CN111988077A - 信息处理方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种信息处理方法、装置、电子设备及存储介质，包括：获取接收到的信号的采样协方差矩阵；其中，所述信号包括期望信号；基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵，其中，所述重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量；基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于多约束下的波束形成的目标权向量，由于利用上述方式所得到的目标权向量不与所述期望信号正交，继而避免期望信号对最终的波束形成干扰，提高波束形成的鲁棒性。

Description

信息处理方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及信号处理技术领域，具体而言，涉及一种信息处理方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
波束形成是通过对天线阵列中的各个天线阵元的权值进行调整，以抑制空间中存在的虚拟干扰，并在期望信号方向获得最大增益的技术。
然而，为了获取用于波束形成的权向量，现有技术通常是利用天线阵列接收到的信号构造协方差矩阵，继而直接利用该协方差矩阵来确定用于波束形成的权向量，然而，利用该方式确定出的权向量与期望信号的导向矢量正交，继而无法避免期望信号对最终的多约束下的波束形成干扰，因此最终的波束响应也无法达到预期的效果。
发明内容
鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种信息处理方法、装置、电子设备及存储介质，以消除期望信号对利用权向量进行多约束下的波束形成的影响，继而提高波束形成的鲁棒性。
第一方面，本申请实施例提供一种信息处理方法，所述方法包括：获取接收到的信号的采样协方差矩阵；其中，所述信号包括期望信号；基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵，其中，所述重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量；基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于多约束下的波束形成的目标权向量。
在上述实现过程中，基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对接收到的信号的采样协方差矩阵，以使重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量，继而使得后续利用所述重构后的协方差矩阵确定的目标权向量不与所述期望信号正交，继而避免期望信号对最终的多约束下的波束形成干扰，提高波束形成的鲁棒性。
基于第一方面，在一种可能的设计中，所述信号还包括：噪声信号，所述基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于多约束下的波束形成的目标权向量，包括：对所述重构后的协方差矩阵进行特征分解，得到所述噪声信号的功率；利用所述噪声信号的功率对所述重构后的协方差矩阵进行归一化处理，得到归一化后的矩阵；基于所述归一化后的矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出所述目标权向量。
在上述实现过程中，利用噪声信号的功率对重构后的协方差矩阵进行归一化处理，以简化计算目标权向量所需的运算量。
基于第一方面，在一种可能的设计中，所述基于所述归一化后的矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出所述目标权向量，包括：确定所述归一化后的矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为第一权向量；基于所述第一权向量，确定出第一波束响应；基于所述第一波束响应和预先确定的波束响应，确定所述第一权向量是否满足预设约束条件；在确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件时，基于所述第一波束响应确定出虚拟干扰信号的入射方向；其中，所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中，对所述期望信号进行虚拟干扰；基于所述期望信号的入射角度方向的增益最大化原则、所述归一化后的矩阵、所述入射方向和所述期望信号的导向矢量，确定出所述虚拟干扰信号的虚拟干扰功率；基于所述入射方向、所述第一虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量；基于所述第二权向量，确定出第二波束响应；基于所述第二波束响应和所述预先确定的波束响应，确定所述第二权向量满足所述预设约束条件时，确定所述第二权向量为所述目标权向量。
在上述实现过程中，在确定出用于波束形成的第一权向量之后，为了保证最终的波束响应能够达到预期效果，因此，基于所述第一波束响应和预先确定的波束响应，确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件时，基于所述第一波束响应确定出虚拟干扰信号的入射方向，以及基于所述期望信号的入射角度方向的增益最大化原则、所述归一化后的矩阵、所述入射方向和所述期望信号的导向矢量，确定出的所述虚拟干扰信号的虚拟干扰功率，对所述第一权向量进行更新，直到确定出满足所述预设约束条件的目标权向量，继而保证利用所述目标权向量来进行波束形成能够达到预期的波束响应效果。
基于第一方面，在一种可能的设计中，所述基于所述入射方向、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量，包括：基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量；基于所述入射方向的导向矢量和所述虚拟干扰功率，确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵；确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵和所述归一化后的矩阵的和为更新后的协方差矩阵；确定所述更新后的协方差矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为所述第二权向量。
