随着数字化技术和雷达系统的发展,针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的干扰对抗技术不断进步,尤其是基于数字射频存储技术(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)产生的有源欺骗干扰为SAR成像系统带来了前所未有的考验。...随着数字化技术和雷达系统的发展,针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的干扰对抗技术不断进步,尤其是基于数字射频存储技术(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)产生的有源欺骗干扰为SAR成像系统带来了前所未有的考验。针对欺骗干扰开展SAR成像抗干扰方法研究,本文基于相位编码波形与带有循环前缀的正交频分复用(Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CP-OFDM)波形进行正交波形设计,提出了相位编码CP-OFDM正交波形。基于CP-OFDM波形的循环前缀(Cyclic Prefix,CP)特征,引入基于线性模型的脉冲压缩方法对相位编码CP-OFDM正交波形的SAR成像回波进行距离向处理,能够实现无旁瓣干扰的自相关脉冲压缩。通过对相位编码CP-OFDM波形的时域相位进行编码优化设计,可以实现不同相位编码CP-OFDM波形之间良好的互相关性能。基于线性模型脉冲压缩方法改善了一种p范数多波形加权循环(p-norm Weighted Cyclic Algorithm,p-WeCAN)波形优化算法,采用该算法对相位编码CP-OFDM波形集的相位编码序列进行优化设计,优化后波形的互相关脉冲压缩结果的峰值水平(Peak Sidelobe Level,PSL)相比于随机相位编码CP-OFDM波形的互相关PSL改善了2 dB左右。CP特性赋予了相位编码CP-OFDM波形良好的自相关脉冲压缩结果,相位编码优化设计提供了良好的互相关脉冲压缩结果,采用该正交波形集进行SAR成像,能够实现对欺骗干扰的抑制。进行了点目标、面目标和基于GF-3回波数据反演的半实测数据的抗欺骗干扰SAR成像仿真,与基于线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)波形的欺骗干扰条件下的成像结果进行对比,验证了相位编码CP-OFDM对欺骗干扰的抑制能力。展开更多
To deal with the expected diversification on traffic types, the fundamental waveform of the upcoming5 G standard must be sufficiently flexible. In the 4th generation wireless networks(e.g., cellular LTE and Wi- Fi802....To deal with the expected diversification on traffic types, the fundamental waveform of the upcoming5 G standard must be sufficiently flexible. In the 4th generation wireless networks(e.g., cellular LTE and Wi- Fi802.11ac), orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) has been widely adopted to combat frequency selectivity and thus improve the spectrum efficiency. Holding various advantages such as backward compatibility with LTE, ease of hardware implementation, time-localized low-latency transmission and straightforward combination with multi-antenna transmission, OFDM will remain as an important waveform candidate for 5G. However,OFDM alone appears to be insufficient in terms of the requirements faced by 5G waveform, such as high flexibility to accommodate different waveform numerologies for an efficient support of diversified traffic types and channel characteristics. In this work, we present a new waveform format, named as filtered-OFDM(f-OFDM) and illustrate its potential and benefits for serving as the underlying waveform of 5G.展开更多
