基于多目标蚁狮优化的雷达通信一体化波形设计

传统的雷达和通信系统,二者相互独立,采用不同的信号形式,相互间存在电磁干扰,设计一种波形可用于雷达通信一体化系统,同时完成雷达和通信功能。通过分析一体化系统的雷达性能评价函数和通信性能评价函数构建多目标优化问题,引入多目标蚁狮优化算法到波形设计领域;通过多目标蚁狮优化算法对多目标优化问题进行处理,得到一体化波形性能最优的波形设计参数。仿真结果表明,依据此参数设计得到的一体化波形,能够兼顾雷达性能和通信性能。     

基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计

雷达嵌入式通信（radar-embedded communication,REC）系统是一种在雷达回波信号中隐藏通信信息的隐蔽通信方法。但是由于雷达系统所处的电磁波环境极为复杂,以致雷达嵌入式通信系统会受其他通信系统的同频干扰,最终导致接收机无法准确识别回波信号。为了使得雷达系统避免复杂环境的干扰且能保持良好的隐蔽通信性能,本文提出了一种基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计。本文首先根据随机雷达波形和理想功率谱密度,并采用功率谱匹配的方法建立目标函数,然后利用拟牛顿优化算法对目标函数进行求解得到多频带陷波,以此来避免其他通信系统带来的同频干扰问题,最后基于多频带陷波,采用一种改进的加权组合方法（improved weighted-combining,IWC）设计通信波形。仿真结果表明,本文所提方法可以保证雷达通信的低误码率（signal error rate,SER）和低拦截率（low probability of intercept,LPI）。      

基于波形共用机制的雷达通信一体化研究进展

随着电子信息技术的发展,未来特殊场景的电子设备应用必将演变为综合电子对抗水平的竞争,指挥平台需要配备多种电子对抗设备,但装备的体积、质量以及电磁兼容等问题往往难以满足实际场景的需求.为此,多功能的一体化系统成为一种有效的解决途径;同时,为了节约频谱资源,雷达通信一体化共用波形设计成为研究热点.重点阐述了近几年一体化共用...     

雷达通信一体化:共用波形设计和性能边界

很多军事和民用平台都同时具备雷达与通信功能.传统的分立式设计增加了系统的体积、功耗和成本,并降低了系统的电磁兼容性能.雷达通信一体化设计能够让雷达和通信共享硬件平台,从而克服上述缺点,受到了学术界和工业界的广泛关注.总体来看,雷达通信一体化可以通过资源分配和共用波形来实现.共用波形的方式具有更高的频谱效率和功率效率,并...     

雷达通信一体化波形分离算法研究

进行了雷达通信一体化波形分离算法的研究,提出了一种新的雷达通信一体化设计方案.该方案通过简单的叠加方式将雷达和通信信号直接合成,避免了由于波形的非正交性带来的影响,在接收端利用盲信号处理的思路进行波形的分离.该方案解决了目前在载机上雷达和通信的不同同时工作的缺陷,并改进了原基于最大信噪比分离算法的一些缺陷,提高了分离的效果.最后,通过仿真结果证明了本文算法的有效性和一体化方案的正确性.     

认知雷达参数化波形设计

本文首先从认知雷达架构出发,基于雷达参数化的理念,提出雷达参数化波形的概念.雷达参数化即用一系列参数来表征雷达系统模型,参数化波形即雷达一系列控制参数的集合,对雷达系统的发射、接收过程进行参数控制.之后对参数化波形的具体内容进行介绍,并从频域、时域、空域三个方面对参数化波形进行详细设计,确定了其具体的参数形式.最后对一...     

通信化雷达信息分段波形设计与处理

通过在发射信号中嵌入发射站位置、发射时刻等辅助信息,通信化雷达能够实现无通信链路情况下双基地探测能力,广泛适用于分布式探测场景。通信化雷达应用于机载平台常需使用中高重频信号,占空比的约束使得通信化雷达无法在一个脉冲内嵌入完整的通信信息。针对该问题,本文提出了将辅助信息分段嵌入到脉冲串的信息分段波形设计方法,设计了“两层匹配+两次积累”的信号处理方案,对比分析了该波形的误码率和输出信噪比,验证了该波形在中、高重频场景下的适用性。     

基于软件无线电的雷达嵌入式通信验证系统

雷达嵌入式通信（Radar-Embedded Communication,REC）是一种在雷达后向散射回波中嵌入通信信号的新型隐蔽通信手段。相较于传统的隐蔽通信方式,REC具有其独特的优势,在军事和民用领域都有着非常广阔的应用前景。本文基于通用软件无线电外设（Universal Software Radio Peripheral,USRP）硬件平台和实验室虚拟仪器工作平台（Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench,LabVIEW）开发了一套REC验证系统,并对系统的可靠性能和抗截获进行了测试分析,初步验证了REC的可行性。测试结果表明,相对于仿真结果,本系统具有一定的性能损失,但在可控范围内,且本系统更加贴近于真实场景,可以用作REC技术的试验平台,为REC从理论走向现实奠定基础。      

