自适应波束形成中对角加载方法研究开题报告

课题的目的、意义；国内外技术现状及发展趋势

课题的目的、 课题的目的、意义:

    总所周知，当快拍数较少时，自适应波束形成算法的性能会下降，甚至会造成信号对消现象。对角加载（diagonal  loading）方法是阵列信号处理中常用到的一种提高算法稳健性的方法，该算法不仅实现简单，而且效果也比较好，它能补偿阵列误差、估计误差和小快拍造成的采样协方差矩阵的误差。

国内外技术现状及发展趋势: 

近十年，自适应波束形成算法在通信雷达、声纳、生物医学工程等科技领域 中到了极为广泛的应用。在实际应用中，如果信号源、天线阵列出现误差，传统的自适应波束形成算法性能将会下降。但是对于稳健的自适应波束形成算法。环境及天线阵列的误差和不确定性是必须要考虑的关键问题。这里对稳健的自适应波束形成算法的研究现状与发展动态进行了较为详细的评述。

传统的算法在设计波束形成器时，都是假定在其训练数据中不含有期望信号。这时的波束形成器对于阵列响应误差和有限次快拍数据的稳健性非常好。但是在许多情况下，干扰和噪声信号的观测数据不可避免地要被期望信号所污染。而即使在理想情况下，这时精确的知道期望信号的方向向量，在有限次快拍训练数据中含有的 响应之间的不匹配。自适应阵列信号处理对于这类误差的反应非常敏感。因为这时期望信号分量会被当作干扰抑制掉。阵列校正误差及观测方向的偏差等现象在实际中经常出现。

引起自适应波束形成算法性能降低的原因除了阵列响应误差外，由于信道的不稳定、干扰和天线的移动、天线的转动等所造成的波束形成器训练数据的不稳定性也是一个主要原因。首先，即使在训练数据 中不包含期望信号，这种不稳定性也会限制自适应波束形成算法的性能；进而，当在训练数据中含有期望信号时，波束形成器性能会进一步严重降低；最后，如果出现快速移动的干扰。波束形成器的性能将会崩亏。因为这时自适应权向量的收敛速度跟不上干扰的变化，不能有效的对干扰形成零陷。  　　

课题的主要任务；研究和设计中可能遇到的问题以及解决的方法和措施

课题的主要任务：

本课题的目的就是系统研究目前在自适应信号处理领域用到的各种对角加载方法，研究各种对角加载的加载量（loading level）的计算方法和各种对角加载方法的特点，并对性能进行比较，给出结论。

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前期的文献资料收集、调研、实习及设计条件准备情况

    设计（论文）的任务和基本要求，包括设计任务、查阅文献、方案设计、说明书（计算、图纸、撰写内容及规范等）、工作量等内容。

设计任务：实现自适应波束形成算法，并考察算法性能。

参考文献：

   [1]  徐明远，邵玉斌编著，Matlab仿真在通信与电子工程中的应用，西安电子科技大学出版社，2005年6月

[2]. 龚耀寰，自适应滤波（第二版），电子工业出版社

[3]  武思军，张锦中，基于功率倒置阵的特征分析法[J]，应用科技，Vol.32，No.3，2005：14-16

[4]  Ning Ma, Joo Thiam Goh, Efficent Method to Determine Diagonal Loading Value[J], ICASSP 2003.

[5]  廖洁，陈洪，一种波束形成中的自适应对角加载方法，通信对抗[J]，2006

[6]  王靖宇，李言俊等，自适应对角加载在波束形成中的仿真研究[J], 第28卷第6期，2011

毕业设计主要工作的进度安排

周  次

设计（论文）任务及要求

  1-3

收资，调研，实习安排，熟悉课题，收资，调研，参观

  3-4

方案论证，掌握设计任务，对可行方案进行论证

  5-7

总体设计，确定总体方案

  8-11

实验仿真

 12-13

其他，包括翻译和其他工作

 13-16

撰写说明书

  17-

准备答辩，并进行预答辩

毕业设计每周指导时间、地点安排及毕业设计纪律要求

课程设计每周指导时间：  每周周二早上8：30到10:30，每周五2:30到4：30

地点：                  2B408                

纪律要求：              每周必须去，不准迟到早退，有事情打电话给老师请假。

成绩