LMS与HA自适应阵列:一致性与优化策略

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"这篇文章探讨了LMS自适应阵与HA自适应阵之间的关系以及它们的优化设计策略。作者通过分析这两种基本的自适应阵列在自适应过程、稳态解和优化设计目标上的共通性,表明它们在本质上是一致的。文章指出,基于自适应目标的关系,可以将HA自适应阵的优化设计理论应用到LMS自适应阵的设计中。主要内容包括两种自适应阵列的权矢量一致性、自适应过程的一致性和均方误差与信噪比之间的关系,揭示了当信噪比最优时,均方误差也会达到最优,这为两者的优化设计提供了统一的理论基础。" 本文深入研究了两种关键的自适应阵列技术——LMS(Least Mean Squares)自适应阵列和HA(Howell-Applebaum)自适应阵列。LMS自适应阵列以最小化均方误差为目标,需要已知参考信号,而HA自适应阵列则以最大化信噪比(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio, SINR)为准则,要求已知信号方向。尽管两者应用场景和目标有所不同,但本文揭示了它们在核心原理上的相似性。 首先,作者对比了两种自适应阵列的权重更新表达式,指出它们在权矢量确定方面具有共通性。接着,通过分析自适应过程的微分方程,作者证明了LMS和HA自适应阵列在适应环境变化的过程中遵循相同的基本动态机制。此外,文章进一步推导出LMS自适应阵列的均方误差(MSE)与HA自适应阵列的信噪比(SINR)之间的数学关系,揭示了两者在优化设计上的统一性:当HA自适应阵的SINR达到最优时,LMS自适应阵的MSE也会达到最优。 这一发现对于自适应阵列的理论研究和实际应用有着重要的意义。它意味着在特定条件下,针对HA自适应阵列开发的优化算法可以应用于LMS自适应阵列,从而拓宽了优化设计的思路。这对于提高自适应阵列在实际通信系统中的性能,特别是在噪声和干扰环境中增强信号接收能力,提供了新的理论支持。 这篇论文不仅深化了我们对LMS和HA自适应阵列之间内在联系的理解,也为未来自适应阵列技术的发展提供了有价值的理论指导。无论是从理论研究还是工程实践的角度,这篇1991年的研究成果都为当时的自然科学领域,尤其是通信和控制工程领域,贡献了宝贵的洞见。