[發明專利]一種正交MIMO雷達系統中完全互補序列構建及優化方法

有效

• 申請號: 201010237523.X
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN101902432A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 陳杰;李樹鋒;周蔭清;張履謙
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L1/06;G01S7/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，特別涉及一種正交MIMO雷達中完全互補序列的構建及優化方法。

背景技術

多輸入多輸出(MIMO，Multiple-Input?Multiple-Output)技術在無線通信領域于20世紀90年代由貝爾實驗室首先發明，MIMO無線通信分為利用空時編碼提高信噪比的技術和多天線同時發送不同信息提高傳輸速率的技術兩種主要方式。隨著MIMO通信系統的研究，人們又提出了MIMO雷達的概念。

正交MIMO雷達的概念最先由林肯實驗室提出，正交MIMO雷達在發射端發射相互正交的波形，與傳統相控陣雷達相比，在寬搜索波束形成、低截獲概率(LPI)、雜波抑制等方面具有很好的優勢。

正交MIMO雷達具有上述許多優點，自問世以來就受到國內外學者的普遍關注，對于正交MIMO雷達這一新體制雷達，由于各發射天線發射相互正交的波形集，接收端通過匹配濾波處理來恢復各個發射信號分量，因此發射信號的設計直接影響了MIMO雷達的系統性能。為了抑制干擾以及提高多目標分辨率，要求發射信號之間具有優良的相關函數，最好滿足完全正交，即非周期自相關函數旁瓣為零和非周期互相關函數主瓣和旁瓣均為零。目前MIMO雷達主要采用正交多相碼和正交頻率編碼，雖然上述兩類編碼的相關函數具有較低的旁瓣性能，但仍然不能滿足發射信號之間的完全正交，理論研究表明，在傳統單碼領域滿足完全正交的序列是不存在的。由于完全互補序列由多個子序列組成，并且子序列之間是正交的關系，正好與正交MIMO雷達要求的多信號與正交性吻合，因而完全互補序列的出現為正交MIMO雷達信號的選擇開辟了一條新的研究方向。

互信息量是正交MIMO理論中比較重要的一個系統指標，系統的互信息量越大，從系統中提取的有用信息量也就越多。由于正交MIMO雷達信道的復雜特性，不同的雜波類型可以改變互信息量的大小，為了提高互信息量，我們可以從信號的角度來改善信道特性，即對發射信號進行優化處理以得到最優的系統性能。

發明內容

本發明提供了一種正交MIMO雷達系統中完全互補序列構建及優化方法，目的在于在正交MIMO雷達發射信號方面采用完全互補序列來構造，并且所構造的完全互補序列經過優化，實現了信道容量的提高。

一種正交MIMO雷達系統中完全互補序列的構建及優化方法，具體包括以下步驟：

步驟一、根據實際正交MIMO雷達的需求，設置用于完全互補序列構建的迭代次數r，要求所構建的互補序列個數2^r+1要大于或等于正交MIMO雷達系統中發射天線數目；其中，r為大于0的整數；

步驟二、設定完全互補序列的相數，設置初始互補序列{A₀，B₀}，所設置的初始互補序列中A₀與B₀互補；

步驟三、采用迭代法構建完全互補序列；

所述的迭代法是一個遞歸的過程，由{A₀，B₀}可構建出兩對完全互補序列：{A₀?B₀；A₀-B₀}和和再將其中每一個完全互補序列繼續進行迭代下去，迭代r次；

步驟四、根據正交MIMO雷達系統中天線數據，選擇完全互補序列；所述選擇的完全互補序列個數與發射天線數目相同；

步驟五、根據正交MIMO雷達系統中雜波特性對步驟四選取的完全互補序列進行優化；

根據如下信道容量公式對完全互補序列進行優化：