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申请/专利权人：龙文华丰(北京)科技有限公司

摘要：本发明公开了一种可变步长LCMV‑LMS算法的宽带波束成形方法，通过快速傅里叶变换将宽带信号转换到频域，采用多组滤波器对各个频点下的窄带信号进行独立的波束成形，同时可变步长的LCMV‑LMS算法可以在无需参考信号前提下，减少运算复杂度，做到收敛速度与功率稳态误差之间平衡，满足宽带数字信号的抗干扰滤波。本发明将基于线性约束最小方差准则的最小均方算法推广到宽带信号波束成形，避免了每个窄带的矩阵求逆，算法原理简单，能够有效降低硬件资源的占用。本发明提供的步长因子更新公式仅包含一次除法运算，且分母为2的整数次幂，在现场可编程逻辑门阵列等逻辑硬件中仅需进行移位操作即可。

主权项：1.一种可变步长LCMV-LMS算法的宽带波束成形方法，其特征在于，包括：将目标方位角和数字信号xkn,k＝1,...,M作为输入，对所述信号xkn在时域进行分段，θ为方位角，为俯仰角，且θ∈[-90°,90°]，其中接收端为M个天线组成的方阵阵列，多路天线接收的信号为xkt,k＝1,...,M，其中xkt表示第k个天线接收的数据，经过AD采样后的数字信号为xkn,k＝1,...,M，接收长度为N，n＝1,…,N；根据所述目标方位角计算导向矢量a0，表达式如下： 其中，c为电磁波的传输速度，fc为载波频率，xi和yi分别为第i个天线对应的横坐标和纵坐标；将接收长度为N的数据在时域进行分组，每组的长度为J，并对每组数据分别计算J点快速傅里叶变换，获得M路J个频点的窄带数据之后对每个窄带数据分别进行频域波束成形，最终每个窄带数据的输出为：其中为fk频点下的波束成形器权重，为便于计算快速傅里叶变换，分段长度J取2的整数次幂；对于每个窄带数据，使用线性约束最小方差算法，在保留目标信号的前提下，使得滤波器的输出功率最小，表达式如下： 根据表达式1和表达式2构造拉格朗日函数，表达式如下： 根据表达式3和最小均方算法，获得表达式如下： 其中，μ为步长因子，ψ为常数；根据公式2和公式4获得固定步长因子μ情况下的LCMV-LMS权重递推公式，表达式如下： 其中，ξ为惩罚项；将μ替换为μn，获得变步长表达式如下： 设定功率计算的表达式如下： 根据每个窄带数据的频域输出，对每个窄带数据的输出分别进行逆快速傅里叶变换，根据时域分组的顺序整理序列，获得滤波后的时域输出yn；对每个窄带数据进行处理的步骤包括：步骤S1、初始化权重向量w0＝[1,0,....,0]1×MT，控制步长范围的参数β，控制变步长函数平滑程度的参数α和惩罚项ξ；步骤S2、根据表达式6、表达式7以及计算初始功率Pfk0和步骤S3、根据表达式6更新权重wn+1；步骤S4、计算当前权重wn+1下的中间输出结果获得表达式步骤S5、计算当前输出功率步骤S6、根据表达式6和表达式计算新的步长μn+1；步骤S7、重复步骤S3至步骤S6，获得当前窄带数据下的最终权重和输出

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