[发明专利]一种盲波束指向空域滤波处理方法、装置及设备

说明书

一种盲波束指向空域滤波处理方法、装置、设备和计算机可读存储介质，其中，所述方法包括：根据空时滤波器的输入信号确定样本协方差矩阵；在球形约束下搜索最优的期望信号空时导向矢量，根据所述最优的期望信号空时导向矢量确定约束矩阵；根据所述样本协方差矩阵和所述约束矩阵确定空时自适应滤波系数；利用所述空时自适应滤波系数对所述输入信号进行滤波处理。本申请实施例通过在球形约束下得到最优的期望信号空时导向矢量，实现了无期望信号先验条件下的宽带波束形成，并增强了波束形成的稳健性。

技术领域

本文涉及通信领域，尤指一种盲波束指向空域滤波处理方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

为了在复杂电磁环境中抑制掉强压制式干扰，阵列天线波束形成技术广泛应用于扩频通信系统。

自适应波束形成技术往往需要期望信号来向等先验知识，但在阵列应用环境中期望信号和阵列通道误差等先验知识无法得到。

CAB(The performance of Cyclic Adaptive Beamforming，循环自适应波束形成)类盲波束形成算法首先利用期望信号的周期平稳特性估计出相应的方向向量，进而利用各种波束形成技术完成CAB类盲波束形成。如结合LCMV(Linearly ConstrainedMinimum-Variance，线性约束最小方差)算法形成技术得到R-CAB，结合传统的对角加载波束形成技术得到R-CAB。

相关技术的自适应波束形成算法对期望信号的波达方向及阵列流行矢量非常敏感，当估计的期望信号的方向向量与实际信号的方向向量有少许误差时，波束形成器的性能将严重恶化。

发明内容

本申请提供了一种盲波束指向空域滤波处理方法、装置、设备和计算机可读存储介质，以增强波束形成的稳健性。

本申请实施例提供了一种盲波束指向空域滤波处理方法，包括：

根据空时滤波器的输入信号确定样本协方差矩阵；

在球形约束下搜索最优的期望信号空时导向矢量，根据所述最优的期望信号空时导向矢量确定约束矩阵；

根据所述样本协方差矩阵和所述约束矩阵确定空时自适应滤波系数；

利用所述空时自适应滤波系数对所述输入信号进行滤波处理。

在一实施例中，所述在球形约束下搜索最优的期望信号空时导向矢量包括：

根据球形约束下的最优化方程：

通过拉格朗日乘子法搜索最优解，得到最优的期望信号空时导向矢量

其中，Min表示取最小值，为空时二维导向矢量，θ为俯仰角，为方位角，f_k为频率，k表示频点，k的范围为1～K的整数，K为频点个数，H表示矩阵的共轭转置，表示所述样本协方差矩阵，s.t.表示约束关系，Re表示取复数的实部，w_CAB表示空域导向矢量，S_t表示时域导向矢量，为可罗奈克积，满足模值约束条件ε_k为导向矢量误差参数，M为所述空时滤波器的接收阵元的个数，N为空时滤波器中有限冲激响应FIR滤波器的阶数，I为单位矩阵，λ_k为加载量。

在一实施例中，所述导向矢量误差参数ε_k等于允许的波达方向角度误差。

在一实施例中，所述加载量λ_k根据如下方式确定：

根据K个约束方程：

对如下单调减函数G(λ)分段求解：