在上述实现过程中，利用所述入射方向的导向矢量和所述虚拟干扰功率，确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵，继而确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵和所述归一化后的矩阵的和为更新后的协方差矩阵，最后直接根据更新后的协方差矩阵快速地确定出第二权向量。
基于第一方面，在一种可能的设计中，所述基于所述入射方向的导向矢量、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量，包括：基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量；基于所述入射方向的导向矢量、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出目标权值；基于所述第一权向量、所述目标权值、所述归一化后的矩阵的逆和所述入射方向的导向矢量，确定出所述第二权向量。
在上述实现过程中，基于所述入射方向的导向矢量、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，快速地确定出目标权值之后，在所述第一权向量的基础上，利用所述第一权向量和所述目标权值，快速地确定出所述第二权向量。
第二方面，本申请实施例提供一种信息处理装置，所述装置包括：获取单元，用于获取接收到的信号的采样协方差矩阵；其中，所述信号包括期望信号；重构单元，用于基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵，其中，所述重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量；确定单元，用于基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于多约束下的波束形成的目标权向量。
基于第二方面，在一种可能的设计中，所述确定单元包括：特征分解单元，用于对所述重构后的协方差矩阵进行特征分解，得到所述噪声信号的功率；归一化单元，用于利用所述噪声信号的功率对所述重构后的协方差矩阵进行归一化处理，得到归一化后的矩阵；目标确定单元，用于基于所述归一化后的矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出所述目标权向量。
基于第二方面，在一种可能的设计中，所述目标确定单元，包括：第一权向量确定单元，用于确定所述归一化后的矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为第一权向量；第一波束响应确定单元，用于基于所述第一权向量，确定出第一波束响应；第一权向量确定单元，用于基于所述第一波束响应和预先确定的波束响应，确定所述第一权向量是否满足预设约束条件；入射方向确定单元，用于在确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件时，基于所述第一波束响应确定出虚拟干扰信号的入射方向；其中，所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中，对所述期望信号进行虚拟干扰；虚拟干扰功率确定单元，用于基于所述期望信号的入射角度方向的增益最大化原则、所述归一化后的矩阵、所述入射方向和所述期望信号的导向矢量，确定出所述虚拟干扰信号的虚拟干扰功率；第二权向量确定单元，用于基于所述入射方向、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量；第二波束响应确定单元，用于基于所述第二权向量，确定出第二波束响应；确定子单元，用于基于所述第二波束响应和所述预先确定的波束响应，确定所述第二权向量满足所述预设约束条件时，确定所述第二权向量为所述目标权向量。
基于第二方面，在一种可能的设计中，所述第二权向量确定单元，具体用于基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量；以及基于所述入射方向的导向矢量和所述虚拟干扰功率，确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵；确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵和所述归一化后的矩阵的和为更新后的协方差矩阵；确定所述更新后的协方差矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为所述第二权向量。
基于第二方面，在一种可能的设计中，所述第二权向量确定单元，还用于基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量；以及基于所述入射方向的导向矢量、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出目标权值；基于所述第一权向量、所述目标权值、所述归一化后的矩阵的逆和所述入射方向的导向矢量，确定出所述第二权向量。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器以及与所述处理器连接的存储器，所述存储器内存储计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述电子设备执行第一方面所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面所述的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的信息处理方法的流程示意图。