提出了一种适合6G的统一波形架构的波形方案广义滤波器组-正交频分复用波形(GFB-OFDM,Generalized Filter Bank Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。通过多个功能模块的组合,模块化设计了GFB-OFDM发射端的处理过程,也详细介...提出了一种适合6G的统一波形架构的波形方案广义滤波器组-正交频分复用波形(GFB-OFDM,Generalized Filter Bank Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。通过多个功能模块的组合,模块化设计了GFB-OFDM发射端的处理过程,也详细介绍了GFB-OFDM通过这些模块进行适配的参数配置,可以变换为多种现有的主要候选波形,包括:循环前缀正交频分复用(CP-OFDM,Cyclic Prefix OFDM)、滤波器组正交频分复用(FB-OFDM,Filter Bank OFDM)、滤波正交频分复用(F-OFDM,Filtered-OFDM)、加窗正交频分复用(W-OFDM,WindowedOFDM)、离散傅里叶变换扩频正交频分复用(DFT-s-OFDM,Discrete Fourier Transform Spread-OFDM)、正交时频空调制(OTFS,Orthogonal Time Frequency Space)等,并且可以同时支持不同子带适配不同波形的应用场景。展开更多
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)雷达采用了OFDM信号,具有大时宽带宽积,且信号编码方式灵活,通过不同的波形设计准则,能够自适应调整信号子载频的系数,具备了认知雷达系统的基本特点。通过简要回顾OFDM...正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)雷达采用了OFDM信号,具有大时宽带宽积,且信号编码方式灵活,通过不同的波形设计准则,能够自适应调整信号子载频的系数,具备了认知雷达系统的基本特点。通过简要回顾OFDM雷达的发展历程,讨论了OFDM雷达信号特点、信号处理及波形设计方法等关键技术,对目前的研究成果进行了分析与总结,指出了存在的问题。讨论了OFDM雷达的未来发展方向。展开更多
太赫兹通信是未来6G中业界关注的重要场景之一。太赫兹频段可以支持超大带宽和超高速率的无线通信,目前3GPP协议中的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)技术使用支持的最大子载波间隔和最大快速傅里叶逆变换(...太赫兹通信是未来6G中业界关注的重要场景之一。太赫兹频段可以支持超大带宽和超高速率的无线通信,目前3GPP协议中的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)技术使用支持的最大子载波间隔和最大快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)点数不足以满足太赫兹场景超大带宽的需求。提出了一种新的波形方案:广义滤波器组-正交频分复用(Generalized Filter Bank Orthogonal Frequency Division Multiplexing, GFB-OFDM)波形,可以将原有的大点数IFFT分解成两级小点数的IFFT,以支持更大的传输带宽。GFB-OFDM还可以灵活地支持不同子载波间隔、不同数据类型的联合处理,以实现不同业务类型的传输。GFB-OFDM在接收端仍然可以采用传统的循环前缀正交频分复用(Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing, CP-OFDM)接收方法,仿真结果表明GFB-OFDM的综合性能优于CP-OFDM。展开更多
传统的正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统波形自适应设计主要针对具有非指数型时延功率谱和非U型多普勒功率谱的信道模型对波形进行优化,而实际中,波形自适应设计会因不同的信道模型产生不同的信道匹配准则系数。结合地空...传统的正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统波形自适应设计主要针对具有非指数型时延功率谱和非U型多普勒功率谱的信道模型对波形进行优化,而实际中,波形自适应设计会因不同的信道模型产生不同的信道匹配准则系数。结合地空信道模型和扩展高斯函数的特性,在传统基于信干噪比(SINR)优化的OFDM/OQAM系统波形自适应算法的基础上提出一种新的OFDM/OQAM系统波形自适应设计算法。该算法引入信道匹配系数β,通过信道匹配准则建立波形时频域间隔与信道最大多径时延、最大多普勒频移的关系,再结合传统SINR优化函数计算扩展因子参数,将参数反馈给发送端并调整发送端和接收端的滤波器达到波形自适应的目的。仿真结果表明,4QAM和16QAM调制下,信道匹配系数β的引入在系统误码性能上均有1. 0 d B以上的改善。展开更多
