[发明专利]一种类零相关正交相位编码信号的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达通信技术领域，尤其涉及一种类零相关正交相位编码信号的设计方法。

背景技术

为了保证MIMO雷达的回波信号互不干扰并能够从雷达回波信号中获得独立的目标信息，MIMO雷达需要发射正交波形的信号。实际中，理想的正交波形信号并不存在，因此一般使用同时具有低自相关性和低互相关性的信号代替正交波形的信号。

现已分别有使用模拟退火算法和遗传算法设计出具有良好自相关性和互相关性的正交多相码(见文献：Deng H.Synthesis of Binary Sequences with Good Autocorrelation and Crosscorrelation Properties by Simulated Annealing[J].IEEE Transactions on Aerospace and electronic systems，1996，32(1)：98-107.刘波，何子述.基于遗传算法的正交多相码设计[J].电子测量与仪器学报，2008，22(2)：62-66.)，但此类正交多相码信号在主瓣附近的若干距离单元内(称为零相关区域)有较大的自相关旁瓣和互相关。

然而在实际应用中，一方面，MIMO雷达目标回波信号可能跨越多个(几个甚至几十个)距离单元，为了减少邻近距离单元回波的相互影响，保证高距离分辨率，要求雷达发射的信号主瓣附近具有较低的自相关旁瓣和低互相关性能，而对远区自相关旁瓣和互相关性能不做限制，即要求设计出类零相关正交多相码信号；另一方面，假设观测目标在空中稀疏分布，各目标回波脉压后在距离向互不重叠，此时，只需发射信号在零相关区具有较低的自相关旁瓣和互相关，而同等条件下，类零相关正交相位编码比普通正交相位编码在零相关区具有更低的自相关旁瓣和互相关，因此，在强杂波背景下，发射类零相关正交多相码信号可以大大提高雷达对空中稀疏分布的弱目标的检测概率；此外，类零相关正交多相码还可以用于通信系统进行干扰抑制和信号同步等。因此，设计类零相关正交多相码信号具有重要意义。

在类零相关正交多相码信号设计方面，文献(Li Jian，Stoica P，Zheng X.Signal synthesis and receiver design for MIMO radar imaging[J].IEEE Trans.on Signal Processing，2008，56(8)：3959-3968.孙颖，何子述，刘娜，等.一种改进的类零相关正交多相码设计方法[J].雷达科学与技术，2014，12(3)：273-279.)设计出了具有良好性能的类零相关正交多相码信号，但只适用于连续相位的多相码信号设计，并不适用于实际雷达发射信号可能只有几个固定相位(离散相位)的情况；一些文献利用遗传算法设计出具有离散相位的类零相关正交多相码信号(见文献：金明，廖桂生，李军.基于遗传算法的类零相关正交多相码设计[J].系统工程与电子技术，2010，32(1)：14-17.刘志国，王亚利.局域零相关多相码设计[J].雷达科学与技术，2015，13(3)：310-313)，但其设计效果并不理想，且效率比较低。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种类零相关正交相位编码信号的设计方法，既能够提高类零相关正交相位编码信号的设计效率，又能得到一种具有低自相关旁瓣和低互相关性能的具有离散相位的类零相关正交多相码信号。

本发明实现的技术思路为：首先提出基于信号矩阵的码元预测模型，通过该模型得到具有低自相关旁瓣和低互相关性能的类零相关正交多相码信号集，再从该信号集中选取在零相关区具有最低自相关旁瓣峰值和互相关峰值加权和的相位编码信号作为最终设计出的类零相关正交相位编码信号，这样得到的类零相关正交相位编码信号具有更优的性能。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案予以实现。

一种类零相关正交相位编码信号的设计方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，随机产生L个长度为N₀的初始相位编码信号并确定目标相位编码信号的零相关区长度为2K，其中，L为所述初始相位编码信号的个数，N₀为所述初始相位编码信号的长度，K、L和N₀均为自然数，且1≤N₀≤K；

步骤2，初始化，令n＝N₀，