图2为本申请实施例提供的信息处理装置的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
图标：200-信息处理装置；210-获取单元；220-重构单元；230-确定单元；300-电子设备；301-处理器；302-存储器；303-通信接口。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种信息处理方法的流程图，下面将对图1所示的流程进行详细阐述，所述方法包括步骤：S11、S12和S13。
S11：获取接收到的信号的采样协方差矩阵；其中，所述信号包括期望信号。
S12：基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵，其中，所述重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量。
S13：基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于多约束下的波束形成的目标权向量。
下面对上述方法进行详细介绍。
S11：获取接收到的信号的采样协方差矩阵；其中，所述信号包括期望信号。
在实际实施过程中，S11可以按照如下方式实施，假设空间中有1个期望信号和L个初始干扰信号入射到阵元数为M的天线阵列上，其中，在本实施例中，天线阵列为均匀线阵，阵元间距d＝λ/2，λ为信号载波波长，在其他实施例中，天线阵列也可以为矩形阵列，天线阵列在第k时刻接收到的信号可以表示为：
Figure BDA0002641430690000071
其中，x(k)表示在第k时刻接收到的信号，维度为M×1；n(k)表示在第k时刻接收到的噪声信号，维度为M×1；s0(k)表示期望信号在第k时刻的信号幅度，sl(k)(l＝1,2,…,L)为第l个初始干扰信号在第k时刻的信号幅度，θl为第l个发射信号的入射角度方向，其对应的导向矢量a(θl)表示为：
Figure BDA0002641430690000081
其中，
Figure BDA0002641430690000082
那么，在K个时刻接收到的信号X＝[x(1),x(2),...,x(K)]M×K的采样协方差矩阵
Figure BDA0002641430690000083
表示为：
Figure BDA0002641430690000084
其中，θ0为期望信号的入射角度方向，θl(l＝1,2,…,L)为第l个初始干扰信号的入射角度方向；
Figure BDA0002641430690000085
为期望信号的信号功率，
Figure BDA0002641430690000086
为第l个初始干扰信号的干扰功率；
Figure BDA0002641430690000087
表示噪声信号的噪声功率；I为M维的单位阵。
其中，在其他实施例中，期望信号的数量也可以为2，3等。
在获取到了所述采样协方差矩阵之后，执行步骤S12。
S12：基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵，其中，所述重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量。
基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，确定出不包含所述期望信号的入射角度方向的角度区域，继而根据所述角度区域、所述采样协方差矩阵和第一预设表达式，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵。
例如，期望信号的入射角度方向为30度，那么不包括所述期望信号的入射角度区域为【0度-29度】和【31度-180度】。
其中，所述第一预设表达式为
Figure BDA0002641430690000088
表示不包含所述期望信号的入射角度方向的角度区域，
Figure BDA0002641430690000089
表示矩阵
Figure BDA00026414306900000810
的逆，aH(θ)表示导向矢量a(θ)的共轭转置。
由于所述重构的协方差矩阵是根据Capon谱重构的矩阵，因此，
Figure BDA0002641430690000091
θl(l＝1,2,…,L)为第l个初始干扰信号的入射角度方向。
S13：基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于波束形成的目标权向量。
其中，可以理解的是，由于所述期望信号的导向矢量的表达式为
Figure BDA0002641430690000092
因此，通过将所述期望信号的入射角度方向输入所述期望信号的导向矢量的表达式，即可得到所述期望信号的导向矢量，因此，在获得了所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量之后，确定所述重构后的协方差矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量a(θ0)的积为所述目标权向量
Figure BDA0002641430690000093
由于
Figure BDA0002641430690000094
表征目标权向量
Figure BDA0002641430690000095
的共轭转置，因此，在所述期望信号方向上的波束响应没有受到所述期望信号的干扰，继而提高了波束形成的鲁棒性。
作为一种实施方式，所述信号还包括：噪声信号，S13包括步骤：A1、A2和A3。
A1：对所述重构后的协方差矩阵进行特征分解，得到所述噪声信号的功率。
对得到的所述重构后的协方差矩阵进行特征分解，得到M个特征值和对应的特征向量，其中，对所述M个特征值按照特征值从大到小的顺序进行排序，排在最后面的M-L个特征值的均值为所述噪声信号功率
Figure BDA0002641430690000096
在得到所述噪声信号的功率
Figure BDA0002641430690000097
之后，执行步骤A2。
A2：利用所述噪声信号的功率对所述重构后的协方差矩阵进行归一化处理，得到归一化后的矩阵。
利用所述噪声信号的功率除以所述重构后的协方差矩阵，以对所述重构后的协方差矩阵进行归一化，得到归一化后的矩阵
Figure BDA0002641430690000101
