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专利号: 2024114749014
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于非均匀有限字符优化的雷达通信一体化信号调制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)获取有限字符符号的输入概率分布;具体如下:设概率分布矢量为:p=[p1,p2,…,Tp16];

设通信接收信号简化为:

y=x+z

其中,y表示单个子信道的接收模型;x表示发射的OFDM通信信号,z表示高斯白噪声,对于OFDM的多个并行子信道,y与x之间的互信息直接进行叠加;

(2)根据概率分布,以最大化通信互信息为目标函数,建立雷达四阶矩、功率、概率约束条件;

(3)利用交替优化的思路设计算法,通过迭代得到局部最优解;具体如下:(k) (k)

(31)对于第k次迭代过程,给定自变量p ,根据隐变量q最大化互信息,从而得到q 的最优解为:(k)

(32)给定q ,利用拉格朗日乘子法求解p最大化互信息,公式如下:其中,λ1、λ2、λ3表示拉格朗日乘子;ε0表示四阶矩的预设值,P0表示发射信号功率;

(k+1)

令拉格朗日乘子关于p(x)的偏导数为零,从而得到p 的最优解为:(k+1)

将步骤(31)中的p (x)带入到步骤(2)优化模型的前两个约束条件中,得到λ1和λ2需要满足的的二元非线性方程组,通过经典数值算法即可求解出λ1和λ2的最终结果;

(33)重复步骤(31)‑(32)直至相邻两次迭代结果的均方误差足够小,迭代过程完成。

2.根据权利要求1所述的一种基于非均匀有限字符优化的雷达通信一体化信号调制方法,其特征在于,步骤(2)具体如下:其中,P(y|x)表示接收的通信信号y在给定x情况下的条件概率密度函数,p(y)表示y的概率密度函数,同理,p(x)是x的概率密度函数;E_{X,Y}表示关于求联合期望;

互信息表示为:

并且

其中,p向量表示p(x)对应的离散值组成的向量,q向量表示q(x|y)离散值组成的向量;

通过引入隐变量q,将互信息表示为最大化联合函数Q(p,q)。

3.一种基于非均匀有限字符优化的雷达通信一体化信号调制系统,其特征在于,包括:概率分布模块:用于获取有限字符符号的输入概率分布;具体如下:设概率分布矢量T为:p=[p1,p2,…,p16];

设通信接收信号简化为:

y=x+z

其中,y表示单个子信道的接收模型;x表示发射的OFDM通信信号,z表示高斯白噪声,对于OFDM的多个并行子信道,y与x之间的互信息直接进行叠加;

构建模块:用于根据概率分布,以最大化通信互信息为目标函数,建立雷达四阶矩、功率、概率约束条件;

优化模块:用于利用交替优化的思路设计算法,通过迭代得到局部最优解;具体如下:(k) (k)

对于第k次迭代过程,给定自变量p ,根据隐变量q最大化互信息,从而得到q 的最优解为:(k)

给定q ,利用拉格朗日乘子法求解p最大化互信息,公式如下:其中,λ1、λ2、λ3表示拉格朗日乘子;ε0表示四阶矩的预设值,P0表示发射信号功率;

(k+1)

令拉格朗日乘子关于p(x)的偏导数为零,从而得到p 的最优解为:(k+1)

将p (x)带入到优化模型的前两个约束条件中,得到λ1和λ2需要满足的的二元非线性方程组,通过经典数值算法即可求解出λ1和λ2的最终结果;

重复直至相邻两次迭代结果的均方误差足够小,迭代过程完成。

4.根据权利要求3所述的一种基于非均匀有限字符优化的雷达通信一体化信号调制系统,其特征在于,构建模块中,具体如下:其中,P(y|x)表示接收的通信信号y在给定x情况下的条件概率密度函数,p(y)表示y的概率密度函数,同理,p(x)是x的概率密度函数;E_{X,Y}表示关于求联合期望;

互信息表示为:

并且

其中,p向量表示p(x)对应的离散值组成的向量,q向量表示q(x|y)离散值组成的向量;

通过引入隐变量q,将互信息表示为最大化联合函数Q(p,q)。

5.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1‑2任一项所述的一种基于非均匀有限字符优化的雷达通信一体化信号调制方法。

6.一种存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1‑2任一项所述的一种基于非均匀有限字符优化的雷达通信一体化信号调制方法。