恒包络OFDM雷达通信一体化信号设计

为利用同一信号同时实现雷达探测与通信传输,设计了一种恒包络OFDM雷达通信一体化信号。首先,对信号相位进行调制,将其分为通信调制项与雷达调制项;其次,设计通信调制项为OFDM相位乘以加权系数,并利用矢量合成的方法定量分析了其对雷达的影响,确定了通信加权系数的取值标准;然后,设计雷达调制项为一组余弦函数的和,并通过设置各余弦函数的调制系数,改变信号的模糊函数使雷达适用于不同场景;最后,利用三角函数的正交性及雷达波形确定性确立了解调步骤。仿真结果表明,当调制系数为随机序列时,能够得到图钉状模糊函数;在相同参数设置下,相比于传统恒包络OFDM信号,脉压后设计信号的第一旁瓣降低了25 dB,主瓣宽度降低了7倍,利于实现雷达高分辨率、高检测概率探测,且随着序列长度增加,距离分辨率提高;通过控制通信加权系数的大小,可在雷达和通信性能之间取得最佳折中。     

基于OFDM-LFM的雷达通信一体化波形设计

为解决现代电子战中设备体积庞大、系统复杂和电磁干扰严重的问题,现有学者提出了雷达通信一体化系统,其中的重点是雷达通信一体化波形设计。本文在正交频分复用—线性调频(OFDM-LFM)雷达的基础上,分别对BPSK、MSK、16QAM这3种较为常见的通信调制方式进行分析,并以此设计一体化波形,从而在不影响雷达基本性能的情况下实现通信信息的传输。对设计的3种一体化波形的性能进行比较分析和仿真验证,在通信性能方面,基于OFDM的BPSKLFM和MSK-LFM信号波形的误码率最低;在雷达性能方面,基于OFDM的16QAM-LFM信号波形的模糊函数接近图钉形状,具有较高的范围和较快的分辨率。     

基于互补序列码的超宽带搜救雷达信号处理

根据超宽带雷达目标特性建立了人体探测模型,并利用互补序列码编码的超宽带脉冲串信号对人体模型进行探测仿真.通过对比编码信号与非编码信号的探测结果和不同信噪比下互补码的探测结果,得出经互补序列码编码的超宽带雷达脉冲信号具有很好的抗噪声能力,是超宽带搜救雷达发射脉冲串的理想编码方式.     

降低OFDM系统PAPR的改进方法与性能分析

针对编码后的OFDM信号的PAPR的降低问题,提出了一种利用改进的选择映射(SLM)方法处理的OFDM信号进行限幅处理的新方法来降低PAPR,即改进的畸变SLM算法.该算法把相位序列信息嵌入在编码后的OFDM数据块的检测符号上,从而避免了数据传输速率的损失,限幅的使用更加有效地降低了PAPR.通过对新方法的计算机仿真结果说明,这种方法可以在不增加系统误码性能的基础上,获得比普通的SLM技术更好的降低PAPR的性能.     

OFDM雷达信号模糊函数分析

为了解决正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号雷达波形设计的问题,推导了OFDM雷达信号的单周期模糊函数,给出了单周期模糊函数与调制码字序列的关系。讨论了多周期模糊函数,分析了其旁瓣特性,提出一种抑制OFDM信号雷达多普勒旁瓣的相参脉冲串处理方法。以Barker码作为调制码字序列,给出了仿真结果。与传统方法相比,该文的方法不需要对已调制信号进行计算,而直接由调制码字序列得到OFDM雷达信号的周期模糊特性。     

基于FRFT_LFM信道探测的TDCS系统衰落信道抑制技术

利用分数傅里叶变换(FRFT)对线性调频信号(LFM)检测的优势,提出一种基于FRFT_LFM的变换域通信系统(TDCS)衰落信道探测技术;该技术利用FRFT算法对预先发射的LFM信号进行检测,以估计信道的衰落特征,并采用预均衡的方法对TDCS系统基函数幅度谱函数进行预修正,以提高TDCS系统对信道衰落特性的抑制能力.理论分析和仿真结果证明,FRFT_LFM技术可有效探测信道的衰落特性,基于预均衡的TDCS系统的信道衰落特征抑制性能明显提升.     

单边带光载LDPC-OFDM系统的传输性能

对LDPC-OFDM信号在单边带光调制系统中的传输性能进行研究,介绍OFDM单边带调制系统原理,建立FDM单边带调制系统的仿真系统,仿真、分析并比较原始OFDM信号和LDPC-OFDM信号在单边带调制系统中的误码性能和星座图.研究结果表明:在传输距离相同的条件下,LDPC-OFDM信号的误码性能比原始OFDM信号的误码性能好;LDPC编码具有较强的纠错能力,前向纠错编码技术的使用弥补了光纤链路中色散对传输信号质量的影响;在OFDM信号的基础上采用LDPC编码能获得较好的编码性能增益.     