其中，
Figure BDA0002641430690000102
为所述重构后的协方差矩阵的第m个特征值，初始干扰信号对应的特征值为
Figure BDA0002641430690000103
噪声信号对应的特征值为
Figure BDA0002641430690000104
为所述重构后的协方差矩阵的第m个特征值
Figure BDA0002641430690000105
对应的特征向量。
A3：基于所述归一化后的矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出所述目标权向量。
作为一种实施方式，A3包括步骤：A31、A32、A33、A34、A35、A36、A37和A38。
A31：确定所述归一化后的矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为第一权向量。
由于初始干扰信号功率
Figure BDA0002641430690000106
远大于噪声信号功率
Figure BDA0002641430690000107
那么确定所述归一化后的矩阵的逆为
Figure BDA0002641430690000108
继而确定所述归一化后的矩阵的逆
Figure BDA0002641430690000109
和所述期望信号的导向矢量a(θ0)的积为所述第一权向量
Figure BDA00026414306900001010
其中，
Figure BDA00026414306900001011
由于
Figure BDA00026414306900001012
因此，在所述期望信号方向上的波束响应没有受到所述期望信号的干扰，继而提高了波束形成的鲁棒性。
A32：基于所述第一权向量，确定出第一波束响应。
基于所述第一权向量，确定出利用所述第一权向量在预设角度范围内形成的第一波束响应。
其中，A32的具体实施方式为本领域熟知技术，在此不再赘述。
A33：基于所述第一波束响应和预先确定的波束响应，确定所述第一权向量是否满足预设约束条件。
其中，所述预先确定的波束响应包括：在预设角度范围内的波束响应的目标峰值，其中，所述预设角度范围内包括：所述期望信号的入射方向。
在所述第一波束响应中，确定出在所述预设角度范围内出现的各个波峰的第一峰值，若波峰的数量为一，则确定出所述目标峰值和所述第一峰值的差的绝对值是否小于预设门限值，若确定所述目标峰值和所述第一峰值的差的绝对值小于所述预设门限值，则确定所述第一权向量满足所述预设约束条件，否则确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件。其中，所述预设门限值为经验值。
作为一种实施方式，在所述第一波束响应中，若确定出在所述预设角度范围内出现波峰的数量为至少两个，则确定各个第一峰值与所述目标峰值的差的绝对值之和是否小于所述预设门限值，若确定小于所述预设门限值，则确定所述第一权向量满足所述预设约束条件，否则确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件。
作为一种实施方式，在所述第一波束响应中，若确定在所述预设角度范围内出现波峰的数量为零个，则确定所述预设角度范围的两个端点所对应的波束响应值，并确定两个端点所对应的波束响应值与目标峰值的差的绝对值之和是否小于所述预设门限值，若确定小于所述预设门限值，则确定所述第一权向量满足所述预设约束条件，否则确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件。
作为一种实施方式，A33可以按照如下方式实施，若所述预先确定的波束响应包括：在多个预设角度范围内中的各个预设角度范围内的波束响应的目标峰值，每个预设角度范围包括：一个期望信号的入射角度方向。
那么，针对所述多个预设角度范围中的每个预设角度范围内，从所述第一波束响应中，确定出在该预设角度范围内出现的波峰的第二峰值，继而确定出在该角度范围内的所述目标峰值和所述第二峰值的差的绝对值，在得到每个预设角度范围对应的目标峰值和第二峰值的差的绝对值之后，确定所述多个预设角度范围对应的绝对值的和是否小于所述预设门限值，若确定所述多个预设角度范围对应的绝对值的和小于所述预设门限值，则确定所述第一权向量满足所述预设约束条件，否则确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件。
其中，值的一提的是，针对每个预设角度范围，从所述第一波束响应中确定出的波峰的数量为至少两个或者零个的情况，请参照上述实施方式中的预先确定的波束响应只包括：一个预设角度范围内的波束响应的目标峰值的情况，因此，在此不再赘述。
A34：在确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件时，基于所述第一波束响应确定出虚拟干扰信号的入射方向；其中，所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中，对所述期望信号进行虚拟干扰。
在所述预设角度范围只有一个，且在所述第一波束响应中，若确定出在所述预设角度范围内出现波峰的数量为一个时，若确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件，则基于所述第一波束响应，确定出在所述预设角度范围内出现波峰的峰值的角度方向，确定该角度方向为所述虚拟干扰信号的入射方向。
作为一种实施方式，在所述预设角度范围只有一个，且在所述第一波束响应中，若确定出在所述预设角度范围内出现波峰的数量为至少两个时，若确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件，针对至少两个波峰的每个波峰，若确定该波峰的峰值与目标峰值的差的绝对值是否小于所述预设门限值，只有在确定大于等于所述预设门限值，才会确定该波峰对应的角度方向为所述虚拟干扰信号的入射方向；可以理解的是，所述虚拟干扰信号的入射方向包括至少一个。
作为一种实施方式，在所述预设角度范围只有一个，且在所述第一波束响应中，若确定在所述预设角度范围内出现波峰的数量为零个，针对所述预设角度范围的两个端点中的每个端点，确定该端点的波束响应值与目标峰值的差的绝对值是否小于所述预设门限值，只有在确定大于等于所述预设门限值，才会确定该端点的角度方向为所述虚拟干扰信号的入射方向；可以理解的是，所述虚拟干扰信号的入射方向包括至少一个。
