针对现有抗噪声调频干扰相位编码波形设计算法存在计算复杂度高、难以满足实时处理需求的问题,本文提出了一种基于频域坐标下降的高效优化算法。首先,将时域联合优化目标函数转换至频域,建立相位编码波形的频域优化模型。该转换不仅有...针对现有抗噪声调频干扰相位编码波形设计算法存在计算复杂度高、难以满足实时处理需求的问题,本文提出了一种基于频域坐标下降的高效优化算法。首先,将时域联合优化目标函数转换至频域,建立相位编码波形的频域优化模型。该转换不仅有效规避了时域优化过程中大规模矩阵运算带来的高计算代价,还使得优化问题结构更为简洁,便于后续的算法设计。随后,在交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)框架下引入频域坐标下降法(Frequency-domain Coordinate Descent Method,FCDM),形成了ADMMFCDM算法。该算法将复杂的高维优化问题分解为多个可独立并行处理的一维子问题,通过推导波形频域序列元素的闭式解,不仅大幅降低了单次迭代的计算量,还显著提升了全局优化效率。最后,本文引入快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)技术对ADMM-FCDM进行简化,得到了交替方向乘子法框架下结合快速傅里叶变换的频域坐标下降算法(Frequency-domain Coordinate Descent Method with Fast Fourier Transform under Alternating Direction Method of Multipliers Framework,ADMM-FFT-FCDM)。FFT的引入极大程度地降低了时域与频域之间变换所需的计算时间,进一步提升了算法的运算效率。仿真实验表明,较于现有算法,本文提出的ADMM-FFTFCDM算法在保证雷达抗干扰性能和探测性能的同时,运算速度获得显著提升。展开更多
针对间歇采样转发干扰产生的假目标和目标高速运动产生的多普勒频移导致雷达脉压性能急剧下降的问题,提出一种高多普勒容限的线性调频离散相位编码(linear frequency modulation-discrete phase coding,LFM-DPC)复合调制相干波形集设计...针对间歇采样转发干扰产生的假目标和目标高速运动产生的多普勒频移导致雷达脉压性能急剧下降的问题,提出一种高多普勒容限的线性调频离散相位编码(linear frequency modulation-discrete phase coding,LFM-DPC)复合调制相干波形集设计方法。在一定多普勒频移范围内,以最小化未转发信号自模糊函数旁瓣能量以及未转发信号与转发信号互模糊函数能量建立优化模型,并设计一种基于KKT(Karush-Kuhn-Tucker)最优性条件的迭代算法对模型求解。仿真实验表明,相比于遗传算法和单一调制的LFM和DPC信号,基于KKT最优性条件的交替迭代优化算法优化的LFM-DPC波形集有更好的抗间歇采样转发干扰性能。展开更多
传统的码索引调制(code index modulation,CIM)系统仅通过扩频码和星座符号来承载信息,能量效率和频谱效率都较低,而附加相位作为一种独特的调制符号来承载信息,具有低传输功耗的特点。为了充分利用多天线索引来提高频谱效率,提出了基...传统的码索引调制(code index modulation,CIM)系统仅通过扩频码和星座符号来承载信息,能量效率和频谱效率都较低,而附加相位作为一种独特的调制符号来承载信息,具有低传输功耗的特点。为了充分利用多天线索引来提高频谱效率,提出了基于低功耗设计的高速率广义空间码索引调制(high-rate generalized space code index modulation,HR-GS-CIM)系统。HR-GS-CIM系统通过使用附加相位替代传统的调制符号,并且通过遗传算法(genetic algorithm,GA)来优化设计附加相位,展现了极高的能效优势和性能优势。同时,HR-GS-CIM系统通过引入广义和空间索引的方法,将附加相位、扩频码以及天线索引进行联合映射选择,并采用低复杂度的联合映射选择算法,极大地提高了系统频谱效率。此外,分析了HR-GS-CIM系统的理论性能,并且仿真验证了HR-GS-CIM系统的理论和仿真性能一致。最后,与传统的CIM系统等对比,验证了所提HR-GS-CIM系统具有显著的性能增益。展开更多
The Q-ary low-density parity-check（LDPC） coded high order partial response continuous phase modulation（PR-CPM） with double iterative loops is investigated. This scheme shows significant improvements in power and b...The Q-ary low-density parity-check（LDPC） coded high order partial response continuous phase modulation（PR-CPM） with double iterative loops is investigated. This scheme shows significant improvements in power and bandwidth efficiency, but at the expense of long iterative decoding delay and computational complexity induced by the improper match between the demodulator and the decoder. To address this issue, the convergence behavior of Q-ary LDPC coded CPM is investigated for the Q=2 and Q〉2 cases, and an optimized design method based on the extrinsic information transfer chart is proposed to improve the systematic iterative efficiency. Simulation results demonstrate that the proposed method can achieve a perfect tradeoff between iterative decoding delay and bit error rate performance to satisfy real-time applications.展开更多
