基于LFM-PC复合调制信号的正交波形设计

相位编码(Phase Coded,PC)信号运用在高速运动平台和高速目标探测中存在多普勒敏感问题,制约了其在宽多普勒容限正交波形中的应用.本文研究了一种基于线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号和PC信号复合调制的宽多普勒容限信号形式—LFM-PC信号,推导出了其脉间信号的模糊函...     

复合调制雷达信号时差估计算法

现代雷达信号环境中, 复合调制信号正在逐步得到广泛应用。该文提出了一种针对频移键控与二相编码(FSK-BPSK)复合调制信号的时差估计算法。该算法紧密结合该信号子脉冲频率分布具有对称性, 时域长度具有一致性等特点, 通过子脉冲相关函数的理论推导得出FSK-BPSK复合调制脉冲信号的相关函数。最后利用相关函数拟合算法, 可根据观测数据进一步精确估计时间延迟(TDOA)。通过仿真实验, 证明该算法相比于其他时差估计算法, 其算法估计的准确性、抗噪性都有明显提升, 且适用于带宽较小的复合调制信号的时差估计情况。      

基于MM算法的脉冲串模糊函数设计方法

针对离散相位调制脉冲串信号的模糊函数优化问题,提出了一种基于MM算法的波形设计方法。MM算法是一种求解最优化问题的迭代算法,通过重复“构造辅助函数-求解辅助函数最优值”的过程,可以逐步逼近原问题的全局最优解。本文首先将脉冲串模糊函数设计问题建模为带约束四次型最优化问题,然后根据泰勒展开,给出了位于原函数上界的辅助函数的构造方法。其中,辅助函数的形式为带约束二次型最优化问题,可通过交替方向乘子法（ADMM）求解。最后通过计算机仿真说明了该方法的有效性。     

LFM-Frank复合调制雷达信号性能分析

为了保证雷达系统正常运行,提高其低截获性能及战场生存能力,提出了线性调频与多相编码复合调制的雷达信号。采用时频分析与模糊函数分析相结合的方法,通过仿真直观有效地分析了这种复合调制雷达信号的时域、频域及时频域特点,并与单一调制的雷达信号进行对比。结果表明,这种复合调制雷达信号具有较高的距离、速度分辨力以及较强的抗干扰、抗截获能力。     

基于交替方向乘子法的频率-码型联合捷变波形优化设计

针对频率-码型联合捷变雷达信号脉压后存在的距离维旁瓣过高问题,采用基于模糊函数模型下的积分旁瓣(ISL)作为衡量波形优化效果的量化指标,推导了频率-码型联合捷变雷达信号及其模糊函数表达式,建立了以最小化ISL为准则的波形优化设计模型,并采用交替方向乘子法对模型进行求解.仿真结果表明该算法在实现波形优化的同时,在优化效果...     

应用于非负稀疏信号重构的交替方向乘子法

非负稀疏信号在欠定线性观测条件下的重构效果不理想,仍有进一步提高的余地。文中将非负稀疏信号重构建模为线性规划问题,在交替方向乘子法的框架下得到了具有闭合解形式的优化算法,且算法复杂度较低。为了进一步增强重构信号的稀疏性,提出了迭代加权线性规划算法,通过对权值向量和重构信号交替优化提高了重构准确率。实验仿真验证了算法的有效性,针对随机生成信号和实际语音能量谱这两类非负稀疏信号均取得了较好的重构效果,重构性能优于目前一些流行的稀疏重构算法。      

巴克码在复合声呐信号中的应用

信号波形直接影响着声呐对目标的时延分辨力、频移分辨力、低截获能力及抗混响能力。因此,设计和选择合适的波形对声呐系统有着极其重要的影响。巴克(Barker)码的模糊函数呈理想的“图钉型”,具有良好的时频分辨力。本文利用模糊函数和Q函数,对基于巴克码的复合声呐信号的分辨力、抗混响等性能进行了仿真分析,并和传统的单频矩形脉冲(CW)信号、线性调频脉冲(LFM)信号进行了比较,得出基于巴克码的复合声呐信号能够实现较高的测量精确度,而且在一定的多普勒频移范围内具有较好的抗混响能力,是浅海中主动声呐的优先选择信号。     

MIMO系统探通一体化信号矩阵设计方法

由于多输入多输出(MIMO)系统具有波形、空间分集和多路复用等优势,MIMO探通一体化(DFRC)系统通过共享软硬件资源以同时实现目标探测和保密通信功能受到了极大关注。该文针对基于预编码矩阵调制的MIMO探通一体化系统,提出了基于交替方向乘子(ADMM)的一体化信号矩阵设计方法。通过用户和窃听用户参考密码本约束下最大化方向图峰值主瓣旁瓣电平比(PMSR),保证了探测方向图性能的同时防止通信信息被窃听。针对预编码矩阵通信解调问题,提出了基于交替方向惩罚(ADPM)的排序学习优化解调方法,提升了一体化波形信息解调效率。数值仿真验证了所提设计方法实现探通一体化的有效性,与已有算法相比可实现多用户通信和更高的PMSR。     

一种复合调制雷达信号设计及性能分析

针对低截获概率雷达信号设计中的复杂度问题,提出了一种新型复合调制信号,即脉间Costas频率编码、脉内混沌二相码（CTPC）的Costas/CTPC复合信号。混沌二相码的引入,增加了信号相位的随机性。然后理论上分析了该复合调制信号的组成。最后通过仿真,对参数优化过后Costas/CTPC信号的自相关函数、互相关函数、功率谱密度和模糊函数进行了分析。仿真结果表明：该信号相比Costas信号、Costas/Bark信号、LFM/Bark信号及Costas/LFM信号具有更好的自相关性能,同时还具有良好的抗干扰性能和极低的截获性能,十分适合应用于低截获概率雷达系统中。     

