MIMO雷达中正交离散频率编码波形的设计北大核心CSCD

发射信号正交性能的好坏直接决定了多输入多输出(Multiple Input and Multiple Output,MIMO)雷达系统的性能。正交离散频率编码波形是一种较理想的准正交波形。首先给出了正交离散频率编码波形的模糊函数,然后以互相关能量为代价函数,运用改进的离散粒子群优化算法对正交离散频率编码波形进行优化排序设计,生成可应用于宽带MIMO雷达中的具有较好模糊特性的准正交信号。仿真结果验证了新算法的有效性,且随着码长的增加和编码排序的优化新的正交离散频率编码波形的互相关性能将变得更好,其对多普勒的容忍性与码长成反比,但是由于固有的特性其自相关性能与码长几乎无关。     

基于稀疏矩阵和相关函数联合优化的MIMO-OFDM线性调频波形复用设计与实现方法

多输入多输出合成孔径雷达(Multiple-Input Multiple-Output Synthetic Aperture Radar, MIMO SAR)发射信号应该具有大时间带宽积和良好的模糊函数特性。该文联合优化稀疏矩阵和相关函数来设计多路正交的MIMO SAR 正交频分复用线性调频(OFDM chirp)信号,首先将MIMO SAR波形设计转化为跳频频率与跳频幅度的联合设计,并提出以最小化稀疏矩阵块相关系数及信号互相关峰值和为约束条件,采用迭代搜索法求解最佳编码矩阵;并以最小化信号自相关旁瓣峰值与互相关峰值之和为约束条件,采用遗传算法确定最佳幅度矩阵;最后采用组合优化搜索法设计出最佳信号。文中还分析了发射阵元数目、跳频总间隔数及总频率选择数与信号性能之间的关系。仿真结果表明此方法可以设计多路正交大时间带宽积OFDM chirp信号,同时降低信号的互相关峰值与自相关旁瓣峰值、提高互模糊性能。      

MIMO雷达正交离散频率编码波形设计

MIMO雷达通过发射相互正交的信号能有效提高雷达的性能。设计具有低自相关旁瓣和低互相关的正交信号是MIMO雷达实现的关键。本文以自相关、互相关峰和能量为代价函数,基于改进的遗传算法,采用非全码来优化设计离散频率编码,进行了仿真优化设计。结果表明该算法是有效的。     

多载波混沌频率编码雷达信号设计与分析

近年来,正交频分复用(OFDM)技术在雷达波形设计中的应用受到广泛关注.在OFDM技术的基础上,使用混沌序列对子载波上的码元进行频率编码调制,得到一种基于混沌序列的多载波随机频率编码雷达信号,波形设计参数更多.通过仿真对该信号的自相关性能、互相关性能和抗干扰性能进行分析,同时进一步研究了波形参数对信号自相关性能的影响....     

基于Grefenstette编码下MicPSO的离散频率编码波形设计

该文在分析离散频率编码波形信号(DFCW)的模糊函数基础上,建立了离散频率编码信号设计的优化模型,将微群粒子群优化算法(MicPSO)应用于DFCW设计。针对DFCW设计为排列优化问题,引入了Grefenstette编码作为MicPSO的粒子编码进行优化设计。仿真结果表明,DFCW的自相关峰值旁瓣、多普勒容限主要与信号码长有关,而通过该优化设计,信号的互相关性能得到极大改善,与已有方法相比,该方法时间开销小,优化结果更理想。     

一种基于混沌序列的随机离散频率编码信号

针对正交编码信号已有设计方法计算复杂、编码长度和数量受限等问题,该文利用混沌序列类随机、初值敏感,易产生和易使用的特点,提出应用混沌序列设计随机离散频率编码信号。在给出编码信号设计方案的基础上,详细推导此类信号的模糊函数,分析了其距离、多普勒分辨能力,讨论了信号的准正交特性,并比较了不同混沌序列对信号性能的影响。理论分析和仿真实验表明,结合混沌序列的频率编码信号具有优良的模糊函数、准正交性能,且信号产生容易,编码长度和数量可以任意设置,可以作为一类有潜力的雷达信号使用。     

基于恒模复值神经网络的正交相位编码集设计

文中研究了广泛应用于多输入多输出雷达系统中的正交相位编码集的设计问题，提出了一种基于复值神经网络的正交相位编码集设计方法。该方法将编码集设计视为非线性系统构建问题，通过最小化反映了编码集自相关和互相关性质的损失函数，在常模约束条件下对网络误差进行后向传播，从而通过网络训练获得具有良好相关性的正交相位编码集。通过与现有先进算法进行不同条件下的仿真对比，文中方法设计得到的正交相位编码集具有更好的相关特性，充分验证了本文所提方法的先进性。     

