基于最优导向矢量估计的MVDR稳健自适应波束成形新设计
信号处理
2019-06-26 v1
摘要
本文研究了基于感兴趣信号导向矢量估计的稳健自适应波束成形设计问题。在此情形下，通过求解样本矩阵求逆以及感兴趣信号导向矢量的最优估计来获得最优波束成形器。寻找导向矢量最佳估计的常用准则是波束成形器输出SINR与输出功率，而约束条件则尽可能少地假设关于感兴趣信号、传播介质和天线阵列的先验不精确知识。为此，本文提出并求解了一个新的波束成形器输出功率最大化问题，其约束包括双侧范数扰动约束、相似性约束，以及一个保证感兴趣信号波达方向(DOA)远离所有干扰导向矢量线性组合DOA区域的二次约束。在该新稳健设计中，所需先验信息包括若干允许误差范数界、天线阵列几何结构的近似知识以及感兴趣信号的角度扇区。结果表明，阵列输出功率最大化问题是一个具有非齐次约束的非凸QCQP问题。然而，我们证明该问题仍可解，并开发了用于寻找感兴趣信号导向矢量全局最优估计的高效算法。结果被推广到考虑椭球约束的情形，并推导了全局最优性的充分条件。此外，为提高阵列性能，提出了关于实际信号导向矢量的新二次约束。为验证结果，给出了仿真示例，其表明了新稳健波束成形器在输出SINR及输出功率方面的性能提升。
引用
@article{arxiv.1810.11360,
title = {New Designs on MVDR Robust Adaptive Beamforming Based on Optimal Steering Vector Estimation},
author = {Yongwei Huang and Mingkang Zhou and Sergiy A. Vorobyov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.11360},
year = {2019}
}