[发明专利]一种基于高斯熵准则的自适应降秩波束形成方法

权利要求书

1.一种基于高斯熵准则的自适应降秩波束形成方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、初始化宽线性降秩波束形成器的权向量和降秩矩阵,给定步长因子的值；

步骤2、获取阵列接收信号；

步骤3、对阵列接收信号进行宽线性和降秩处理，然后通过宽线性降秩波束形成器，得到输出信号；

步骤4、将降秩矩阵的初始值、权向量的初始值和输出信号代入到降秩矩阵和权向量的迭代公式中进行迭代求解，得出波束形成的最佳权向量，再根据最佳权向量进行波束形成。

2.根据权利要求1所述的一种基于高斯熵准则的自适应降秩波束形成方法，其特征在于：所述步骤2根据如下公式计算每次快拍的阵列接收信号r(n)：

r(n)＝As(n)+v(n) n＝1,2,...,N

其中，A表示由K个信号的空时域导向矢量组成的阵列流形；s(n)表示来自信号源的K维数据矢量，s(n)＝[s₁(n),s₂(n),…,s_K(n)]，不失一般性，此处假设s₁(n)是期望信号；v(n)是均值为0、方差为的加性复高斯白噪声；N是总的快拍数。

3.根据权利要求2所述的一种基于高斯熵准则的自适应降秩波束形成方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程如下：

1)通过双射变换Γ对阵列接收信号r(n)进行宽线性处理，得到增广阵列接收信号x(n)和期望信号的增广空时域导向矢量a，分别如下式所示：

其中，(·)^H表示共轭转置，b₁表示期望信号的空时导向矢量；

2)通过乘以2ML×D维的降秩矩阵Τ(n)的共轭转置(·)^H来实现降秩处理，如下式所示：

其中，D为降秩处理后的维度，表示降秩后的增广阵列接收信号，表示降秩后的期望信号的增广空时导向矢量；

3)将降秩后的增广阵列接收信号通过宽线性降秩滤波器，得到输出信号y(n)：

其中，w(n)是D维的宽线性降秩滤波器的权向量。

4.根据权利要求3所述的一种基于高斯熵准则的自适应降秩波束形成方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程如下：

1)根据高斯熵准则和拉格朗日乘子法，推导得到降秩矩阵迭代公式和权向量迭代公式如下：

降秩矩阵迭代公式：

T(n+1)＝T(n)-μ_tσ(n)x(n)w^H(n)

权向量迭代公式：

其中，u_t和u_w为步长因子；是一个标量，(·)^*表示共轭，e(n)＝s₁(n)-y(n)是误差信号，ρ_e(n)＝E[e²(n)]/E[|e(n)|²]是误差信号的非圆度；

2)将降秩矩阵T的初始值、权向量w的初始值和输出信号y(n)代入到降秩矩阵迭代公式和权向量迭代公式中进行迭代求解，得出波束形成的最佳权向量，再根据最佳权向量进行波束形成。