申请/专利权人：湖北工业大学

申请日：2022-07-12

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN115276745B

主分类号：H04B7/06

分类号：H04B7/06;G06F17/15

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.10#授权;2022.11.18#实质审查的生效;2022.11.01#公开

摘要：本发明公开了一种基于交替方向惩罚的鲁棒波束形成方法及系统，该方法包括；步骤一，以hHωnΓωnhωn最小为目标函数，结合无失真约束、具最小二乘的主瓣约束、恒定白噪声功率约束构建优化问题；其中，hωn表示角频率ωn对应的权值向量，Γωn表示伪相干矩阵；步骤二，利用交替方向惩罚法求解优化问题获得最优的权值向量hωn；步骤三，将最优的权值向量与导向矢量相乘结果作为鲁棒波束形成。本发明利用交替方向惩罚法框架来求解所构建的优化问题，利用残差值与控制惩罚参数间的关系来减少迭代次数，减少了运算量，提高了运算速度，并避免了非收敛问题。

主权项：1.一种基于交替方向惩罚的鲁棒波束形成方法，其特征是，包括：步骤一，以hHωnΓωnhωn最小为目标函数，结合无失真约束、具最小二乘的主瓣约束、恒定白噪声功率约束构建优化问题；其中，hωn表示角频率ωn对应的权值向量，Γωn表示伪相干矩阵；步骤二，利用交替方向惩罚法求解优化问题获得最优的权值向量hωn；步骤二进一步包括：2.1引入辅助变量重新表达优化问题；2.2引入惩罚因子构造目标函数的增广拉格朗日函数；2.3对权值向量hωn、加性噪声信号矢量vωn、辅助变量、惩罚因子、朗格朗日乘子进行交叉迭代求解；2.4当达到预设的收敛条件，停止迭代，此处的权值向量hωn即最优的权值向量；步骤三，将最优的权值向量与导向矢量相乘结果作为鲁棒波束形成；步骤一所构建的优化问题如下： 其中：hωn表示角频率ωn对应的权值向量，Γωn表示伪相干矩阵；hHωndωn,cosθd＝1为无失真约束，dωn,cosθd为角频率ωn对应的导向矢量；hHωnhωn＝γ为恒定白噪声功率约束，γ为预设的固定值； 为具最小二乘的主瓣约束，表示主瓣区域波束图向量，Dmωn表示角频率ωn下覆盖主瓣区域的导向矢量所组成的导向矩阵，ε1ωn表示误差参数；子步骤2.1中重新表达的优化问题如下： 其中：hωn表示角频率ωn对应的权值向量，Γωn表示伪相干矩阵；hHωndωn,cosθd＝1为无失真约束，dωn,cosθd为角频率ωn对应的导向矢量；hHωnhωn＝γ为恒定白噪声功率约束，γ为预设的固定值； 为具最小二乘的主瓣约束，表示主瓣区域波束图向量，Dmωn表示角频率ωn下覆盖主瓣区域的导向矢量所组成的导向矩阵，ε1ωn表示误差参数；zωn和s1ωn为引入的辅助变量，ε1ωn表示误差参数；子步骤2.2中构造的增广拉格朗日函数如下： 其中，hωn表示角频率ωn对应的权值向量，Γωn表示伪相干矩阵；dωn,cosθd为角频率ωn对应的导向矢量；zωn和s1ωn为引入的辅助变量；vωn表示角频率ωn对应的加性噪声信号矢量；γ为预设的固定值，来自恒定白噪声功率约束hHωnhωn＝γ；表示主瓣区域波束图向量，Dmωn表示角频率ωn下覆盖主瓣区域的导向矢量所组成的导向矩阵；tωn、wωn均为朗格朗日乘子；ρ1、ρ2、ρ3、ρ4均为惩罚系数，C0为常数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 湖北工业大学 一种基于交替方向惩罚的鲁棒波束形成方法及系统

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