二维FIR滤波器约束最小二乘设计的最大分划松弛ADMM算法

约束二维有限脉冲响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器,现有设计算法计算复杂度高.针对二维FIR滤波器的约束最小二乘设计,本文应用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM),研究其并行优化方法.通过模型的最大分划,并采用一种松弛技术,提出一个具有高度并行结构的最大分划松弛ADMM算法,分析了算法的计算复杂度,讨论了算法的收敛性,并给出了算法的参数设置方法.实验表明,最大分划松弛ADMM比非松弛的最大分划ADMM收敛快很多;与现有算法相比,提高了计算效率.GPU加速实验中获得的大加速比,表明了所提算法的高度并行性和可扩展性,在图像处理、计算机视觉、模式识别及机器学习等领域有广阔的应用前景.     

一种群稀疏限制的消除条带噪声变分模型

在对图像变分描述的前提下,为有效地利用条带噪声之间的相似性,本文将条带噪声的群稀疏表示引入到单向变分模型中,提出群稀疏技术限制的单向变分模型,并采用交替方向乘子法求解该模型。对比实验证明,本文所提出的群稀疏限制的单向变分模型能有效地利用条带噪声的相似性实现条带噪声的消除,更好地重构图像的细节信息,峰值信噪比与结构相似性比其他模型分别提高6.76dB和0.25,图像去噪性能更优。     

随机测量条件下的循环自相关函数无网格估计

利用循环平稳特性对通信信号进行参数估计是一种常用的处理方法。由于通信信号在循环频率域具有稀疏特性,可以利用随机测量有效降低采样处理的数据量,减轻硬件负荷,并基于压缩采样值进行信号参数估计。然而,在稀疏建模时通常将连续的信号参数空间划分为有限数量的均匀网格,引起基不匹配问题,使得信号在某个假定的离散变换基(傅里叶基、小波基等)下并不稀疏,从而严重影响信号参数估计精确度。为解决这个问题,本文利用原子范数描述循环频率域的连续性和稀疏性,提出一种随机测量条件下的高精确度循环自相关函数无网格估计方法。仿真实验表明,这种无网格估计方法能够有效降低循环自相关函数的估计误差。     

基于ADMM的间歇采样转发式干扰的参数估计

间歇采样转发式干扰与雷达发射信号相参,可以获得部分脉压增益,具有极强的干扰效果,亟需有效的干扰先验知识对抗。针对该问题,本文根据间歇采样转发干扰脉冲压缩后的结果,构造出含有加窗向量的非线性整数优化模型,将参数估计问题转化为向量估计问题,然后利用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)将非线性整数优化模型分解为整数归整模型和连续模型,求解出加窗向量,实现切片宽度和数量的估计。最后计算机仿真验证了该方法的有效性。     

二相四群补码相位调制加线性调频雷达发射波形研究

混合雷达波形设计是提高雷达系统性能指标的一种手段,对提高雷达抗干扰能力,降低脉冲压缩的距离副瓣电平,从而提高目标的检测能力具有重要的意义。本文基于线性调频和二相四群补码共同调制波形的基础上,讨论了此类混合波形的模糊函数、多普勒敏感性及脉冲压缩的副瓣电平和多普勒频率及码元宽度等之间的关系。     

基于变分模型的块压缩感知重构算法

为了提高现有块压缩感知重构算法的性能,提出了基于全变分和混合变分模型的块压缩感知（简称BCS-TV和BCS-MV）算法。该方法以块为单位进行图像采样,以自然图像正则项的稀疏性为先验条件,通过变型的增广拉格朗日交替方向乘子法(ALM-ADMM),在整幅图像范围内逼近目标函数来重构原始图像。与以前基于一致性块采样的压缩感知工作对比,该算法的PSNR约提高1.5 dB,SSIM约提高0.05,运行速度较稳定,特别适合具有固定传输时延的多媒体数据处理场合。     

FMICW信号模糊函数分析

为了解决单脉冲雷达体制中距离分辨率与实际探测距离之间的矛盾,现有雷达一般采用（线性）调频中断连续波（FMICW）体制。根据模糊函数定义推导出（线性）调频中断连续波信号的模糊函数,并对重复周期FMICW信号的距离和多普勒分辨性能进行了分析与研究。分析结果表明,FMICW信号的距离分辨率仅与其发射波形带宽有关,而多普勒分辨率仅与其相干积累时间有关,这对进一步研究雷达新体制有一定的帮助。     

中断概率约束下的鲁棒雷达通信一体化混合波束形成设计

针对多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)雷达通信一体化(dual-function radar-communication, DFRC)系统性能对信道状态信息(channel state information, CSI)精度敏感的问题,构建了非完美CSI条件下的模数混合波束形成设计模型,提出了一种鲁棒的混合波束形成器优化方法。利用CSI误差的先验统计信息,在满足通信中断概率约束的同时最小化雷达方向图加权均方误差,以得到期望的发射数字和模拟波束形成矩阵。所提出的非凸优化问题首先利用坎泰利(Cantelli)不等式进行近似处理,再利用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)求解。仿真实验对比了多种算法之间的性能差异,验证了所提出的MIMO-DFRC混合波束形成设计方法具有高效性和鲁棒性。