王宁章，闵仁江，许慧青

(广西大学 计算机与电子信息学院，广西 南宁 530004)



基于干扰加噪声协方差矩阵重构的稳健自适应波束形成

王宁章，闵仁江，许慧青

(广西大学 计算机与电子信息学院，广西 南宁 530004)

在自适应波束形成中，由于期望信号(SOI)导向矢量(SV)的误差、采样点数较少、训练数据中存在期望信号成分等原因，造成波束形成的性能严重下降。针对以上问题，提出了一种稳健波束形成方法。首先利用MUSIC算法和参数估计来重构不包含SOI的干扰噪声协方差矩阵，再通过利用相关系数来估计出期望信号导向矢量。仿真结果表明，该算法可以处理较大的方向误差，并且信噪比(SNR)在较大的范围内都可以得到比传统方法更佳的性能。

自适应波束形成；MUSIC算法；导向矢量估计

0 引言

由于接收特定方向的信号，波束形成器可以认为是空间滤波器。它可以应用在不同的信号处理领域，包括雷达、声呐、医学成像、射电天文、无线通信等。作为数据依赖型波束形成器，自适应波束形成器通过抑制信号环境中的干扰和噪声，提取期望信号来调整权重矢量[1]。标准的Capon波束形成器(Standard Capon Beamformer, SCB)是大家所熟知的波束形成器，如果训练数据中不包含期望信号(Signal of Interest, SOI)，那么SCB可以有最优的输出信干噪比(Signal-to-Interface-plus-Noise Ratio, SINR)和高分辨率[2]。但是在实际的训练数据中经常存在SOI。在过去的几年中，许多稳健自适应波束形成器算法被提出，用来解决训练数据中存在的SOI和导向矢量(Steering Vector, SV)误差问题[3-5]。

在文献[3]中，GU Y等人提出使用Capon空间谱积分方法，其中积分区域为除SOI方向以外的角度区域，这种方法可以重构出干扰噪声协方差矩阵。……