超宽带探地雷达探测性能研究

研究了超宽带探地雷达的探测性能问题.在介质品质因子为常数的假设条件下,定义了超宽带信号的平均损耗,对超宽带探地雷达的探测深度和分辨率进行了定量研究,分别指出了其与百分带宽的关系,分析比较了具有相同带宽、不同百分带宽信号的探测深度.研究结果表明,超宽带探地雷达在探测深度及分辨率方面具有一定的优势,其应用将会越来越广泛.     

一种无人机载雷达和通信一体化波形设计方法

为了节省现有无人机编队利用数据链周期性地通告平台位置、速度等占用的时间资源, 本文创新性地提出了一种无人机载雷达和通信一体化波形设计方法。利用一种基于分段帧结构的扩频通信波形信号,在无人机间数据通信的同时,利用帧结构分段设计,隔离出目标回波信号,然后进行雷达回波信号的处理,从而直接完成无人机编队位置感知,达到通信与雷达探测同时进行却又互不影响的目的。外场实验结果表明所设计的一体化波形可以优于0.4m的探测精度有效测量目标距离,完成目标的位置感知,节省了无人机周期位置报告的时间资源,具有较强的理论创新和应用价值。     

基于RV模糊函数的双基地相位编码信号设计

针对双基地雷达的距离速度(RV)模糊函数形状和分辨能力随目标位置变化的问题,提出了一种基于RV模糊函数的双基地相位编码信号设计方法。分析了双基地雷达的几何结构和模糊函数,推导了双基地相位编码雷达信号的RV模糊函数、距离分辨力和速度分辨力,在根据目标位置确定相位编码的码元宽度和个数的基础上,通过模拟退火优化算法实现了相位编码的优化,优化后的信号在保持所需距离速度分辨力的同时使相关输出的积分旁瓣电平最小化。仿真结果表明,该方法有效地提高了双基地雷达信号的探测性能。     

基于集成神经网络的信道估计方法研究

为解决噪声以及信号干扰等因素严重影响接收端信道估计的问题,提出一种基于集成神经网络的信道估计方法,利用多个改进后的神经网络来提取带噪导频信号与原始导频信号之间的非线性关系模型,根据其输出误差来计算差异度值,并结合差异度对其进行集成,得到训练完成的集成神经网络模型,通过集成神经网络模型来获取信道估计结果;与最小二乘(least squares,LS)估计方法相比,该方法不仅可以提高通信的可靠性,而且还能减少导频开销提高通信有效性;在不同的调制方式下,当误码率相同时,算法所需的信噪比LS算法均要更低;基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiple,OFDM)通信系统进行仿真,结果证明,该方法具有优良的性能。     

改进降低OFDM系统PAPR的DSI方法

作为第四代移动通信系统的核心技术,正交频分复用(OFDM)技术已成为当今高速无线通信领域的研究热点。但是OFDM调制中存在的高峰均功率比(PAPR),为其实用化设置了障碍。本文对现有的降低PAPR的虚序列方法(DSI)提出了两种改进方式,就是在减小OFDM系统复杂性的前提下,对此系统发射端的信号进行处理,保证输入到IFFT处理器中的数据序列相关性为0,从而降低OFDM信号的高峰均功率比。     

ZC-OFDM信号的分集特性与应用研究

分布式网络化电子信息系统的发射信号需要满足较强分集特性的要求,相同长度、不同根值的ZC序列之间的分集特性由其根值本身及其根值差值决定。通过ZC序列与ZC-OFDM信号的采样序列之间的同构性,对ZC-OFDM信号的分集特性进行了研究,结合ZC-OFDM信号的分集特性以及分布式网络化电子信息系统的特点,提出了最优有效采样长度计算算法,该算法解决了在分布式网络系统布站数一定以及发射信号带宽有限、时宽有限的情况下,如何确定发射信号的有效采样长度使得各个发射站信号的分集特性能够达到最强的问题。结合常规探测信号的时宽、带宽取值范围和最优有效采样长度计算算法,对波形的参数进行了设计,对其在分布式网络化电子信息系统的信号处理效果进行了仿真。仿真结果表明,不同根值的ZCOFDM信号具有良好的分集特性,能够使得分布式网络化电子信息系统在回波接收处理时对各个发射站发射信号的回波信号进行有效的分离。     