随着雷达和通信系统对频谱资源需求日益增长,加之现代战争对雷达生存能力提出的严峻挑战,研究了频谱共存下基于正交频分复用-线性调频波形(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Linear Frequency Modulation,OFDM-LFM)的机载组...随着雷达和通信系统对频谱资源需求日益增长,加之现代战争对雷达生存能力提出的严峻挑战,研究了频谱共存下基于正交频分复用-线性调频波形(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Linear Frequency Modulation,OFDM-LFM)的机载组网雷达射频隐身波形优化算法。采用信干噪比(Signal to Interference Plus Noise Ratio,SINR)作为机载组网雷达探测性能表征指标。以满足雷达探测性能以及不干扰通信频谱为约束条件,以最小化机载组网雷达总辐射能量为优化目标,构建频谱共存下机载组网雷达射频隐身波形优化模型。在此基础上,针对上述非线性、凸优化模型,采用序列二次规划(Sequential Quadratic Programming,SQP)算法进行求解。构建基于OFDM-LFM的射频隐身波形多径回波模型,分析所设计射频隐身波形的探测性能和抗多径效应性能。仿真结果表明,所提算法能够有效降低机载组网雷达的总辐射能量,进而提升射频隐身性能;此外,基于OFDM-LFM的射频隐身波形具有良好的探测性能和抗多径效应性能。展开更多
文摘随着数字化技术和雷达系统的发展,针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的干扰对抗技术不断进步,尤其是基于数字射频存储技术(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)产生的有源欺骗干扰为SAR成像系统带来了前所未有的考验。针对欺骗干扰开展SAR成像抗干扰方法研究,本文基于相位编码波形与带有循环前缀的正交频分复用(Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CP-OFDM)波形进行正交波形设计,提出了相位编码CP-OFDM正交波形。基于CP-OFDM波形的循环前缀(Cyclic Prefix,CP)特征,引入基于线性模型的脉冲压缩方法对相位编码CP-OFDM正交波形的SAR成像回波进行距离向处理,能够实现无旁瓣干扰的自相关脉冲压缩。通过对相位编码CP-OFDM波形的时域相位进行编码优化设计,可以实现不同相位编码CP-OFDM波形之间良好的互相关性能。基于线性模型脉冲压缩方法改善了一种p范数多波形加权循环(p-norm Weighted Cyclic Algorithm,p-WeCAN)波形优化算法,采用该算法对相位编码CP-OFDM波形集的相位编码序列进行优化设计,优化后波形的互相关脉冲压缩结果的峰值水平(Peak Sidelobe Level,PSL)相比于随机相位编码CP-OFDM波形的互相关PSL改善了2 dB左右。CP特性赋予了相位编码CP-OFDM波形良好的自相关脉冲压缩结果,相位编码优化设计提供了良好的互相关脉冲压缩结果,采用该正交波形集进行SAR成像,能够实现对欺骗干扰的抑制。进行了点目标、面目标和基于GF-3回波数据反演的半实测数据的抗欺骗干扰SAR成像仿真,与基于线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)波形的欺骗干扰条件下的成像结果进行对比,验证了相位编码CP-OFDM对欺骗干扰的抑制能力。
文摘To deal with the expected diversification on traffic types, the fundamental waveform of the upcoming5 G standard must be sufficiently flexible. In the 4th generation wireless networks(e.g., cellular LTE and Wi- Fi802.11ac), orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) has been widely adopted to combat frequency selectivity and thus improve the spectrum efficiency. Holding various advantages such as backward compatibility with LTE, ease of hardware implementation, time-localized low-latency transmission and straightforward combination with multi-antenna transmission, OFDM will remain as an important waveform candidate for 5G. However,OFDM alone appears to be insufficient in terms of the requirements faced by 5G waveform, such as high flexibility to accommodate different waveform numerologies for an efficient support of diversified traffic types and channel characteristics. In this work, we present a new waveform format, named as filtered-OFDM(f-OFDM) and illustrate its potential and benefits for serving as the underlying waveform of 5G.
