摘要
该文讨论了多输入多输出(MIMO)雷达发射波形和接收滤波器的联合优化问题,以确保与叠加的授权通信网络频谱兼容。考虑信号相关杂波的干扰,在发射能量、相似性和频谱兼容约束下,所提出的信干噪比(SINR)最大化的优化问题是NP-hard问题。为此,首先引入辅助变量对原问题进行修正,然后提出了一种基于乘子块连续上界极小化的原对偶(ABSUM)算法求解该问题。此外,利用内点法求解在ABSUM算法每个更新过程中涉及的二次规划问题。最后,仿真结果表明,ABSUM算法在输出SINR、波束图、频谱特性等方面优于现有方法。
This paper proposes a joint design method to optimize the transmit waveforms and receive filter bank in Multiple-Input Multiple-Output(MIMO)structure ensuring spectral compatibility with the surrounding communication service network.Considering the signal-dependent clutter interference,under the constraints of transmission energy,waveform similarity and spectrum compatibility,the formulated optimization problem of the output Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio(SINR)maximization is NP-hard.Toward this end,an auxiliary variable is first introduced to modify the original problem,and then a primal-dual algorithm based on the Alternating Block Successive Upper-bound Minimization(ABSUM)method is developed to deal with the resulting problem.Furthermore,an interior point method is used to handle the quadratic programming problem involved in each update procedure of the devised ABSUM method.Finally,numerical simulations are performed to demonstrate the superiority of the proposed method over state-of-the-art methods in terms of the optimized SINR,beampattern,computational complexity and ambiguity properties.
作者
姚誉
李泽清
范文
杜晓林
吴乐南
YAO Yu;LI Zeqing;FAN Wen;DU Xiaolin;WU Lenan(School of Information Engineering,East China Jiaotong University,Nanchang 330031,China;The 54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang 050081,China;School of Computer and Control Engineering,Yantai University,Yantai 264000,China;School of Information Science and Engineering,Southeast University,Nanjing 210096,China)
出处
《雷达学报（中英文）》
EI
CSCD
北大核心
2022年第4期543-556,共14页
Journal of Radars
基金
国家自然科学基金(61761019)。
关键词
频谱兼容
多输入多输出雷达
收发联合设计
迭代分块连续上界最小化方法
基于交替方向乘子法
Spectral compatibility
Multiple-Input Multiple-Output(MIMO)radar
Joint transceiver design
Alternating Block Successive Upper-bound Minimization method(ABSUM)
Alternating Direction Method of Multipliers(ADMM)
作者简介
通信作者:姚誉(1986-),男,江西宜春人,博士,华东交通大学副教授。主要研究方向为雷达波形设计与处理、雷达通信一体化、最优化理论算法以及阵列信号处理等。yaoyu@ecjtu.edu.cn;李泽清(1997-),男,广东人,华东交通大学硕士研究生。主要研究方向为雷达通信一体化、波形设计与处理、机器学习等;范文(1986-),男,陕西人,博士。主要研究方向为雷达波形设计与处理、雷达通信一体化、最优化理论算法以及阵列信号处理等;杜晓林(1985-),男,山东肥城人,博士,烟台大学副教授。主要研究方向为优化理论算法及其应用、波形设计、人工智能、机器学习、凸优化、协方差矩阵估计、雷达信号处理;吴乐南(1952-),男,安徽安庆人,东南大学教授。主要研究方向为物联网技术、车联网、多媒体信息处理、信号检测与估计等。