降低OFDM信号峰均功率比的研究

OFDM系统的一大缺点就是有较高的峰值平均功率比(PAPR),大大降低了线性功率放大器的效率。本文提出一种用预编码(Precoding method)的方法来降低OFDM信号的PAPR,引入预编码矩阵将映射后的数据进行功率分配,从而达到降低PAPR的目的。该方法不影响频谱效率,不需要进行附加运算以及收发两端的握手信息。计算机仿真表明对传统的64个子载波OFDM系统PAPR有将近9dB的改善。     

Joint Source and Relay Precoding/Beamforming Algorithm for OFDM Multi-user Cooperative Relay Systems

In order to reduce the feedback load of multi-user orthogonal frequency division multiplexing （ OFDM ） -based wireless systems, a practiral limited bits feedback precoding algorithm is proposed with direct source-destination link based on amplify-and- forward cooperative relay network under frequency selective fading channels. Using joint minimum mean square error（MMSE） filter, the receiving decoding matrix is designed for each user in the paper. Source precoding （beamforming） matrix is optimized with convex function of weight mean square error （MSE）. Relay precoding matrix is obtained under MSE decomposition and convex optimization. The precoding matrix index is fed back for clustered subcarrier of OFDM with limited feedback. Then using interpolation algorithm, all precoding matrices are achieved at base station （BS） and relay nodes. Simulations indicate the effectiveness of the proposed limited feedback joint precoding and beam_formlng design. The proposed method can improve bit error rate （BER） performance and obtain better sum-rate performance in contrast to existing algorithms. It displays the BER performance is close to that of the unquantified precoding feedback method.     

多载波无线电探测器信号波形设计

目的对正交频分复用多载波探测体制进行发送信号波形优化设计。方法建立发送信号模型,推导出正交频分复用多载波探测信号模糊函数;根据系统性能要求,提出波形设计的两准则;按照两个设计准则,通过计算机仿真进行波形设计与分析。结果实现正交频分复用多载波探测体制发送信号波形优化,设计出满足两个设计准则的优选波形。结论子载波上发送相位编码序列为广义类chirp序列(P4码)、广义多相巴克码的正交频分复用多载波信号具有图钉形的模糊函数,峰均比PAPR<2是多载波探测的优选波形。     

正交频分复用调制雷达高速弱目标检测算法

为提高正交频分复用(OFDM)调制雷达对高速弱目标的检测能力,提出了一种基于相参Radon变换的OFDM调制雷达高速弱目标检测算法。首先分析了高速弱目标回波信号模型以及对其进行长时间相参积累时出现的跨距离单元走动问题,然后采用相参Radon变换算法沿距离单元走动斜线对其进行长时间相参积累,并研究了其存在速度模糊情况时的参数估计方法。理论分析和仿真结果表明,该算法具有比非相参Radon变换和动目标检测(MTD)更优的低信噪比(SNR)背景下的目标检测性能,并能进行有效的参数估计。     

基于预编码改进的多载波系统ICI消除方案

针对基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的新型多载波系统,提出统一的预编码应用模型,该模型可以通过配置不同的预编码方案和多载波调制得到多种实例系统,同时可基于互模糊函数对信号和载波间干扰(inter-carrier interference,ICI)进行量化分析,并利用原始信号的统计特性得到应用预编码后系统的载干比(carrier-to-interference power ratio,CIR)。在该模型的基础上,提出一种基于双向抵消载波间干扰思想的预编码方案,此方案将目标载波2个方向的多个子载波加权进行ICI抵消,可以更好解决系统中普遍存在的载波间干扰问题,获得更强的抗频偏能力。仿真结果表明,在实例系统OFDM和滤波正交频分复用(filtered orthogonal frequency division multiplexing,F-OFDM)中,所提方案均较传统的预编码抑制ICI方案约有0.7 dB的CIR性能改善,较未编码的系统约有3.5 ~6 dB的改善。     

一种极化MIMO雷达导引头关键技术研究

为提高雷达导引头的工作性能,提出一种新体制极化多输入多输出(MIMO)雷达导引头的概念,研究了该雷达导引头中的关键技术. 该雷达导引头采用双极化天线阵列,各个天线子阵发射正交频分线性调频信号;同时接收雷达回波信号的双极化分量,采用匹配滤波技术实现各个回波信号的有效分离;引入瞬态极化检测与识别技术,有效提高雷达导引头的抗干扰性能;采用单脉冲测角技术实现对目标的正确测角和跟踪. 理论分析和仿真结果表明,极化MIMO雷达导引头具有优良的电子战性能.