在所述预设角度范围有多个时，针对每个预设角度范围，均参照上述实施方式确定虚拟干扰信号的入射方向，因此，在此不再赘述。其中，值的一提的是，在期望信号的数量为1，天线阵列中的阵元数为M时，所述初始干扰信号和所述虚拟干扰信号的数量的总数小于M-1。
A35：基于所述期望信号的入射角度方向的增益最大化原则、所述归一化后的矩阵、所述入射方向和所述期望信号的导向矢量，确定出所述虚拟干扰信号的虚拟干扰功率。
假设所述虚拟干扰信号的数量为一个，所述虚拟干扰信号的虚拟干扰功率为bk，所述虚拟干扰信号的入射方向为θk，那么在利用所述初始干扰信号和所述虚拟干扰信号一起对所述期望信号进行虚拟干扰的情况下，则需要根据所述虚拟干扰信号的入射方向和所述虚拟干扰信号的功率，对所述归一化后的矩阵
Figure BDA0002641430690000131
进行再次重构，得到再次重构后的协方差矩阵的函数
Figure BDA0002641430690000132
根据矩阵求逆引理，可得：
Figure BDA0002641430690000133
因此，其中，所述第二权向量w1可以通过如下方式获取：
Figure BDA0002641430690000134
其中，
Figure BDA0002641430690000135
基于所述期望信号的入射角度方向的增益最大化原则，构造出如下约束函数：
Figure BDA0002641430690000141
s.t.L(θk,θ0)＝ρk
Figure BDA0002641430690000142
其中，
Figure BDA0002641430690000143
ρk为在θk方向上的归一化期望响应，其中，ρk根据实际需求设定，在本实施例中，ρk为0.0001，在其他实施例中，ρk也可以为其他值。
基于所述归一化后的矩阵、所述入射方向和所述期望信号的导向矢量对上述约束函数进行求解，得到所述虚拟干扰信号的虚拟干扰功率。其中，对所述约束函数进行求解的方式为本领熟知技术，因此，在此不再赘述。
A36：基于所述入射方向、所述第一虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量。
作为一种实施方式，A36包括步骤：B1、B2、B3和B4。
B1：基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量。
将所述入射方向θk输入
Figure BDA0002641430690000144
其中，
Figure BDA0002641430690000145
得到所述入射方向的导向矢量。
B2：基于所述入射方向的导向矢量和所述虚拟干扰功率，确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵。
将所述入射方向的导向矢量a(θk)和所述虚拟干扰功率bk输入预先确定的第二预设表达式bka(θk)aH(θk)，得到所述虚拟干扰信号的协方差矩阵。
B3：确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵和所述归一化后的矩阵的和为更新后的协方差矩阵。
B4：确定所述更新后的协方差矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为所述第二权向量。
作为一种实施方式，A36包括：C1、C2和C3。
C1：基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量。
其中，C1的具体实施方式和B1相同，因此，在此不再赘述。
C2：基于所述入射方向的导向矢量、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出目标权值。
将所述入射方向的导向矢量、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，输入到预先确定的第三表达式
Figure BDA0002641430690000151
得到所述目标权值。
C3：基于所述第一权向量、所述目标权值、所述归一化后的矩阵的逆和所述入射方向的导向矢量，确定出所述第二权向量。
将所述第一权向量w0、所述目标权值γ1、所述归一化后的矩阵的逆
Figure BDA0002641430690000152
和所述入射方向的导向矢量a(θk)，输入到预先确定的第三表达式
Figure BDA0002641430690000153
得到所述第二权向量。
A37：基于所述第二权向量，确定出第二波束响应。
A38：基于所述第二波束响应和所述预先确定的波束响应，确定所述第二权向量满足所述预设约束条件时，确定所述第二权向量为所述目标权向量。
其中，A37和A38的具体实施方式请参照A32和A33，因此，在此不再赘述。
请参照图2，图2是本申请实施例提供的一种信息处理装置200的结构框图。下面将对图2所示的结构框图进行阐述，所示装置包括：
获取单元210，用于获取接收到的信号的采样协方差矩阵；其中，所述信号包括期望信号。
重构单元220，用于基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵，其中，所述重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量。
确定单元230，用于基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于波束形成的目标权向量。
作为一种实施方式，所述确定单元230包括：特征分解单元，用于对所述重构后的协方差矩阵进行特征分解，得到所述噪声信号的功率；归一化单元，用于利用所述噪声信号的功率对所述重构后的协方差矩阵进行归一化处理，得到归一化后的矩阵；目标确定单元，用于基于所述归一化后的矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出所述目标权向量。