频率相位联合编码的低截获雷达波形优化设计方法

针对线性调频、相位编码等常规雷达信号易于被截获、分选、识别以及复制的突出问题,提出一种基于频率相位联合编码的雷达波形。首先,构建频率相位编码波形模型,分析模型的模糊函数;其次,针对连续相位编码序列,提出自相关峰值旁瓣和互相关积分旁瓣均衡的连续相位编码序列优化方法;最后,通过数值仿真定量分析了频率相位联合编码信号的自相关性、互相关性,验证了其标探测性能和信号低截获性能。     

基于自相关函数的SRSF信号感知矩阵优化方法

根据随机步进频率(random stepped-frequency, RSF)信号特征,结合感知矩阵优化理论,提出了一种基于自相关函数的稀疏RSF (sparse RSF,SRSF)信号感知矩阵优化方法. 首先,在构建稀疏重构模型的基础上,给出了SRSF信号波形参数与感知矩阵构造方式的内在联系;然后,研究了感知矩阵互相关系数矩阵与信号自相关函数（模糊函数的零多普勒切面）的关系,得出在特定条件下两者等价的结论,进而将二维感知矩阵优化问题转化为一维自相关函数的波形优化设计问题;最后,利用基于自相关函数最大旁瓣与均值旁瓣联合约束的波形优化方法对上述结论进行了验证. 仿真实验验证了感知矩阵互相关系数与信号自相关函数的关系,且通过对波形的设计,实现了优化感知矩阵、提升信号稀疏重构性能的目的.     

混沌相位频率调制OFDM雷达信号研究

雷达波形设计逐渐成为现代雷达领域研究的热点,本文首先提出一种OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)混沌随机相位编码信号,并在此基础上用混沌序列对子载波进行频率调制,得到一种OFDM随机相位随机频率编码雷达信号形式,分析该信号的模糊函数、自相关特性以及子载波数对自相关性能的影响。同时,对该混沌编码信号存在的问题进行分析,并研究降低PMEPR(Peak to Mean Envelope Power Ratio,包络峰均比)的方法。仿真结果表明:基于混沌序列的OFDM相位频率组合调制信号具有更优的模糊函数和自相关旁瓣,混沌序列的复杂性和随机性使得信号具有更强的低截获特性。      

一种新的光CDMA编码方案

本文以光正交码（OOC）为基础,提出了一种新的光CDMA编码方案。这种新的方案充分利用了已有的成熟的OOC编码技术,可以灵活方便地构造出光正交跳频以及光正交时间/频率组合码。这种新的地址码具有良好的自相关、互相关性能、较大的容量和良好的系统性能,还可以灵活地和现有的光天源器件相匹配。     

正交频分LFM信号的MIMO雷达的匹配滤波技术

MIM0雷达是一种全新体制的雷达技术,在其接收端利用发射端全向发射正交信号的原理,通过匹配滤波技术恢复每个发射信号分量,确保信号之间保持良好的正交性是MIMO雷达实现的关键。首先给出了相参MIM0雷达的信号模型;然后分析了正交频分线性调频信号的互模糊函数,并对互相关峰值电平出现的位置和幅度进行了分析,推导出了MIM0雷达相邻发射信号之间频率间隔所需满足的条件和相参MIM0雷达匹配滤波技术的数学模型;最后通过仿真实验证明了理论分析的正确性,而且仿真实验还表明：在正确设计MIM0雷达发射信号的条件下,噪声电平对匹配滤波技术的影响远大于自相关旁瓣电平和互相关峰值。     

用于声光移频的声表面波谐振器

针对一种喇曼型声表面波声光器件的设计需求,设计制作出一种能够满足喇曼-奈斯衍射要求的、低损耗、高Q值声表面波谐振器。利用耦合模(COM)理论仿真谐振器的性能,建立谐振器的COM模型,求解COM方程,提取出COM参数。利用COM软件仿真设计谐振器的结构参数,设计的谐振器中心频率为78.028MHz,Q值为10 428,插入损耗为-6.153dB。利用微加工技术加工制作出声表面波谐振器,用矢量网络分析仪对其性能进行测试,得到谐振器实际中心频率为78.34MHz,插入损耗为-11.273dB,Q值为6 465.7,该谐振器能够满足喇曼型声表面波声光器件的应用需求。     

基于导频序列的正交频分复用系统研究

随着第三代移动通信技术的应用,正交频分复用技术即将成为第四代移动通信的核心技术。在构建正交频分复用系统时必须考虑信号同步问题。针对信号传输误码率的问题,结合导频序列的相关特性,提出一种基于导频序列的正交频分复用系统的同步模型,并在矩阵实验室的可视化仿真平台上实现了系统模型的仿真与分析。仿真测试表明,该系统能对数据同步实现较高增益,并进行有效传输。     

用于交通监测的机动车轮毂散射特性

提出了一种利用机动车轮毂正交极化散射实现交通流量监测方案,研究分析了机动车轮毂极化电磁散射特性,得出了优化参数。通过建立汽车和轮毂模型,仿真得到主模谐振频率为255 MHz,比较了入射波激励为线极化平面波时,汽车和轮毂主极化、正交极化雷达散射截面(RCS)的大小,并得到了单个轮毂正交极化雷达散射截面达到最大值时的入射角。仿真比较了入射波极化角度改变时,RCS 的空间分布特点。分析表明:轮毂目标VH 极化散射最显著;将雷达天线放置于与机动车轮毂中心相对地面同等高度处,可有效减小机动车框架对轮毂散射场的影响,研究结果对于构建经济有效的机动车交通管制系统具有实际意义。     

基于TCP/IP构架的短消息系统设计

针对基于TCP/IP构架的短消息系统设计,对短消息工作模式、编码方式的选择、PDU包协议格式及短消息的编码和解码等关键技术进行了分析,特别是研究了利用ASP和COM组件开发的SM S系统,摆脱了传统的C/S构架。     

AMC-based resource allocation in adaptive frequency reused OFDMA-relay networks

In orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) relay system, for supporting relay transmission, the base station (BS)-the relay station (RS) link must consume an extra part of resource, which may result in serious resource shortage. In oxder to improve resource utilization, this paper proposes a dynamic resource allocation scheme in adaptive frequency reused OFDMA-relay system based on adaptive modulation and coding (AMC) technology. In this scheme, relay nodes have two independent antennas and operate in decode-and-forward (DF) and full-duplex mode. Then the BS and RSs share the same subcarriers by spatial multiplexing by two independent antennas. The resource allocation problem is formulated for system downlink throughput maximization. Since the optimal solution couldn't be obtained easily, a sub-optimal algorithm is proposed.The adaptive frequency reused algorithm with two independent antennas RS improves the system throughput about 24.3 %compared with the orthogonal frequency allocation with single-antenna model, and increases the system throughput 10.4%compared with adaptive frequency reused algorithms with single-antenna RS. It is proved that both of the RS with two-antenna model and adaptive frequency reused scheme can improve the system throughput significantly.     

Application of cross time-frequency analysis to postural sway behavior: the effects of aging and visual systems

In this paper, the effects of visual feedback and aging on postural sway systems and signals are investigated by analyzing the transient phase difference between "input" and "output" which correspond to center of pressure (COP) and center of mass (COM), respectively. In order to analyze the transient phase difference characteristics of COP and COM, a relatively new cross time-frequency analysis technique that provides time- and frequency-localized phase difference information is utilized. The feedback control process in the postural sway is interpreted in terms of a feedback compensator which is characterized in terms of a phase difference. Using the experimental results of the transient phase difference obtained from the cross time-frequency distribution, it is demonstrated that the postural control of young persons are more stable and rely more on visual sensory feedback to stabilize postural control compared to that of the elderly persons.     

解决OFDM系统频偏的正交序列设计

针对OFDM对多普勒效应非常敏感的问题,研究了采用设计特定的正交序列来消除干扰,提高系统性能.根据OFDM系统的原理,建立了OFDM基础模型,推导出多普勒对系统传输过程的影响.针对应用设计的正交序列自相关、互相关性好和可选码序列比传统码多的特点,对传输信息进行信道编码.将该码序列变换置于IFFT之前,接收端采用软判决,提高了系统信噪比.Matlab仿真显示系统的误码率相对于标准BPSK调制的OFDM系统大幅度下降.     

基于OFDM的MIMO-SAR抗多径波形设计

针对雷达多径干扰问题,提出一种基于正交频分复用（OFDM）的多发多收合成孔径雷达（MIMO-SAR）抗多径波形设计方法。该方法基于频率分集原理,设计循环移位OFDM-LFM波形提升OFDM波形有效带宽,并针对该波形设计MIMO平台收发模型,结合多通道正交波形空时编码（STC）方案实现多通道接收信号分离,该波形设计方案对SAR多径干扰抑制有效。该方法可以解决多径干扰导致的目标分辨率低及虚假目标问题,在机载SAR高分辨率成像、车载SAR城市探测与智能驾驶等方面具备广阔应用前景。