吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (3): 867-873.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403046

• 论文 • 上一篇    下一篇

基于生物地理学优化的雷达正交波形设计算法

毕晓君,王珏,李博   

  1. 哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院,哈尔滨 150001
  • 收稿日期:2012-11-26 出版日期:2014-03-01 发布日期:2014-03-01
  • 作者简介:毕晓君(1964),女,教授,博士生导师.研究方向:信息智能处理技术,数字图像处理.E-mail:bixiaojun@hrbeu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(61175126);中央高校基本科研业务费专项基金项目(HEUCFZ1209);高等学校博士学科点专项科研基金项目(20112304110009).

Orthogonal waveform design for radar based on biogeography-based optimization

BI Xiao-jun,WANG Jue,LI Bo   

  1. College of Information and Communication Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
  • Received:2012-11-26 Online:2014-03-01 Published:2014-03-01

摘要: 为了提高MIMO雷达发射信号多相序列的正交性能,提出了基于改进生物地理学优化的雷达正交波形设计算法(POBBO)。该算法首先对生物地理学优化算法(BBO)进行改进,直接采用个体的栖息地适宜度指数(HSI)值来确定迁入迁出率,对其原始确定机制进行大幅简化,在实时反映个体优劣程度的同时,缩短由排序带来的时间损耗。另外,引入分段Logistic混沌映射改进原变异机制,实现对新个体的有效开采。POBBO算法利用改进后BBO算法的栖息地间物种迁移和变异进行信息交互,改善栖息地的HSI值,从而得到具有较好正交性能的多相序列波形。仿真试验结果表明:POBBO算法比其他多相序列波形设计算法在整体上具有明显优势,可以有效地兼顾搜索精度和速度。

关键词: 信息处理技术, 生物地理学优化, 正交波形设计, 分段logistic混沌映射, 迁入迁出率

Abstract: To improve the orthogonal performance of polyphase sequences of transmitting signals for Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) radar, a modified biogeography-based optimization algorithm, POBBO, is proposed for designing orthogonal waveform of polyphase sequences for radar. In this proposed algorithm, the Biogeography-based Optimization algorithm (BBO) is improved. The Habitat Suitability Index (HSI) for individuals is directly adopted to determine the immigration rate and the emigration rate, which significantly simplifies the original method. This reflects the real-time quality for individuals meanwhile shortens the time loss by sorting. Simultaneously, the piecewise logistic chaotic map is introduced to improve the variation mechanism and achieve the effective exploitation for new individuals. In order to obtain the waveform of polyphase sequences with better orthogonal performance, POBBO utilizes the migration and the mutation among the habitats of BBO to interact and improve the HSI. Numerical experiments show that POBBO is competitive with other waveform design algorithms in terms of search accuracy and speed.

Key words: information processing, biogeography-based optimization, orthogonal waveform design, piecewise logistic chaotic map, the immigration rate and the emigration rate

中图分类号: 

