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基于符号级预编码的单比特雷达通信一体化系统发射波形设计
1
作者
何卓远
陈胜垚
+3 位作者
朱晗
席峰
李洪涛
刘中
《雷达学报(中英文)》
北大核心
2025年第4期854-866,共13页
在大规模多输入多输出(MIMO)通信和雷达系统中,采用单比特数模转换器(DAC)是一种降低发射系统硬件成本和功耗的有效方法。该文研究单比特量化下雷达通信一体化系统的发射波形设计,在给定通信服务质量约束下最小化雷达发射波束图的积分...
在大规模多输入多输出(MIMO)通信和雷达系统中,采用单比特数模转换器(DAC)是一种降低发射系统硬件成本和功耗的有效方法。该文研究单比特量化下雷达通信一体化系统的发射波形设计,在给定通信服务质量约束下最小化雷达发射波束图的积分旁瓣主瓣比,通过提升发射波束的功率集中程度以获得良好的发射波束赋形性能。针对单比特量化导致发射波形仅具有低自由度可行域的问题,该文采用符号级预编码技术,基于有益干扰(CI)原理充分利用空域和时域自由度来辅助波形设计。由于所提出的波形设计问题具有非凸分式二次目标函数和大量的非凸离散约束,该文提出了一种基于丁克尔巴赫(Dinkelbach)变换和交替方向乘子法(ADMM)的算法来有效求解该NP-难问题。仿真结果表明,所设计的波形能够显著降低对DAC分辨率的需求,并在满足下行用户通信质量需求的条件下具有良好的雷达发射波束图性能。
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关键词
雷达通信一体化
波形设计
单比特量化
符号级预编码
交替方向乘子法
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职称材料
面向对抗性通信环境的无人机群轨迹与符号级预编码联合优化策略
2
作者
周鹏
樊晔
+4 位作者
马为鑫
吴麒
罗皓
姚如贵
左晓亚
《信号处理》
北大核心
2025年第4期656-667,共12页
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)基站具有成本低、部署快、覆盖范围广、机动性强、可变性强等特点,在无线通信系统中发挥着越来越重要的作用。当面向复杂电磁干扰环境时,基于无人机避障思路的干扰避免轨迹优化技术存在用户内干扰...
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)基站具有成本低、部署快、覆盖范围广、机动性强、可变性强等特点,在无线通信系统中发挥着越来越重要的作用。当面向复杂电磁干扰环境时,基于无人机避障思路的干扰避免轨迹优化技术存在用户内干扰严重、优化开销大的问题。为了解决上述问题,本文提出无人机群轨迹与符号级预编码联合优化方案,以最小化多无人机的平均飞行距离和最大化地面终端接收到的最小信干噪比为优化目标,设计逐时隙寻优采样同步迭代算法,在不同时隙间应用快速探索寻优采样随机树,有效规划多无人机的轨迹。此外,为了实现无人机地理域和电磁域的共同利用,利用地面终端最小接收信干噪比和多无人机距离终点的平均距离构造适应度函数,保证抗干扰通信。在多无人机轨迹优化过程中,通过速度障碍方法,判断多无人机之间的碰撞状态,从而生成多无人机之间的动态避碰速度,保证多无人机之间安全飞行。仿真结果表明,与传统迫零(Zero Forcing,ZF)预编码、奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)预编码、MMSE准则预编码(Minimum Mean Square Error Precoding)和THP预编码(Tomlinson-Harashima Precoding)对比,所提符号级预编码与轨迹联合优化策略在平均误比特率和中断概率方面显著降低,其中中断概率最多降低59.46%,有效频谱效率最多提高1.4 bps/Hz。可以完成多无人机无碰撞轨迹避扰规划,具有较强的理论与工程应用价值。
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关键词
无人机
轨迹
符号级预编码
电磁干扰
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职称材料
题名
基于符号级预编码的单比特雷达通信一体化系统发射波形设计
1
作者
何卓远
陈胜垚
朱晗
席峰
李洪涛
刘中
机构
南京理工大学电子工程与光电技术学院
出处
《雷达学报(中英文)》
北大核心
2025年第4期854-866,共13页
基金
国家自然科学基金(62471230,62171224)
江苏省自然科学基金(BK20221486)。
文摘