作为一种实施方式，所述目标确定单元，包括：第一权向量确定单元，用于确定所述归一化后的矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为第一权向量；第一波束响应确定单元，用于基于所述第一权向量，确定出第一波束响应；第一权向量确定单元，用于基于所述第一波束响应和预先确定的波束响应，确定所述第一权向量是否满足预设约束条件；入射方向确定单元，用于在确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件时，基于所述第一波束响应确定出虚拟干扰信号的入射方向；其中，所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中，对所述期望信号进行虚拟干扰；虚拟干扰功率确定单元，用于基于所述期望信号的入射角度方向的增益最大化原则、所述归一化后的矩阵、所述入射方向和所述期望信号的导向矢量，确定出所述虚拟干扰信号的虚拟干扰功率；第二权向量确定单元，用于基于所述入射方向、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量；第二波束响应确定单元，用于基于所述第二权向量，确定出第二波束响应；确定子单元，用于基于所述第二波束响应和所述预先确定的波束响应，确定所述第二权向量满足所述预设约束条件时，确定所述第二权向量为所述目标权向量。
作为一种实施方式，所述第二权向量确定单元，具体用于基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量；以及基于所述入射方向的导向矢量和所述虚拟干扰功率，确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵；确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵和所述归一化后的矩阵的和为更新后的协方差矩阵；确定所述更新后的协方差矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为所述第二权向量。
作为一种实施方式，所述第二权向量确定单元，还用于基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量；以及基于所述入射方向的导向矢量、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出目标权值；基于所述第一权向量、所述目标权值、所述归一化后的矩阵的逆和所述入射方向的导向矢量，确定出所述第二权向量。
本实施例对的各功能单元实现各自功能的过程，请参见上述图1所示实施例中描述的内容，此处不再赘述。
请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种电子设备300的结构示意图，电子设备300可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。
电子设备300可以包括：存储器302、处理301、通信接口303和通信总线，通信总线用于实现这些组件的连接通信。
所述存储器302用于存储本申请实施例提供的信息处理方法和装置对应的计算程序指令等各种数据，其中，存储器302可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。
处理器301用于读取并运行存储于存储器中的信息处理方法和装置对应的计算机程序指令，以获取接收到的信号的采样协方差矩阵；其中，所述信号包括期望信号；基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵，其中，所述重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量；基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于多约束下的波束形成的目标权向量。
其中，处理器301可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器301可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
通信接口303，用于接收或者发送数据。
此外，本申请实施例还提供了一种存储介质，在该存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行本申请任一项实施方式所提供的方法。
综上所述，本申请各实施例提出的信息处理方法、装置、电子设备及存储介质，基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对接收到的信号的采样协方差矩阵，以使重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量，继而使得后续利用所述重构后的协方差矩阵确定的目标权向量不与所述期望信号正交，继而避免期望信号对最终的波束形成干扰，提高波束形成的鲁棒性。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的装置来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

Claims (10)

1.一种信息处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取接收到的信号的采样协方差矩阵；其中，所述信号包括期望信号；
基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵，其中，所述重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量；
基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于多约束下的波束形成的目标权向量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号还包括：噪声信号，所述基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于多约束下的波束形成的目标权向量，包括：
