[發(fā)明專利]一種精確控制相關(guān)性旁瓣的序列集設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710871315.7
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107677999B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁軍利;于國陽;周德云
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01S7/28
• 分類號: G01S7/28
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

本發(fā)明提供了一種精確控制相關(guān)性旁瓣的序列集設(shè)計方法，涉及信號處理領(lǐng)域，本發(fā)明基于混合ADMM?MM的精確控制相關(guān)性旁瓣的序列集設(shè)計方法，通過交替方向乘子法來實(shí)現(xiàn)變量分離及最大最小方法，將原有目標(biāo)函數(shù)含有四次項的求解問題轉(zhuǎn)換為簡單問題，運(yùn)用ADMM思想迭代求解，從而確定參數(shù)，得出理想波形，即相關(guān)性較低的序列集，本發(fā)明通過對相關(guān)性的精確控制，在實(shí)際應(yīng)用中能夠很輕松的進(jìn)行分離，同時能提高參數(shù)的估計精度，方法簡單，操作簡單，有很好的實(shí)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，尤其是一種序列集設(shè)計方法。

背景技術(shù)

在信號處理問題中，擁有良好的相關(guān)特性的序列集在實(shí)際中具有廣泛的應(yīng)用，如多輸入多輸出(MIMO)雷達(dá)系統(tǒng)。在序列集設(shè)計時，好的自相關(guān)特性表明該序列與其自身的時延不相關(guān)；同時，好的互相關(guān)特性反映出該序列與其他序列的時延不相關(guān)。好的相關(guān)性序列在實(shí)際應(yīng)用中能夠很輕松的進(jìn)行分離，同時能提高參數(shù)的估計精度。因此，設(shè)計相關(guān)性低的序列集越來越受到廣泛的關(guān)注。

近些年，越來越多的學(xué)者關(guān)注序列集設(shè)計的問題。基于自相關(guān)和功率譜密度(PSD)之間的關(guān)系，即在時域中零旁瓣等價于頻域上的平坦頻譜，新的循環(huán)算法(CAN)和周期循環(huán)算法(PeCAN)以產(chǎn)生具有低自相關(guān)性的恒模周期序列和非周期序列為準(zhǔn)則進(jìn)行序列集設(shè)計；此外，最大最小化(MM)的方法基于整體旁瓣準(zhǔn)則(ISL)來設(shè)計自相關(guān)特性好的多序列集；將ISL最小化問題作為一個特例，基于最小化加權(quán)ISL(WISL)度量準(zhǔn)則的方法可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇權(quán)重來設(shè)計零或者較低相關(guān)時延區(qū)域的序列集；更進(jìn)一步，將自相關(guān)和互相關(guān)的特性的因素綜合考慮來擴(kuò)展上述方法，Song等人提出了基于MM算法在指定時延區(qū)域設(shè)計較低自相關(guān)和互相關(guān)的序列集。

以上提到的序列集設(shè)計方法僅僅只能對自相關(guān)和互相關(guān)旁瓣進(jìn)行低旁瓣限制，但并不能夠精確控制其低的程度，如控制自相關(guān)旁瓣在-60dB以下，使得這些方法在實(shí)際使用時存在很多缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種精確控制相關(guān)性旁瓣的序列集設(shè)計方法，解決了現(xiàn)有方法不能精確控制序列集相關(guān)性的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于混合ADMM-MM的精確控制相關(guān)性旁瓣的序列集設(shè)計方法，通過交替方向乘子法(ADMM)來實(shí)現(xiàn)變量分離及最大最小(MM)方法，將原有目標(biāo)函數(shù)含有四次項的求解問題轉(zhuǎn)換為簡單問題，運(yùn)用ADMM思想迭代求解，從而確定參數(shù)，得出理想波形，即相關(guān)性較低的序列集。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案的詳細(xì)步驟如下：

步驟1：目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建

本發(fā)明主要涉及設(shè)計能夠精準(zhǔn)控制相關(guān)性的恒模序列集，表示一組M個非周期恒模序列，每個序列的長度為N，即x_m＝[x_m(1),…,x_m(N)]，m＝1,…,M，則序列x_i和x_j在延時k處的自相關(guān)r_i,j(k)定義如下：

其中：x_i(n+k)表示序列x_i中的第(n+k)個元素，表示序列x_j中的第n個元素的共軛，表示序列x_j和x_i在延時-k處自相關(guān)的共軛；

當(dāng)i＝j(luò)時，公式(1)簡化為序列x_i的自相關(guān)，目標(biāo)函數(shù)如下：

其中，r_i,i(k)表示序列x_i在延時k處的自相關(guān)，x_i(n)表示序列x_i中的第n個元素，自相關(guān)旁瓣ε＞0為定值，互相關(guān)旁瓣η＞0為待求標(biāo)量，δ(k)定義如下：