在大规模多输入多输出(MIMO)通信和雷达系统中,采用单比特数模转换器(DAC)是一种降低发射系统硬件成本和功耗的有效方法。该文研究单比特量化下雷达通信一体化系统的发射波形设计,在给定通信服务质量约束下最小化雷达发射波束图的积分旁瓣主瓣比,通过提升发射波束的功率集中程度以获得良好的发射波束赋形性能。针对单比特量化导致发射波形仅具有低自由度可行域的问题,该文采用符号级预编码技术,基于有益干扰(CI)原理充分利用空域和时域自由度来辅助波形设计。由于所提出的波形设计问题具有非凸分式二次目标函数和大量的非凸离散约束,该文提出了一种基于丁克尔巴赫(Dinkelbach)变换和交替方向乘子法(ADMM)的算法来有效求解该NP-难问题。仿真结果表明,所设计的波形能够显著降低对DAC分辨率的需求,并在满足下行用户通信质量需求的条件下具有良好的雷达发射波束图性能。
关键词
雷达通信一体化
波形设计
单比特量化
符号级预编码
交替方向乘子法
Keywords
Dual-Function Radar-Communication(DFRC)
Waveform design
One-bit quantization
Symbol-Level Precoding(SLP)
Alternating Direction Method of Multipliers(ADMM)
分类号
TN958 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
面向对抗性通信环境的无人机群轨迹与符号级预编码联合优化策略
2
作者
周鹏
樊晔
马为鑫
吴麒
罗皓
姚如贵
左晓亚
机构
中国西南电子技术研究所
西北工业大学电子信息学院
出处
《信号处理》
北大核心
2025年第4期656-667,共12页
基金
2023中电天奥创新理论和科技群基金(2023JSQ0101)
国家自然科学基金青年科学基金项目(62401473)
+4 种基金
广东省科技厅基础研究项目(2021A1515110077)
空间微波通信全国重点实验室基金项目(HTKI2024KL504010)
中央高校基本科研业务费(G2024WD0159,D5000210692)
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2023-JC-YB-599)
智能博弈重点实验室创新工作站开放课题(ZBKF-24-15)。
文摘
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)基站具有成本低、部署快、覆盖范围广、机动性强、可变性强等特点,在无线通信系统中发挥着越来越重要的作用。当面向复杂电磁干扰环境时,基于无人机避障思路的干扰避免轨迹优化技术存在用户内干扰严重、优化开销大的问题。为了解决上述问题,本文提出无人机群轨迹与符号级预编码联合优化方案,以最小化多无人机的平均飞行距离和最大化地面终端接收到的最小信干噪比为优化目标,设计逐时隙寻优采样同步迭代算法,在不同时隙间应用快速探索寻优采样随机树,有效规划多无人机的轨迹。此外,为了实现无人机地理域和电磁域的共同利用,利用地面终端最小接收信干噪比和多无人机距离终点的平均距离构造适应度函数,保证抗干扰通信。在多无人机轨迹优化过程中,通过速度障碍方法,判断多无人机之间的碰撞状态,从而生成多无人机之间的动态避碰速度,保证多无人机之间安全飞行。仿真结果表明,与传统迫零(Zero Forcing,ZF)预编码、奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)预编码、MMSE准则预编码(Minimum Mean Square Error Precoding)和THP预编码(Tomlinson-Harashima Precoding)对比,所提符号级预编码与轨迹联合优化策略在平均误比特率和中断概率方面显著降低,其中中断概率最多降低59.46%,有效频谱效率最多提高1.4 bps/Hz。可以完成多无人机无碰撞轨迹避扰规划,具有较强的理论与工程应用价值。
关键词
无人机
轨迹
符号级预编码
电磁干扰
Keywords
Unmanned Aerial Vehicle
trajectory
symbol-level precoding
electromagnetic interference
分类号
TN975 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于符号级预编码的单比特雷达通信一体化系统发射波形设计
何卓远
陈胜垚
朱晗
席峰
李洪涛
刘中
《雷达学报(中英文)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
面向对抗性通信环境的无人机群轨迹与符号级预编码联合优化策略
周鹏
樊晔
马为鑫
吴麒
罗皓
姚如贵
左晓亚
《信号处理》
北大核心
2025
0
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职称材料
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