对所述重构后的协方差矩阵进行特征分解，得到所述噪声信号的功率；
利用所述噪声信号的功率对所述重构后的协方差矩阵进行归一化处理，得到归一化后的矩阵；
基于所述归一化后的矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出所述目标权向量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述归一化后的矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出所述目标权向量，包括：
确定所述归一化后的矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为第一权向量；
基于所述第一权向量，确定出第一波束响应；
基于所述第一波束响应和预先确定的波束响应，确定所述第一权向量是否满足预设约束条件；
在确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件时，基于所述第一波束响应确定出虚拟干扰信号的入射方向；其中，所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中，对所述期望信号进行虚拟干扰；
基于所述期望信号的入射角度方向的增益最大化原则、所述归一化后的矩阵、所述入射方向和所述期望信号的导向矢量，确定出所述虚拟干扰信号的虚拟干扰功率；
基于所述入射方向、所述第一虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量；
基于所述第二权向量，确定出第二波束响应；
基于所述第二波束响应和所述预先确定的波束响应，确定所述第二权向量满足所述预设约束条件时，确定所述第二权向量为所述目标权向量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述入射方向、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量，包括：
基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量；
基于所述入射方向的导向矢量和所述虚拟干扰功率，确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵；
确定出所述虚拟干扰信号的协方差矩阵和所述归一化后的矩阵的和为更新后的协方差矩阵；
确定所述更新后的协方差矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为所述第二权向量。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述入射方向的导向矢量、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量，包括：
基于所述入射方向，确定所述入射方向的导向矢量；
基于所述入射方向的导向矢量、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出目标权值；
基于所述第一权向量、所述目标权值、所述归一化后的矩阵的逆和所述入射方向的导向矢量，确定出所述第二权向量。
6.一种信息处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取接收到的信号的采样协方差矩阵；其中，所述信号包括期望信号；
重构单元，用于基于预先确定的所述期望信号到达天线阵列的入射角度方向，对所述采样协方差矩阵进行重构，得到重构后的协方差矩阵，其中，所述重构后的协方差矩阵中不包括所述期望信号的信号功率和所述期望信号的导向矢量；
确定单元，用于基于所述重构后的协方差矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出用于多约束下的波束形成的目标权向量。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：
特征分解单元，用于对所述重构后的协方差矩阵进行特征分解，得到所述噪声信号的功率；
归一化单元，用于利用所述噪声信号的功率对所述重构后的协方差矩阵进行归一化处理，得到归一化后的矩阵；
目标确定单元，用于基于所述归一化后的矩阵和所述期望信号的导向矢量，确定出所述目标权向量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述目标确定单元，包括：
第一权向量确定单元，用于确定所述归一化后的矩阵的逆和所述期望信号的导向矢量的积为第一权向量；
第一波束响应确定单元，用于基于所述第一权向量，确定出第一波束响应；
第一权向量确定单元，用于基于所述第一波束响应和预先确定的波束响应，确定所述第一权向量是否满足预设约束条件；
入射方向确定单元，用于在确定所述第一权向量不满足所述预设约束条件时，基于所述第一波束响应确定出虚拟干扰信号的入射方向；其中，所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中所述虚拟干扰信号用于在所述天线阵列接收所述期望信号的过程中，对所述期望信号进行虚拟干扰；
虚拟干扰功率确定单元，用于基于所述期望信号的入射角度方向的增益最大化原则、所述归一化后的矩阵、所述入射方向和所述期望信号的导向矢量，确定出所述虚拟干扰信号的虚拟干扰功率；
第二权向量确定单元，用于基于所述入射方向、所述虚拟干扰功率和所述归一化后的矩阵，确定出第二权向量；
第二波束响应确定单元，用于基于所述第二权向量，确定出第二波束响应；
确定子单元，用于基于所述第二波束响应和所述预先确定的波束响应，确定所述第二权向量满足所述预设约束条件时，述第二权向量为所述目标权向量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器读取并运行时，执行如权利要求1-5中任一项所述的方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被计算机读取并运行时，执行如权利要求1-5中任一项所述的方法。
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