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Robust adaptive beamforming using worst-case performance optimization: a solution to the signal mismatch problem

2003· article· en· 1 485 citations· W2113168978 sur OpenAlex· 10.1109/tsp.2002.806865

Pourquoi ce travail est-il dans la base ?

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

Affiliation canadienneUne personne signataire a déclaré un établissement canadien. C'est la seule voie dont dispose la base habituelle.

Scores machine (provisoires)

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Tête enseignante Opus0,051
Tête enseignante GPT0,259
Écart entre enseignants
0,209 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validation
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Résumé

Adaptive beamforming methods are known to degrade if some of underlying assumptions on the environment, sources, or sensor array become violated. In particular, if the desired signal is present in training snapshots, the adaptive array performance may be quite sensitive even to slight mismatches between the presumed and actual signal steering vectors (spatial signatures). Such mismatches can occur as a result of environmental nonstationarities, look direction errors, imperfect array calibration, distorted antenna shape, as well as distortions caused by medium inhomogeneities, near-far mismatch, source spreading, and local scattering. The similar type of performance degradation can occur when the signal steering vector is known exactly but the training sample size is small. In this paper, we develop a new approach to robust adaptive beamforming in the presence of an arbitrary unknown signal steering vector mismatch. Our approach is based on the optimization of worst-case performance. It turns out that the natural formulation of this adaptive beamforming problem involves minimization of a quadratic function subject to infinitely many nonconvex quadratic constraints. We show that this (originally intractable) problem can be reformulated in a convex form as the so-called second-order cone (SOC) program and solved efficiently (in polynomial time) using the well-established interior point method. It is also shown that the proposed technique can be interpreted in terms of diagonal loading where the optimal value of the diagonal loading factor is computed based on the known level of uncertainty of the signal steering vector. Computer simulations with several frequently encountered types of signal steering vector mismatches show better performance of our robust beamformer as compared with existing adaptive beamforming algorithms.

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La notice

Revue
IEEE Transactions on Signal Processing
Thématique
Direction-of-Arrival Estimation Techniques
Domaine
Computer Science
Établissements canadiens
McMaster University
Organismes subventionnaires
Mots-clés
Adaptive beamformerBeamformingDiagonalControl theory (sociology)SIGNAL (programming language)Computer scienceConvex optimizationOptimization problemAntenna arrayMathematical optimizationAlgorithmMathematicsAntenna (radio)Regular polygonTelecommunications
Résumé présent dans OpenAlex
oui