文摘针对现有抗噪声调频干扰相位编码波形设计算法存在计算复杂度高、难以满足实时处理需求的问题,本文提出了一种基于频域坐标下降的高效优化算法。首先,将时域联合优化目标函数转换至频域,建立相位编码波形的频域优化模型。该转换不仅有效规避了时域优化过程中大规模矩阵运算带来的高计算代价,还使得优化问题结构更为简洁,便于后续的算法设计。随后,在交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)框架下引入频域坐标下降法(Frequency-domain Coordinate Descent Method,FCDM),形成了ADMMFCDM算法。该算法将复杂的高维优化问题分解为多个可独立并行处理的一维子问题,通过推导波形频域序列元素的闭式解,不仅大幅降低了单次迭代的计算量,还显著提升了全局优化效率。最后,本文引入快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)技术对ADMM-FCDM进行简化,得到了交替方向乘子法框架下结合快速傅里叶变换的频域坐标下降算法(Frequency-domain Coordinate Descent Method with Fast Fourier Transform under Alternating Direction Method of Multipliers Framework,ADMM-FFT-FCDM)。FFT的引入极大程度地降低了时域与频域之间变换所需的计算时间,进一步提升了算法的运算效率。仿真实验表明,较于现有算法,本文提出的ADMM-FFTFCDM算法在保证雷达抗干扰性能和探测性能的同时,运算速度获得显著提升。
文摘针对间歇采样转发干扰产生的假目标和目标高速运动产生的多普勒频移导致雷达脉压性能急剧下降的问题,提出一种高多普勒容限的线性调频离散相位编码(linear frequency modulation-discrete phase coding,LFM-DPC)复合调制相干波形集设计方法。在一定多普勒频移范围内,以最小化未转发信号自模糊函数旁瓣能量以及未转发信号与转发信号互模糊函数能量建立优化模型,并设计一种基于KKT(Karush-Kuhn-Tucker)最优性条件的迭代算法对模型求解。仿真实验表明,相比于遗传算法和单一调制的LFM和DPC信号,基于KKT最优性条件的交替迭代优化算法优化的LFM-DPC波形集有更好的抗间歇采样转发干扰性能。
文摘传统的码索引调制(code index modulation,CIM)系统仅通过扩频码和星座符号来承载信息,能量效率和频谱效率都较低,而附加相位作为一种独特的调制符号来承载信息,具有低传输功耗的特点。为了充分利用多天线索引来提高频谱效率,提出了基于低功耗设计的高速率广义空间码索引调制(high-rate generalized space code index modulation,HR-GS-CIM)系统。HR-GS-CIM系统通过使用附加相位替代传统的调制符号,并且通过遗传算法(genetic algorithm,GA)来优化设计附加相位,展现了极高的能效优势和性能优势。同时,HR-GS-CIM系统通过引入广义和空间索引的方法,将附加相位、扩频码以及天线索引进行联合映射选择,并采用低复杂度的联合映射选择算法,极大地提高了系统频谱效率。此外,分析了HR-GS-CIM系统的理论性能,并且仿真验证了HR-GS-CIM系统的理论和仿真性能一致。最后,与传统的CIM系统等对比,验证了所提HR-GS-CIM系统具有显著的性能增益。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(61403093)the Science Foundation of Heilongjiang Province of China for Returned Scholars(LC2013C22)the Assisted Project by Heilongjiang Province of China Postdoctoral Funds for Scientific Research Initiation(LBH-Q14048)
文摘The Q-ary low-density parity-check（LDPC） coded high order partial response continuous phase modulation（PR-CPM） with double iterative loops is investigated. This scheme shows significant improvements in power and bandwidth efficiency, but at the expense of long iterative decoding delay and computational complexity induced by the improper match between the demodulator and the decoder. To address this issue, the convergence behavior of Q-ary LDPC coded CPM is investigated for the Q=2 and Q〉2 cases, and an optimized design method based on the extrinsic information transfer chart is proposed to improve the systematic iterative efficiency. Simulation results demonstrate that the proposed method can achieve a perfect tradeoff between iterative decoding delay and bit error rate performance to satisfy real-time applications.
