一种CDMA-DDMA联合脉间正交相位编码设计方法技术

本申请涉及一种CDMA

【技术实现步骤摘要】
一种CDMA
‑
DDMA联合脉间正交相位编码设计方法


[0001]本申请涉及相位编码
，特别是涉及一种CDMA
‑
DDMA联合脉间正交相位编码设计方法。

技术介绍

[0002]多输入多输出(Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output,MIMO)阵列雷达能够获得收发联合的等效阵列，从而获得较大的空间自由度及角度分辨率，能够兼顾成像分辨率及成本优势。MIMO阵列雷达实时高分辨成像依赖于单快拍测角，而波形的正交性是实现MIMO单快拍成像的前提。常用的MIMO正交波形有以下几种形式：时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)、频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)、码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)、多普勒频分多址(Doppler Division Multiple Access,DDMA)等。TDMA编码采用时间分集的形式，虽然实现简单且分离度较好，但不满足实时性的要求。
[0003]然而，CDMA编码分为慢时间CDMA编码和快时间CDMA编码。快时间CDMA在快时间维添加正交相位，为脉内调制的正交波形，其接收过程需要匹配滤波，对硬件实现的要求较高。慢时间CDMA在慢时间维添加正交相位，为脉间调制的正交波形，其接收过程可采用去斜接收，对硬件实现的要求较低。慢时间CDMA编码可采用调制相位补偿加慢时间快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的方法实现发射通道的分离，其发射通道分离过程所需的调制相位补偿及慢时间FFT次数均为发射通道数量。DDMA编码的脉间调制相位随着发射阵元数量及脉冲数线性变化，即各发射信号在慢时间维添加一组线性多普勒频率。通过一次慢时间FFT的方法即可分离出全部发射通道，计算量较小。DDMA编码在实际工程应用中非常容易实现，且正交性好，但DDMA编码存在严重的速度模糊问题。针对速度模糊问题，国内外学者提出了频率抖动和相位抖动的思想，但不管是频率抖动、相位抖动还是频率抖动结合相位抖动的方法，其发射分离过程所需的计算量与慢时间CDMA编码一致。FDMA波形通过在各发射阵元的发射信号设置不同的频率，接收端匹配滤波，从而实现发射通道的分离。编码类正交波形对速度的容限低，FDMA正交波形可以缓解这一问题，但FDMA波形也是一种脉内调制的正交波形，硬件实现较为困难，TDMA波形不满足实时性的要求，FDMA及快时间CDMA等脉内调制正交波形的发射通道分离过程对硬件实现的要求较高，所以目前兼顾计算量与最大不模糊速度的脉间正交波形是一个难点。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种CDMA
‑
DDMA联合脉间正交相位编码设计方法，该方法相对DDMA编码增加了最大不模糊速度，相对CDMA编码降低了计算量。
[0005]一种CDMA
‑
DDMA联合脉间正交相位编码设计方法，所述方法包括：
[0006]将均匀DDMA编码分成两部分，根据两组CDMA正交相位编码对两部分进行区分，得到均匀DDMA
‑
CDMA编码；
[0007]根据粒子群算法进行非均匀DDMA
‑
CDMA编码设计，得到非均匀DDMA
‑
CDMA编码；
[0008]对均匀DDMA
‑
CDMA编码或非均匀DDMA
‑
CDMA编码进行调制相位补偿，得到前半部分的调制相位补偿后的信号和后半部分的调制相位补偿后的信号；
[0009]对前半部分的调制相位补偿后的信号和后半部分的调制相位补偿后的信号进行慢时间FFT，得到两幅RD图；
[0010]将两幅RD图取模相减并根据强散射点确定第一发射通道，利用相减后的强散射点表示真实目标，以真实目标位置作为起点根据DDMA编码还原出其余发射通道位置获得全部发射通道，对全部发射通道进行通道采样，得到解码信号。
[0011]在其中一个实施例中，将均匀DDMA编码分成两部分，根据两组CDMA正交相位编码对两部分进行区分，得到均匀DDMA
‑
CDMA编码，包括：
[0012]当发射阵元数量N为奇数时，均匀DDMA
