Robust adaptive beamforming using worst-case performance optimization: a solution to the signal mismatch problem
Notice bibliographique
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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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».