雷达、声呐与无线通信等大规模天线阵列日益普及的领域中实现 MVDR 波束形成的实时应用。
引用
@article{arxiv.2510.14802,
title = {A Scalable MVDR Beamforming Algorithm That is Linear in the Number of Antennas},
author = {Sanjaya Herath and Armin Gerami and Kevin Wagner and Ramani Duraiswami and Christopher A. Metzler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.14802},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 4 figures, Asilomar 2025