‑
CDMA编码的一般形式为
[0013][0014]当发射阵元数量N为偶数时，均匀DDMA
‑
CDMA编码的一般形式为
[0015][0016]其中，i为慢时间脉冲数序号，I为慢时间脉冲数，与为两组正交CDMA编码，α
o,n
为N为奇数时的DDMA编码，α
e,n
为N为偶数时的DDMA编码。
[0017]在其中一个实施例中，根据粒子群算法进行非均匀DDMA
‑
CDMA编码设计，得到非均匀DDMA
‑
CDMA编码，包括：
[0018]设置种群数量和空间维度；根据种群数量和空间维度构造多普勒频谱矩阵，对多普勒频谱矩阵进行矩阵计算，得到多普勒频谱矩阵的元素及个数；
[0019]将多普勒频谱矩阵中不同元素的个数作为目标函数，利用粒子群算法对目标函数进行寻优，得到不同元素的个数的最大值；
[0020]根据多普勒频谱矩阵不同元素的个数的最大值进行非均匀DDMA
‑
CDMA编码设计，得到非均匀DDMA
‑
CDMA编码。
[0021]在其中一个实施例中，根据种群数量和空间维度构造多普勒频谱矩阵，包括：
[0022]根据种群数量和空间维度构造多普勒频谱矩阵为
[0023][0024]其中，种群数量为W，空间维度为d，α
w,1
表示第w个种群第1个空间维度的DDMA编码。
[0025]在其中一个实施例中，对多普勒频谱矩阵进行矩阵计算，得到多普勒频谱矩阵的元素及个数，包括：
[0026]对多普勒频谱矩阵进行矩阵计算，得到多普勒频谱矩阵的元素及个数为
[0027]Γ"
w
＝tabulate(Γ'
w
)
[0028]其中，tabulate(
·
)表示求多普勒频谱矩阵的不同元素及其个数。
[0029]在其中一个实施例中，将多普勒频谱矩阵中不同元素的个数作为目标函数，包括：
[0030]将多普勒频谱矩阵中不同元素的个数作为目标函数为
[0031]f
w
＝length[Γ"
w
(:,1)][0032]其中，length(
·
)表示求向量长度。
[0033]在其中一个实施例中，对全部发射通道进行通道采样，得到解码信号，包括：
[0034]当发射阵元数量N为奇数时，设置发射通道采样位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CDMA
‑
DDMA联合脉间正交相位编码设计方法，其特征在于，所述方法包括：将均匀DDMA编码分成两部分，根据两组CDMA正交相位编码对两部分进行区分，得到均匀DDMA
‑
CDMA编码；根据粒子群算法进行非均匀DDMA
‑
CDMA编码设计，得到非均匀DDMA
‑
CDMA编码；对所述均匀DDMA
‑
CDMA编码或非均匀DDMA
‑
CDMA编码进行调制相位补偿，得到前半部分的调制相位补偿后的信号和后半部分的调制相位补偿后的信号；对所述前半部分的调制相位补偿后的信号和后半部分的调制相位补偿后的信号进行慢时间FFT，得到两幅RD图；将所述两幅RD图取模相减并根据强散射点确定第一发射通道，利用相减后的强散射点表示真实目标，以真实目标位置作为起点根据DDMA编码还原出其余发射通道位置获得全部发射通道，对所述全部发射通道进行通道采样，得到解码信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将均匀DDMA编码分成两部分，根据两组CDMA正交相位编码对两部分进行区分，得到均匀DDMA
‑
CDMA编码，包括：当发射阵元数量N为奇数时，均匀DDMA
‑
CDMA编码的一般形式为当发射阵元数量N为偶数时，均匀DDMA
‑
CDMA编码的一般形式为其中，i为慢时间脉冲数序号，I为慢时间脉冲数，与为两组正交CDMA编码，α
o,n
为N为奇数时的DDMA编码，α
e,n
为N为偶数时的DDMA编码。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据粒子群算法进行非均匀DDMA
‑
CDMA编码设计，得到非均匀DDMA
‑
CDMA编码，包括：设置种群数量和空间维度；根据所述种群数量和空间维度构造多普勒频谱矩阵，对所述多普勒频谱矩阵进行矩阵计算，得到多普勒频谱矩阵的元素及个数；将所述多普勒频谱矩阵中不同元素的个数作为目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：周剑雄，兰宇，周开心，田佳豪，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：