脉冲噪声环境下基于相关熵的波束形成算法研究

【摘要】自适应波束形成技术作为阵列信号处理的重要分支之一,在雷达、声纳、无线通讯、射电天文等诸多领域得到了广泛的应用。经过几十年的发展,自适应波束形成技术的基本理论框架和算法已经相当成熟。这些理论和算法大都假设环境噪声为高斯分布的,但大量的实验数据表明：许多实际环境中的噪声都是非高斯分布的,其概率密度分布函数比高斯分布具有更厚的拖尾,也就是说这类噪声具有很强的脉冲性,对于这类噪声更适合用α稳定分布模型来描述。由于α稳定分布不具有有限的二阶及二阶以上的统计量,因此原来在高斯噪声环境下的基于二阶统计量的波束形成算法并不适用于α稳定布脉冲噪声环境下。本文正是基于此背景,重点研究适用于α稳定分布脉冲噪声环境下的波束形成算法。本论文的主要研究工作如下：根据最小分散系数准则,将LMS自适应波束形成算法进行扩展,推导出了最小平均p范数(LMP)自适应波束形成算法。通过对阵列接收信号进行无穷范数归一化预处理使得变换后的信号的二阶统计量存在且有界,然后求得预处理后的信号的MMSE最优波束形成解。证明了在对称α稳定分布下,最大相关熵准则与最小分散系数准则是等价的,然后根据最大相关熵准则,研究了对称α稳定分布噪声下的自适应波束形成问题,推导出了基于最大相关熵准则的自适应波束形成算法。通过MATLAB仿真,发现基于相关熵的波束形成算法虽然收敛没速度没有LMP算法快,但是基于相关熵的波束形成算法有着更高的输出信干噪比,对干扰信号的抑制更好等优点。
【作者】王晓龙；
【导师】李森；杨晓波；
【作者基本信息】大连海事大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】波束形成；α稳定分布；相关熵；脉冲噪声；

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