1.一种基于多径利用的极大-极小稳健波束形成方法,其特征是,包括先将稳健波束形成器建模成为一个非凸的极小极大问题;再利用残余噪声分量清除思想来估计干扰加噪声协方差矩阵;然后挖掘三角多项式的性质,将在给定区间上的无限个约束转化为一个半正定表示;最终通过半正定松弛配合随机化生成,获得要求的稳健波束形成器向量;具体是,设N是阵列阵元个数,P是场景中的干扰数目,均为已知量; 是角度θ的导向矢量, 其中d为阵列阵元之间的间隔,w 0 是以rad表示的载频频率,θ d 是直达回波方向,为已知量;接收到的数据协方差矩阵 y是阵列接收到的数据,则噪声的功率被估计其N-P-1个最小特征值的平均值;具体为: 其中 是按照降序排列的R x 的第i个特征值,即 为R x 的N个特征值;CAPON功率估计器的输出包含残余噪声,通过处理除去这些噪声对功率估计的影响;对于第p条干扰,功率估计由下式给出其中 为对Capon谱进行峰值搜索所估计出来的P条干扰信号的来波方向; 由Ω补集中的P个峰值以及相应的回波方向来估计为 Ω=[α-β,α+β]为多径回波方向所在角度区间为α和β均为已知量;则干扰加噪声协方差矩阵重建为 其中 获得干扰加噪声协方差矩阵后,用 换R in ;正弦函数在[-π/2,π/2]中单调,将使用v d =ksinθ d ;令 其中令w为待设计波束形成器,利用内点法求解如下凸优化问题:其中 F 1 =[f 0 ,...,f N-1 ],F 2 =[f 0 ,...,f N-2 ], 以及G≥2N-1,q=[q 0 ,q 1 ,...,q G-1 ] T , Z 1 ,Z 2 ,γ和W为待求解变量;此问题是一个凸优化问题,通过内点法在多项式时间求解;获得上述问题的解W * 之后,需要一个合成处理来获得最终的滤波器向量;假如W * 的秩是1,w * 直接通过矩阵分解来获得;否则,将使用随机化生成的方式产生;通过生成H个服从零均值,协方差矩阵为W * 的复高斯分布的随机向量 并针对每一个 计算最坏情况的输出SINR,得到最坏输出SINR序列 其中其中 对应于最好的最坏输出SINR∈ h 的 将被选择作为所需的滤波器向量。
2.根据权利要求1所述基于多径利用的极大-极小稳健波束形成方法,其特征是,具体是,输入:阵列阵元数目N,阵列接收到的干扰信号数目P,阵列接收到的数据 目标直接回波方向θ d ,多径回波方向的大致区间Ω=[α-β,α+β],多径反射面的反射系数ρ m ;步骤1:计算样本协方差矩阵 并估计噪声能量 其中 是 按照从大到小排列的最小的N-P-1个特征值,P是样本协方差矩阵中主要特征值数量;步骤2:利用CAPON谱在Ω的补区间上进行搜索,得到P个对应于干扰的峰值,相应的波达方向作为这些干扰信号的波达方向估计;对第p个干扰信号的功率估计为 其中 为对Capon谱进行峰值搜索所估计出来的P条干扰信号的来波方向;步骤3:将干扰加噪声协方差矩阵重构为 其中 步骤4:求解半正定规划问题,其中 F 1 =[f 0 ,...,f N-1 ],F 2 =[f 0 ,...,f N-2 ], 以及G≥2N-1,q=[q 0 ,q 1 ,...,q G-1 ] T ,步骤5:令上述步骤得到的最优解为W * ,假如W * 的秩是1,对其直接进行矩阵分解得到最终滤波器向量表达式W * ;否则,生成H个服从零均值,协方差矩阵为W * 的复高斯分布的随机向量 并针对每一个 计算最坏情况的输出SINR,得到最坏输出SINR序列 其中:其中 然后,对应于最好的最坏输出 的 将被选择作为所需的滤波器向量;输出: