MIMO雷达相位编码波形设计与实现

MIMO雷达为了避免通道间的相互干扰,为了获得对多目标检测的高分辨率,因此设计具有低自相关旁瓣峰值和互相关的正交信号集对于实现MIMO雷达系统是至关重要的,正交相位编码信号就具有上述优点.针对MIMO雷达发射波形正交的特点,以二相码为例的设计原理,设计了一种由主控计算机、波形控制模块和数字中频合成模块构成的二相码波形产生器.给出了基于AD9910单频调制方式产生单通道二相码信号的方法和OSK功能产生多通道二相码信号的方法,并给出了测试结果,验证了方案的正确性和可行性.     

MIMO雷达正交相位编码信号设计及分析

针对MIMO雷达发射正交波形的要求,提出一种采用相位编码设计MIMO雷达信号的方法。该方法采用遗传优化算法,设计产生一组正交相位编码信号,并分析该组信号的自相关和互相关特性。文章最后分析了采用正交相位编码信号设计MIMO雷达信号存在的一些问题。     

多载频混沌相位编码雷达信号处理研究

雷达波形设计与信号处理是现代雷达研究领域的热点。文中用具有弱结构性的混沌二相码对正交频分复用雷达信号的相位进行调制得到一种多载频混沌相位编码雷达信号,推导了该信号脉冲压缩的输出表达式,用分段FFT脉压法对该信号进行脉压,比较了该信号和多载频巴克码相位编码信号的脉压效果,并对该信号的接收处理过程进行了仿真。仿真结果表明:多载频混沌相位编码雷达信号具有更优异的脉压性能,能够实现在信噪比很低的情况下多目标的精确测距和测速,同时由于其灵活的结构、复杂的调制方式及类噪声的特性,提高了雷达的低截获性能。     

窄带干扰抑制的一种新型频率编码正交UWB脉冲设计

文中提出一种基于正交载波和伪随机序列的新型频谱编码正交UWB脉冲设计方法，该方法是在频域中利用PN序列对经过频移的子脉冲进行编码来产生正交脉冲．在IR-UWB（脉冲无线电超宽带）中引入了正交载波和PN序列，使其不仅具有传统IR—UWB和多频带CB-UWB（基于载波的超宽带）优点，而且提高了UWB信号发射的瞬时频谱和瞬时能量的效率．脉冲的自相关和互相关特性皆优于传统的脉冲。另外，借助于认知无线电技术，可保证发送信号满足FCC的UWB频谱规划，避免与其他传统窄带系统干扰。仿真结果表明该脉冲设计方法能够有效的抑制窄带干扰，并降低复杂度。     

GS算法在多输入多输出雷达信号集设计中的应用

为了高效地设计出性能良好的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达正交相位编码信号集,提出一种改进的Gerchberg-Saxton(GS)算法,将最小化信号集旁瓣能量的代价函数转化为适合求解的极小化问题;将原始GS算法扩展至多维,并改进其物面和频谱面的约束条件,以适应文中优化问题的求解;利用改进的GS算法迭代优化设计出信号集.仿真实验表明:该算法可以有效改善所得信号集的积分旁瓣和相关性能.     

MIMO雷达相位编码波形集相关函数下界综述

MIMO雷达波形集的互相关函数峰值越低，则正交性越好，波形分集增益越高。非循环互相关函数下界的研究有助于确定波形分集增益的极限值，对MIMO雷达波形设计与应用有重要意义。相位编码波形集是目前被研究最多的MIMO雷达波形集，对其相关函数下界的研究较为深入。本文对目前相位编码波形集相关函数各类下界的研究进行归纳总结，包括相关函数峰值旁瓣下界、相关函数积分旁瓣下界、互相关内积下界、互补序列相关函数下界四大类。相关函数峰值旁瓣下界是影响MIMO雷达波形分集增益的关键指标，其他类型的下界与相关函数峰值旁瓣下界之间存在潜在联系，这可能有助于相关函数峰值旁瓣下界的确定。不同波形数，不同码长的典型相位编码波形相关函数指标与下界的对比结果表明，目前已有下界都不够紧，尤其在波形数较多时。因此，MIMO雷达相位编码波形集相关函数下界仍是一个值得研究的开放问题。      

基于卷积循环网络与非局部模块的语音增强方法

现有的深度神经网络语音增强方法忽视了相位谱学习的重要性,从而造成增强语音质量不理想。针对这一问题,文中提出了一种基于卷积循环网络与非局部模块的语音增强方法。通过设计一种编解码网络,将语音信号的时域表示作为编码端的输入进行深层特征提取,从而充分利用语音信号的幅值信息以及相位信息。在编码端和解码端的卷积层中加入非局部模块,在提取语音序列关键特征的同时,抑制无用特征,并引入门控循环单元网络捕捉语音序列间的时序相关性信息。在ST-CMDS中文语音数据集上实验结果表明,与未处理的含噪语音相比,使用文中方法生成的增强语音质量和可懂度平均提升了61%和7.93%。     

MIMO雷达混沌相位编码信号设计与分析

传统的优化算法需要进行组合优化过程,存在算法复杂、耗时的问题,为此,设计了能够快速获得MIMO(Multiple Input and Multiple Output)雷达正交相位编码信号的方法.基于混沌映射信号良好的相关特性和类随机特性,对Henon和Logistic混沌映射序列进行采样截取和二值量化得到二相码元,最后调制得到正交相位编码信号.仿真结果表明,利用这两种混沌映射序列可以快速获得符合条件的正交相位编码信号.     

基才多相编码和收发阵列设计的机载MIMO雷达STAP方法

针对提高MIMO雷达多信号间正交性问题．提出了基于遗传算法优化提高多相编码信号自相关峰值、降低互相关峰值方法,提高多发射信号间正交性,降低盲速影响。针对天线阵列稀疏导致盲速、阵元密布导致天线孔径过小问题,从等效天线特征出发,给出了一种发疏收密阵列结构,与多相编码信号结合,进行动目标检测。仿真实验证明,基于多相编码正交信号和收发阵列设计。MIMO STAP可实现良好动目标检测性能。     

对相位编码步进跳频雷达的MCPC调制转发干扰

以对相位编码步进跳频雷达干扰为背景,分析了相位编码步进跳频信号和多载波相位编码信号的调制特点,在此基础上提出了一种多载波相位编码调制转发新型干扰样式,并理论分析了该干扰样式的干扰效果：可使相位编码步进跳频雷达产生多个导前、导后的逼真假目标.研究了等长度m序列的相关特性,给出了干扰信号的子载频和相位编码序列的选取准则.通过仿真实验对文中分析的结论进行了验证,结果表明该干扰样式较间歇采样预测转发干扰样式有较大的优越性.     

低距离旁瓣稀疏频谱波形相位编码设计

雷达系统可通过发射稀疏频谱波形(Sparse Frequency Waveform, SFW)克服同频窄带干扰问题,然而SFW通常具有较高的距离旁瓣,降低了弱小目标的检测性能。针对该问题,该文提出一种设计低距离旁瓣SFW的相位编码方法。该方法以联合最小化波形功率谱密度均方差和距离旁瓣为准则建立目标函数,并提出一种基于快速傅里叶变换的循环迭代算法(Cycle Iterative Algorithm, CIA)求解目标函数获得最优相位编码波形。随后将该方法扩展至多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达,设计一组具有良好自/互相关特性SFW的相位编码。该方法沿着使目标函数非递增的方向搜索,且无需求解共轭梯度,计算复杂度低,可快速设计并更新发射波形。仿真结果验证了该方法的有效性与灵活性。     

MIMO雷达分组正交波形集优化设计方法

在现代电子对抗中,数字射频存储(DRFM)设备能够快速截获机载脉冲多普勒雷达信号,能够实现对多输入多输出(MIMO)雷达的干扰。MIMO雷达可基于多组相互正交的波形集来对抗DRFM干扰。同时,为最大化MIMO雷达波形分集增益,每个脉冲内发射的波形也需要正交。为了平衡组内和组间的正交性,文中建立了一种分组正交波形集优化模型,其目标函数为组内和组间相关函数性能评估指标值的加权和;为了求解该优化问题,提出了一种分组正交波形集设计方法。所提方法将原优化问题简化为p-范数优化问题,基于MM算法导出了最小化目标函数的迭代求解表达式。仿真结果表明,所提方法可通过改变权重系数来灵活平衡MIMO雷达的干扰抑制性能和距离压缩性能。     

基于网络编码的无线网络多流问题研究

多流问题研究多对源、宿节点之间所能达到的最大吞吐。在无线网络中,解决该问题的关键在于量化无线干扰。由于网络编码能够在一定程度上克服无线干扰的影响,因此通过使用超边来描述编码发送,并构造关于超边的冲突图,可以实现对网络编码条件下无线干扰（以协议干扰模型为例）的量化,进而解决网络编码条件下的多流问题。此外,针对在超边冲突图中搜集所有极大独立集的NP难问题,提出了一种实用的搜集算法,并给出了相关的数字结果。     

