【摘 要】
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针对具有空间响应变化函数约束的频率不变波束形成器设计问题,提出了采用交替方向乘子法实现抽头稀疏设计的优化算法.该算法利用交替方向乘子法能够将原始优化问题进行分裂处理的特点,通过引入替代变量和指示函数,使得表征波束形成器抽头稀疏度量的非凸L0范数与阵列响应约束分离,进而将问题分裂到元素层级并给出近邻算子的解.对于指示函数的近邻算子求解,在分裂到元素层级后则退化为简单的双边约束问题,因而降低了优化求解的计算复杂度.仿真分析表明,提出的方法比现有的L1范数方法在宽频带条件下的抽头稀疏度能够提升6％～13％,通带
【机 构】
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南京航空航天大学电子信息工程学院 南京 211106;中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室 北京 100190
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针对具有空间响应变化函数约束的频率不变波束形成器设计问题,提出了采用交替方向乘子法实现抽头稀疏设计的优化算法.该算法利用交替方向乘子法能够将原始优化问题进行分裂处理的特点,通过引入替代变量和指示函数,使得表征波束形成器抽头稀疏度量的非凸L0范数与阵列响应约束分离,进而将问题分裂到元素层级并给出近邻算子的解.对于指示函数的近邻算子求解,在分裂到元素层级后则退化为简单的双边约束问题,因而降低了优化求解的计算复杂度.仿真分析表明,提出的方法比现有的L1范数方法在宽频带条件下的抽头稀疏度能够提升6％～13％,通带最大波动误差减小了约2 dB,并且优化消耗时间更短.实验结果进一步验证了所提方法在实现高抽头稀疏度波束形成的同时,对声信号造成的失真更小.因此,所提出的方法在降低传声器阵列波束形成器的实现复杂度以及保持阵列响应的频率不变性能方面更具有优势.
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