大时间—带宽积OFDM chirp波形设计与仿真研究

发布时间：2017-08-19 19:24

  本文关键词：大时间—带宽积OFDM chirp波形设计与仿真研究

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【摘要】：在多输入多输出(Multiple-Input Multiple-output,MIMO)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统中,所使用的波形应该是正交的,而且具有大时间带宽积、良好的相关与模糊函数特性。本文主要研究联合正交频分复用(OFDM)技术和chirp信号的多路正交波形设计方法,完成了所设计波形的理论仿真及性能分析。具体而言,主要的工作包括以下几个方面:(1)基于频域插零的思想,提出一种以chirp信号为基信号的OFDM chirp波形设计方法。通过公式推导及计算机仿真,确定了所设计波形的参数,并讨论了其时域、频域、相关函数、模糊函数、抗多普勒效应及峰均比特性。仿真结果表明,此设计方案可在不明显降低性能的条件下,产生更多的正交波形。(2)提出一种结合直接序列扩频技术和OFDM chirp波形的扩频编码OFDM chirp(Spread Spectrum Coded OFDM chirp,SSCOC)波形设计方法。讨论了各个参数,包括直接扩频码的长度、类型,chirp信号带宽和持续时间对SSCOC波形最大互模糊函数(Cross-Ambiguity Function,CAF)值的影响。同时,还分析了SSCOC波形的时域、频域及相关函数的特性,并与扩频编码线性调频(Spread Spectrum Coded LFM,SSCL)波形、扩频编码两路OFDM chirp(Spread Spectrum Coded Two OFDM chirp,SSCTOC)波形进行了性能比较分析。此设计方案可保证波形在发射端和接收端都是正交的,而且波形具有大时间—带宽积。(3)提出一种联合跳频技术和chirp信号的跳频编码OFDM chirp(Frequency Hopping Coded OFDM chirp,FHCOC)波形设计方法。首先从波形模型入手来推导最佳波形所需要满足的条件,然后将最小化波形的互相关函数峰值作为约束条件来设计最佳波形。分别使用迭代穷举搜索法、遗传算法来求解最佳编码矩阵和最佳幅度矩阵。最后,通过计算机仿真验证了所设计波形性能的优越性,并给出了波形性能与波形数目、跳频间隔数目Q和选择频率指数之间的关系。仿真表明,此设计方案可以很容易产生多数目并有良好相关和模糊特性的正交波形。
【关键词】：OFDM chirp 多波形
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 缩略词表14-15
• 第一章 绪论15-20
• 1.1 MIMO SAR技术的发展与应用15-16
• 1.2 MIMO SAR波形设计的现状16-18
• 1.3 研究背景与技术指标18
• 1.4 本文结构安排18-20
• 第二章 OFDM技术与CHIRP信号简介20-29
• 2.1 OFDM简介20-23
• 2.1.1 OFDM的基本原理20-21
• 2.1.2 OFDM系统的实现21-23
• 2.2 chirp信号的基本性质23-28
• 2.2.1 chirp信号的时频特性23-25
• 2.2.2 chirp信号的相关函数特性25-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 四路OFDM CHIRP波形设计29-51
• 3.1 基于chirp信号的正交OFDM波形29-36
• 3.1.1 chirp信号的重解释29-31
• 3.1.2 OFDM技术调制chirp波形31-33
• 3.1.3 波形的时域表达式33-35
• 3.1.4 波形功率的考虑35-36
• 3.2 OFDM chirp波形的解调36-44
• 3.2.1 OFDM解调的需求36-37
• 3.2.2 空间滤波37-39
• 3.2.3 循环前缀的添加39-40
• 3.2.4 4N-FFT解调40-42
• 3.2.5 设计方案的验证42-44
• 3.3 性能分析与比较44-50
• 3.3.1 时域与频域45-46
• 3.3.2 自相关与互相关46-47
• 3.3.3 模糊函数47-49
• 3.3.4 抗多普勒效应49
• 3.3.5 峰均比比较49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 基于直接序列扩频的OFDM CHIRP波形设计51-64
• 4.1 直接序列扩频技术简介51-52
• 4.2 基于直接扩频编码的OFDM chirp波形52-54
• 4.3 各参数对SSCOC波形特性的影响54-58
• 4.3.1 直接扩频码长度的影响55-56
• 4.3.2 直接扩频码类型的影响56-57
• 4.3.3 chirp信号带宽的影响57
• 4.3.4 chirp信号持续时间的影响57-58
• 4.4 SSCOC波形性能分析与比较58-63
• 4.4.1 SSCOC波形与四路OFDM chirp波形性能比较58-61
• 4.4.2 SSCOC波形与SSCTOC波形性能比较61-62
• 4.4.3 SSCOC波形与SSCL波形性能比较62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 基于跳频的OFDM CHIRP波形设计64-86
• 5.1 波形模型64-66
• 5.2 稀疏表示66-68
• 5.3 块相关性度量68-69
• 5.4 最佳跳频频率设计69-77
• 5.4.1 问题公式化69
• 5.4.2 相关矩阵元素69-73
• 5.4.3 互相关函数抑制73-74
• 5.4.4 迭代穷举搜索法74-77
• 5.5 最佳跳频幅度设计77-79
• 5.5.1 问题公式化77
• 5.5.2 遗传算法77-79
• 5.6 最佳波形设计79-80
• 5.7 仿真结果及分析80-85
• 5.7.1 最佳编码矩阵C的求解与性能分析80-81
• 5.7.2 最佳幅度矩阵B的求解与性能分析81
• 5.7.3 多种设计方案的互相关与互模糊对比81-83
• 5.7.4 波形性能与跳频间隔数Q的关系83-84
• 5.7.5 FHCOC波形与两路OFDM chirp波形的性能比较84-85
• 5.8 本章小结85-86
• 第六章 总结与展望86-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-91
• 攻读硕士期间取得的研究成果91-92

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2 ;Joint multiple parameters estimation for coherent chirp signals using vector sensor array[J];Science in China(Series F:Information Sciences);2008年01期

3 刘锋;黄宇;陶然;王越;;Chirp-Rate Resolution of Fractional Fourier Transform in Multi-component LFM Signal[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2009年01期

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6 WANG Jie;LIANG XingDong;DING ChiBiao;CHEN LongYong;ZHOU LiangJiang;DONG YongWei;;An improved OFDM chirp waveform used for MIMO SAR system[J];Science China(Information Sciences);2014年06期

7 岳彦生,龙腾;直接数字chirp合成及频谱分析[J];系统工程与电子技术;2001年04期

8 赵兴浩,陶然,周思永,王越;基于Radon-Ambiguity变换和分数阶傅里叶变换的chirp信号检测及多参数估计[J];北京理工大学学报;2003年03期

9 李建玲,赵忠礼;De-chirp接收技术研究[J];火控雷达技术;2004年02期

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1 Lili Zhang;Sixin Liu;Junjun Wu;;Instantaneous Frequency Estimation of Multi-component Chirp Signals Based on Frft[A];2012年计算机应用与系统建模国际会议论文集[C];2012年

2 唐华;欧宝林;;Effects of the Chirp on State Selection with a Ultrashort Pulse Pair[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年

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7 ;Modulation characteristic of vertical-cavity surface-emitting lasers subject to external optical feedback[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年

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