基于SQP 算法的MIMO 雷达波形设计与工程实现

为了有效利用MIMO 体制雷达的波形分集能力,需要对雷达发射波形进行正交性设计,从工程实现 的角度出发,针对MIMO 雷达发射信号的正交性要求,利用序列二次规划方法设计正交相位编码信号波形。通过仿 真分析,重点研究了信号数量、码长对波形正交性能的影响以及波形与雷达发射方向图之间的关系,验证了该方法 的有效性和优异性,并与经典的遗传算法进行了仿真比较,最后依托波形产生系统完成了波形的工程实现,并且成 功应用到了雷达系统中。结果表明,采用该方法能够获得较低的自相关旁瓣峰值和互相关峰值,设计出符合雷达系 统要求的正交波形。     

MIMO-OFDM系统中相噪公共相位误差的分析与抑制

随着无线通信频段的不断提高,非理想载波所引入的相位噪声对多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统性能的影响也越来越突出,不仅影响OFDM系统载波的正交性,同时导致多天线预编码性能急剧下降。相位噪声对MIMO-OFDM系统的影响可分为公共相位误差(CPE)和载波间干扰(ICI)两部分。本文对CPE影响MIMO-OFDM系统的性能进行深入分析,提出一系列基于频域正交导频设计的CPE估计算法,以实现对CPE的有效抑制;最后,在多个场景下进行链路仿真,充分验证了提出算法的有效性和可靠性。     

一种基于Bernoulli混沌的四相编码OFDM雷达信号设计方法

相位编码正交频分复用(OFDM)雷达具有许多优良的性能,近年来受到雷达界的广泛关注。但在实际应用中,相位编码OFDM雷达信号存在优良编码数量不多、长度受限、峰均比过高等问题。该文针对这些问题,提出了一种基于Bernoulli混沌的四相编码OFDM雷达信号设计方法,可以构建任意数量和长度的编码,具有更大的设计自由度,并且通过初相加权,得到包络峰均比小于2的混沌四相编码OFDM信号,该信号在高分辨、多普勒等方面具有较多优良特性。      

一种改进的类零相关正交多相码设计方法

正交波形设计是MIMO雷达的关键问题。精心设计的正交波形能显著提高MIMO雷达性能。针对正交波形设计问题,提出了一种具有严格正交性的类零相关正交多相码设计方法。应用该方法设计的波形具有严格正交性,且在零相关区域不但具有低自相关旁瓣和低互相关,而且在经匹配滤波和等效发射波束形成之后具有高主副比及良好的多普勒容忍性。设计思路是首先利用序列二次规划方法设计得到满足上述性能的连续相位编码,之后将其量化为离散的正交多相码。仿真结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

正交相位编码的同轴全息加密存储系统的研究

通过调制具有不同编码单元的参考光，对信息光进行分页式加密存储。提出两种参考光编码加密模式，即扇形参考光编码模式和随机位置参考光编码模式，并对这两种方法进行验证。实验结果表明，这两种方式都通过正交相位编码完成加密解密的过程。对两种方法的加密性进行评估，不同密钥对应的加密信息之间的相似度均值分别为0.57和0.02，均方误差的平均值分别为537和1872。随机位置参考光编码模式下的同轴系统安全性更高。正交相位加密技术可以有效地防止存储数据被非法访问和窃取，保证了数据的安全性。     

全速率满分集准正交空时分组码的设计

在未来的第四代移动通信中,基于多输入多输出（MIMO）天线系统的空时编码技术是改善无线通信性能,提高带限系统数据传输速率的一种理想选择,但由于正交空时分组编码不能保证满分集和数据全速率传输,提出了一种利用星座图旋转可获得全速率满分集传输的旋转准正交空时分组码的设计方法。仿真结果表明,这种方法在不增加译码复杂度的情况下,其误比特率无论在低信噪比还是在高信噪比条件下都要优于已有的准正交空时分组码。     

零前缀单载波信号循环自相关性质分析

在正交频分复用（OFDM）系统发射端设计特殊的预编码形成了零前缀单载波（ZP—SC）,其具有常规单载波和多载波的优势。文中建立了零前缀线性调制单载波（ZP～SCLD）的连续时间基带信号模型,并从信号模型出发,利用时变累积量与循环累积量的关系以及成型滤波器的频域性质推导了循环自相关函数的表达式,分析了ZP—SCLD信号循环自相关的性质,最后通过建立多径衰落信道下的信号模型分析了多径衰落信道对循环自相关性质的影响,证明了多径衰落信道虽然改变了信号循环自相关的幅度和相位,但未改变信号的循环频率,为调制识别和参数估计等信号处理环节提供鲁棒性非常强的特征。理想信道和多径衰落信道Proakis’C信道下的仿真实验证明了理论分析的正确性。