文摘提出了一种适合6G的统一波形架构的波形方案广义滤波器组-正交频分复用波形(GFB-OFDM,Generalized Filter Bank Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。通过多个功能模块的组合,模块化设计了GFB-OFDM发射端的处理过程,也详细介绍了GFB-OFDM通过这些模块进行适配的参数配置,可以变换为多种现有的主要候选波形,包括:循环前缀正交频分复用(CP-OFDM,Cyclic Prefix OFDM)、滤波器组正交频分复用(FB-OFDM,Filter Bank OFDM)、滤波正交频分复用(F-OFDM,Filtered-OFDM)、加窗正交频分复用(W-OFDM,WindowedOFDM)、离散傅里叶变换扩频正交频分复用(DFT-s-OFDM,Discrete Fourier Transform Spread-OFDM)、正交时频空调制(OTFS,Orthogonal Time Frequency Space)等,并且可以同时支持不同子带适配不同波形的应用场景。
文摘正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)雷达采用了OFDM信号,具有大时宽带宽积,且信号编码方式灵活,通过不同的波形设计准则,能够自适应调整信号子载频的系数,具备了认知雷达系统的基本特点。通过简要回顾OFDM雷达的发展历程,讨论了OFDM雷达信号特点、信号处理及波形设计方法等关键技术,对目前的研究成果进行了分析与总结,指出了存在的问题。讨论了OFDM雷达的未来发展方向。
文摘太赫兹通信是未来6G中业界关注的重要场景之一。太赫兹频段可以支持超大带宽和超高速率的无线通信,目前3GPP协议中的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)技术使用支持的最大子载波间隔和最大快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)点数不足以满足太赫兹场景超大带宽的需求。提出了一种新的波形方案:广义滤波器组-正交频分复用(Generalized Filter Bank Orthogonal Frequency Division Multiplexing, GFB-OFDM)波形,可以将原有的大点数IFFT分解成两级小点数的IFFT,以支持更大的传输带宽。GFB-OFDM还可以灵活地支持不同子载波间隔、不同数据类型的联合处理,以实现不同业务类型的传输。GFB-OFDM在接收端仍然可以采用传统的循环前缀正交频分复用(Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing, CP-OFDM)接收方法,仿真结果表明GFB-OFDM的综合性能优于CP-OFDM。
文摘传统的正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统波形自适应设计主要针对具有非指数型时延功率谱和非U型多普勒功率谱的信道模型对波形进行优化,而实际中,波形自适应设计会因不同的信道模型产生不同的信道匹配准则系数。结合地空信道模型和扩展高斯函数的特性,在传统基于信干噪比(SINR)优化的OFDM/OQAM系统波形自适应算法的基础上提出一种新的OFDM/OQAM系统波形自适应设计算法。该算法引入信道匹配系数β,通过信道匹配准则建立波形时频域间隔与信道最大多径时延、最大多普勒频移的关系,再结合传统SINR优化函数计算扩展因子参数,将参数反馈给发送端并调整发送端和接收端的滤波器达到波形自适应的目的。仿真结果表明,4QAM和16QAM调制下,信道匹配系数β的引入在系统误码性能上均有1. 0 d B以上的改善。
文摘随着雷达和通信系统对频谱资源需求日益增长,加之现代战争对雷达生存能力提出的严峻挑战,研究了频谱共存下基于正交频分复用-线性调频波形(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Linear Frequency Modulation,OFDM-LFM)的机载组网雷达射频隐身波形优化算法。采用信干噪比(Signal to Interference Plus Noise Ratio,SINR)作为机载组网雷达探测性能表征指标。以满足雷达探测性能以及不干扰通信频谱为约束条件,以最小化机载组网雷达总辐射能量为优化目标,构建频谱共存下机载组网雷达射频隐身波形优化模型。在此基础上,针对上述非线性、凸优化模型,采用序列二次规划(Sequential Quadratic Programming,SQP)算法进行求解。构建基于OFDM-LFM的射频隐身波形多径回波模型,分析所设计射频隐身波形的探测性能和抗多径效应性能。仿真结果表明,所提算法能够有效降低机载组网雷达的总辐射能量,进而提升射频隐身性能;此外,基于OFDM-LFM的射频隐身波形具有良好的探测性能和抗多径效应性能。
