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一种基于遗传算法的超声信号正交波形生成方法 

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申请/专利权人:吉林大学

摘要:本发明涉及一种基于遗传算法的超声信号正交波形生成方法,属于无线定位与信号处理技术领域。采用遗传算法对超声信号的频率编码矩阵进行优化,得到优化后的频率编码矩阵,采用优化后的频率编码矩阵设计正交波形,获得超声波多址定位系统的正交发射信号,以发射信号的最大自相关旁瓣峰值和最大互相关峰值共同最小作为优化准则,采用遗传算法对超声信号的频率编码矩阵进行优化。本发明得到的优化后的频率编码矩阵可以提高信号正交性,采用遗传算法可以降低波形优化的计算复杂度,提高优化效率。

主权项:1.一种基于遗传算法的超声信号正交波形生成方法,其特征在于,包括下列步骤:步骤1:系统同时发射M个超声信号,生成的正交信号集为S,每个信号由N个连续的子载波组成,每个子载波的时长为Tz,对同一个信号的每个子载波都以不同的频率进行调制,正交频分复用OFDM信号sm表示成如下形式: 式中,m=1,2,…,M,n=1,2,…,N;t为子载波的时间参数,ut=1,0≤t≤Tz为矩形窗函数;Pm,nt表示第m个信号的第n个子载波,采用线性调频信号LFM信号作为载波,因此子载波的表示形式如下: 其中,Tz为子载波的时长;△f为子载波的频带宽度;fm,n表示第m个信号的第n个子载波的初始频率,fm,n=f0+cm,n·△f,f0是OFDM信号的频带初始频率,cm,n∈{0,1,…,N-1},第m个信号的编码频率可以表示为{fm,1,fm,2,…,fm,N},对于M个信号,一共需要对M×N个频率值进行优化筛选,得到使得正交信号的相关输出值最小的子载波频率,因此正交信号集S的编码格式可以表示成如下频率编码矩阵F的形式: 步骤2:设计正交发射波形,生成OFDM-LFM信号;步骤3:不同编码频率得到的OFDM-LFM信号的正交性不同,要想得到正交性良好的OFDM-LFM信号,还要对信号的频率编码序列进行优化筛选,采用遗传算法对正交信号集的频率编码矩阵F进行优化,得到使得信号相关值输出最小的信号最优频率编码矩阵步骤4:采用优化后得到的最优频率编码矩阵生成超声信号的正交波形。

全文数据:

权利要求:

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