卫星通信中高鲁棒性自适应波束赋形算法

作者：张颉; 徐厚东; 王海; 贺洪星; 李里; 傅宁; 涂斌

来源：西南交通大学学报, 2022, 1-8.

• 天线阵列
• 波束赋形
• 导向矢量估计
• 导向矢量失配
• 北斗通信

在卫星通信中，采用自适应波束赋形技术能极大提升导航接收机的抗干扰性能。然而，传统自适应波束赋形算法对模型失配极为敏感。针对传统自适应波束赋形算法在期望信号导向矢量和协方差矩阵失配时，输出性能急剧下降的问题，本文提出了一种高鲁棒性自适应波束赋形算法。该算法首先估计期望信号的输入信噪比（signal to noise ratio， SNR），再根据SNR构造投影矩阵来估计期望信号导向矢量和干扰信号导向矢量；接着，基于不确定集优化方法再次校正期望信号导向矢量和干扰信号导向矢量；最后，估计信号功率并重构干扰加噪声协方差矩阵。仿真结果表明，相比于协方差矩阵重构波束赋形算法，本文算法具有更优异的输出信干噪比（signal to interference and noise ratio， SINR）性能，当SNR为10.0 dB并存在期望信号波达方向（direction of arrival， DOA）估计失配时，本文算法的输出SINR增益可达约1.9 dB；当存在波前扰动失真时，输出SINR增益约1.5 dB；当存在局部相干散射时，输出SINR增益约1.6 dB。

• 单位
  国网四川省电力公司; 国网四川省电力公司电力科学研究院; 国网思极神往位置服务（北京）有限公司; 西南交通大学