[发明专利]非一致性噪声条件下的特征空间波束形成方法及系统

权利要求书

1.一种非一致性噪声条件下的特征空间波束形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

将阵列接收数据的协方差矩阵 的对角线元素置零，构成第一矩阵，再提取阵列接收数据的协方差矩阵的对角线元素，构成第二矩阵，将分成两个部分：；

根据阵列接收数据协方差矩阵与噪声协方差矩阵的差值为不含噪声的阵列协方差矩阵，将不含噪声的阵列协方差矩阵转换为，其中为对角线上的元素，I为单位矩阵，根据的特征向量和特征值，推导出，从而对特征分解得到信号子空间矩阵；

将波束形成的权向量投影到信号子空间，结合阵列接收数据的协方差矩阵得到特征空间波束形成的空间谱；

其中，将不含噪声的阵列协方差矩阵转换为包括：

根据阵列信号接收模型确定阵列接收数据的协方差矩阵表示为：

，

其中，为M×L的方向向量矩阵，其列为方向矢量，为目标信号矩阵，为噪声向量，是目标信号的协方差矩阵，为不存在噪声时阵列的协方差矩阵，是噪声的协方差矩阵；

根据第一矩阵的特性有：

，其中为对角线上的元素。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一矩阵和第二矩阵分别表示为：

，

，

其中为第k个目标信号源的功率，为各阵元噪声的功率，下标i，j表示矩阵第i行第j个元素，M为接收阵列的阵元数，L为接收的信号个数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，特征空间波束形成的空间谱估计表示为：，其中为MVDR波束形成的权向量在信号子空间中的投影，，。

4.一种非一致性噪声条件下的特征空间波束形成系统，其特征在于，包括：

接收矩阵分解模块，被配置为将阵列接收数据的协方差矩阵的对角线元素置零，构成第一矩阵，再提取阵列接收数据的协方差矩阵的对角线元素，构成第二矩阵，将分成两个部分：；

特征空间计算模块，被配置为根据阵列接收数据协方差矩阵与噪声协方差矩阵的差值为不含噪声的阵列协方差矩阵，将不含噪声的阵列协方差矩阵转换为，其中为对角线上的元素，I为单位矩阵，根据的特征向量和特征值，推导出，从而对特征分解得到信号子空间矩阵；

波束形成模块，被配置为将波束形成的权向量投影到信号子空间，结合阵列接收数据的协方差矩阵得到特征空间波束形成的空间谱；

其中，将不含噪声的阵列协方差矩阵转换为包括：

根据阵列信号接收模型确定阵列接收数据的协方差矩阵表示为：

，

其中，为M×L的方向向量矩阵，其列为方向矢量，为目标信号矩阵，为噪声向量，是目标信号的协方差矩阵，为不存在噪声时阵列的协方差矩阵，是噪声的协方差矩阵；

根据第一矩阵的特性有：

，其中为对角线上的元素。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一矩阵和第二矩阵分别表示为：

，

，

其中为第k个目标信号源的功率，为各阵元噪声的功率，下标i，j表示矩阵第i行第j个元素，M为接收阵列的阵元数，L为接收的信号个数。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，特征空间波束形成的空间谱估计表示为：，其中为MVDR波束形成的权向量在信号子空间中的投影，，。

7.一种计算机设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的非一致性噪声条件下的特征空间波束形成方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的非一致性噪声条件下的特征空间波束形成方法的步骤。