基于线性调频的雷达通信一体化波形研究进展

雷达通信一体化是指在实现二者硬件共用的基础上,进一步进行波形融合,即用一个信号同时执行雷达和通信功能的技术,以优化系统性能,节约频谱资源。阐述了一体化的技术内涵及发展阶段,分析了线性调频（LFM）信号在一体化系统中的应用潜力,总结了LFM一体化波形设计、高频宽带LFM信号以及LFM一体化波形光学产生和处理的研究进展。分析认为,微波光子将在雷达通信一体化系统中发挥重要作用,未来的雷达通信一体化系统不仅是光学和电学技术相融合的系统,也是模拟和数字技术相结合的系统。     

集中式MIMO雷达多模式一体化波形设计

集中式多输入多输出（multiple input multiple output, MIMO）雷达系统基于波形分集优势,可灵活改变发射方向图形状和指向方向空间合成信号的特性,从而实现多种雷达工作模式。提出了一种集中式MIMO雷达多模式一体化波形设计方法,采用方向图模板拟合、模糊函数模板拟合以及通信波形拟合的方式优化不同方向上的合成信号,使其具有不同特性,从而在单脉冲时间内实现搜索、跟踪和通信功能。采用最大块增量优化算法对构造的恒模四次多项式优化模型求解。实验结果表明,该方法可以得到具有低旁瓣模糊函数的搜索与跟踪波形,并且满足通信需求。     

基于粒子群算法的超宽带脉冲波形设计

首先分析了在超宽带系统中高斯脉冲成形因子和微分阶数对其能量谱密度的影响,并在此基础上,为了提高高斯脉冲波形的频谱利用率,采用高斯导函数线性组合来产生脉冲波形,提出并分析了一种基于粒子群（PSO）优化算法的超宽带无线脉冲波形优化设计方法,仿真表明该方法产生的高斯导函数线性组合脉冲能够很好地满足FCC的频谱掩模限制。     

多符号OFDM雷达通信一体化波形优化设计方法

雷达通信一体化有利于提高设备硬件资源利用率和频谱利用率,改善频谱拥挤现象,成为近年来研究的热点.针对直接信息调制一体化信号旁瓣较高、扩频信息调制一体化信号带宽较大的缺点,提出了一种加权预处理一体化波形优化方法.分析了多符号正交频分复用雷达通信一体化信号的模糊函数及其相关函数对模糊函数的影响,利用鲸鱼优化算法选择加权系数...     

一种基于特征值分解的测量矩阵优化方法

测量矩阵是压缩感知中一个很重要的部分,为了减小测量矩阵与稀疏变换矩阵的互相干性,从而改善重建质量,本文首先通过测量矩阵和稀疏变换矩阵的乘积构造得到一个Gram矩阵,然后定义了一种基于Gram矩阵非对角线元素的整体互相干系数,推导出整体互相干系数与Gram矩阵特征值之间的关系。在此基础上,我们提出了一个最优化模型,在不改变Gram矩阵特征值和的前提下,让每个大于零的特征值的大小都为它们和的平均值,使得测量矩阵和稀疏变换矩阵的整体互相干系数达到最小,从而优化了测量矩阵的性能。将该方法用在一些已知的测量矩阵上,实验结果中矩阵的优化速度快,并且用优化矩阵所得的图像的PSNR有所提高,表明本文优化测量矩阵的方法在重建效果和优化速度方面都有一定的优势。      

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。      

基于SCA架构的波形设计方法

SCA是一种广泛应用的设计软件无线电系统的标准体系架构.本文基于SCA架构,提出一种通用的波形设计方法,满足"一种波形适应多个平台,一种平台加载多种波形"的要求.     

基于VHDL的通信编码波形的设计与仿真

引言 信号传输一般可分为两大部分：编码与解码。其中编码要求根据所传输信号特点选择合适的编码方式。由于不同的信号在不同的环境中进行传输,受到的干扰是不同的,而选择合适的编码方法可以最大限度的避免干扰,使通信更加顺畅、更加准确。     

基于改进杂草优化算法的DFCW参数估计

针对基于匹配追踪的离散频率编码信号(DFCW)参数估计方法中,利用传统优化算法搜索匹配原子时存在不成熟收敛的问题,提出一种改进的杂草优化(IWO)参数估计算法.该方法首先构造DFCW的过完备原子库,然后利用加入选择机制的IWO算法搜索其最佳匹配原子即全局最优值,在获取与信号分量相匹配的原子参数基础上,基于时频平面进行参数估计.仿真结果表明,该算法在低信噪比条件下的参数估计性能优予传统优化算法.     

基于软件通信体系结构的OFDM波形实现

探讨了软件定义无线电开放的软件通信体系结构(SCA),实现了其核心框架,在此基础上给出了OFDM波形应用的开发过程,这些都为以后其他波形应用的开发提供了基础。