  • TN911.73
[1] He H, Stoica P, Li J. Designing unimodular sequence sets with good correlations-Including an application to MIMO radar[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2009, 57(11): 4391-4405.
[2] Khan H A, Zhang Y Y, Ji C L, et al. Optimizing polyphase sequences for orthogonal netted radar[J]. IEEE Signal Processing Letters, 2006, 13(10): 589-592.
[3] Deng H. Polyphase code design for orthogonal netted radar systems[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2004, 52(11): 3126-3135.
[4] 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.
Liu Bo, He Zi-shu. Genetic algorithm based MIMO radar polyphase code design[J]. Journal of Electronic Measurement and Instrument, 2008, 22(2):62-66.
[5] 刘伟,贺正洪,张启亮,等.基于混合离散粒子群算法的正交多相码设计[J]. 现代防御技术,2009,37(6):77-82.
Liu Wei, He Zheng-hong, Zhang Qi-liang, et al. Polyphase orthogonal code design based on hybrid particle swarm optimization[J].Modern Defence Technology, 2009, 37(6):77-82.
[6] 胡亮兵,刘宏伟,吴顺君. 基于约束非线性规划的MIMO雷达正交波形设计[J]. 系统工程与电子技术,2011,33(1):64-68.
Hu Liang-bing, Liu Hong-wei, Wu Shun-jun. Orthogonal waveform design for MIMO radar via constrained nonlinear programming[J]. Systems Engineering and Electronics,2011, 33(1):64-68.
[7] Zeng X N, Zhang Y S, Guo Y D. Polyphase coded signal design for MIMO radar using MO-MicPSO[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics, 2011,22(3):381-386.
[8] Simon D. Biogeography-based optimization[J]. IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 2008, 12(6): 702-713.
[9] Chatterjee A, Siarry P, Nakib A, st al. An improved biogeography based optimization approach for segmentation of human head CT-scan images employing fuzzy entropy[J]. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 2012, 25(8):1698-1709.
[10] Roy P K., Ghoshal S P, Thakur S S. Biogeography based optimization for multi-constraint optimal power flow with emission and non-smooth cost function[J]. Expert Systems with Applications, 2010, 37(12): 8221-8228.
[11] Zhang P, Wei P, Yu H Y. Biogeography-based optimization search algorithm for block matching motion estimation[J]. IET Image Processing, 2012, 6(7):1014-1023.
[12] Ovreiu M, Simon D. Biogeography-based optimization of neuro-fuzzy system parameters for diagnosis of cardiac disease[C]∥Proceedings of the 12th annual conference on Genetic and evolutionary computation, New York, USA, 2010: 1235-1242.
[13] Singh U, Kamal T S. Synthesis of thinned planar concentric circular antenna arrays using biogeography-based optimization[C]∥2012 1st International Conference on Emerging Technology Trends in Electronics, Communication and Networking, Surat, Gujarat, India, 2012:1-5.
[14] 范九伦,张雪峰. 分段Logistic混沌映射及其性能分析[J]. 电子学报,2009,37(4):720-725.
Fan Jiu-lun, Zhang Xue-feng. Piecewise Logistic chaotic map and its performance analysis[J]. Acta Electronica Sinica, 2009, 37(4):720-725.
[1] 苏寒松,代志涛,刘高华,张倩芳. 结合吸收Markov链和流行排序的显著性区域检测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1887-1894.
[2] 徐岩,孙美双. 基于卷积神经网络的水下图像增强方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1895-1903.
[3] 黄勇,杨德运,乔赛,慕振国. 高分辨合成孔径雷达图像的耦合传统恒虚警目标检测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1904-1909.
[4] 李居朋,张祖成,李墨羽,缪德芳. 基于Kalman滤波的电容屏触控轨迹平滑算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1910-1916.
[5] 应欢,刘松华,唐博文,韩丽芳,周亮. 基于自适应释放策略的低开销确定性重放方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1917-1924.
[6] 陆智俊,钟超,吴敬玉. 星载合成孔径雷达图像小特征的准确分割方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1925-1930.
[7] 刘仲民,王阳,李战明,胡文瑾. 基于简单线性迭代聚类和快速最近邻区域合并的图像分割算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1931-1937.
[8] 单泽彪,刘小松,史红伟,王春阳,石要武. 动态压缩感知波达方向跟踪算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1938-1944.
[9] 姚海洋, 王海燕, 张之琛, 申晓红. 双Duffing振子逆向联合信号检测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1282-1290.
[10] 全薇, 郝晓明, 孙雅东, 柏葆华, 王禹亭. 基于实际眼结构的个性化投影式头盔物镜研制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1291-1297.
[11] 陈绵书, 苏越, 桑爱军, 李培鹏. 基于空间矢量模型的图像分类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 943-951.
[12] 陈涛, 崔岳寒, 郭立民. 适用于单快拍的多重信号分类改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 952-956.
[13] 孟广伟, 李荣佳, 王欣, 周立明, 顾帅. 压电双材料界面裂纹的强度因子分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 500-506.
[14] 林金花, 王延杰, 孙宏海. 改进的自适应特征细分方法及其对Catmull-Clark曲面的实时绘制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 625-632.
[15] 王柯, 刘富, 康冰, 霍彤彤, 周求湛. 基于沙蝎定位猎物的仿生震源定位方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 633-639.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[5] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[6] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[7] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[8] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[9] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[10] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .