OFDM雷达通信一体化波形相参积累研究

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激光雷达通信一体化波形设计及其性能分析

激光雷达通信一体化波形设计及其性能分析激光雷达通信一体化波形设计及其性能分析激光雷达作为一种主要基于光信号的远程测距与目标探测技术，近年来在无人驾驶、室内导航等领域中得到了广泛应用。

激光雷达通常将目标检测和数据通信视为两个独立的任务来完成，这限制了其在实际应用中的性能和效率。

针对这一问题，研发人员提出了激光雷达通信一体化技术，通过在雷达波形设计中加入通信功能，实现了目标检测和数据通信的同步进行。

本文将重点探讨激光雷达通信一体化波形设计及其性能分析。

激光雷达通信一体化波形设计是将激光雷达的目标检测波形和数据通信波形进行融合设计，以实现基于光信号的目标检测和数据传输的一体化任务。

一种常用的激光雷达通信一体化波形设计方法是使用OFDM（正交频分复用）技术。

OFDM技术能够将带宽分割成多个子载波，并在不同的频率上传输数据，从而提高了通信的传输能力和抗干扰能力。

在波形设计中，需要考虑到目标检测和数据通信两个任务的需求，合理地设计出可以同时满足两个任务的波形。

首先，我们需要确定通信的基本参数，包括通信波形的频率范围、波形的带宽、子载波数量等。

这些参数需要根据具体应用场景进行调整，以保证波形的可靠传输和目标检测的准确性。

在确定波形的基本参数后，还需要选择合适的编码和调制方式，来提高通信的性能。

编码和调制方式需要综合考虑通信环境的复杂性、通信距离的远近等因素，选择适合的方式来实现高效的数据传输。

其次，需要解决目标检测和数据通信之间的干扰问题。

由于目标检测和数据通信共用同一个激光雷达，两者之间会相互干扰。

为了解决这一问题，可以采用时域分复用的方法，即在不同的时间片段中进行目标检测和数据通信。

通过合理的时间分配，既可以保证目标检测的准确性，又可以实现高效的数据传输。

此外，还可以采用信道码分复用的方法，将数据通信的信道和目标检测的信道分别独立编码，以降低彼此之间的干扰。

最后，需要对激光雷达通信一体化系统的性能进行分析评估。

基于OFDM的雷达通信一体化设计方法研究

基于OFDM的雷达通信一体化设计方法研究基于OFDM的雷达通信一体化设计方法研究一、引言雷达通信一体化是目前无线通信领域的一个热点研究方向。

雷达系统的监测、测量和目标识别能力可以与通信系统的高速数据传输能力相结合，实现信息传输和目标追踪的一体化。

正交频分复用（OFDM）作为一种高效率的调制技术，已经在现代无线通信中得到广泛应用。

本文旨在研究基于OFDM的雷达通信一体化设计方法，探索其在雷达和通信系统中的应用。

二、基于OFDM的雷达通信一体化原理OFDM是一种将带宽分成多个独立的子信道，并在每个子信道上进行调制和解调的技术。

在雷达通信一体化中，可以将雷达系统作为通信系统的一个子信道，通过OFDM的频域复用技术和时域码分复用技术，实现雷达信息与通信信息的混合传输。

在雷达信号的传输中，通过OFDM技术的调制和解调过程，可以提高雷达系统的抗干扰性能和目标分辨率，同时实现雷达信息的传输。

三、基于OFDM的雷达通信一体化设计方法1. 频域资源分配：在OFDM系统中，频域资源的分配对于雷达信号的传输至关重要。

基于OFDM的雷达通信一体化设计中，可以通过动态频率选择和可变带宽的方式，根据雷达信号和通信信号的需要，灵活分配频域资源。

通过对频域资源的合理分配，可以使雷达信号和通信信号在中心频点附近相互重叠，实现一体化传输。

2. 波形设计：在雷达通信一体化设计中，波形设计是关键的一步。

通过对波形的设计，可以实现雷达信号和通信信号的同步传输和解耦。

具体的设计可以采用索引调制技术，将雷达信号和通信信号映射到不同的子信道上，利用OFDM的调制和解调过程，实现雷达信号和通信信号的分离。

3. 多输入多输出（MIMO）技术：MIMO技术在OFDM系统中可以提高雷达信号和通信信号的传输性能。

通过采用多天线发射和接收，可以实现雷达信号的波束形成和目标定位，同时增强通信信号的容量和抗干扰性能。

MIMO技术能够提高雷达通信一体化系统的性能，同时降低系统复杂度。

恒包络OFDM雷达通信一体化研究

恒包络OFDM雷达通信一体化研究肖涛;任光亮【摘要】提出一种新的OFDM雷达通信一体化系统模型,通过DFT预编码和交织式子载波映射解决了OFDM信号峰均功率比较高的问题,实现了OFDM信号的包络恒定.同时,给出一体化系统信号处理方案,在通信接收端,通过传统的OFDM信号解调得到通信数据.在雷达接收端,通过二维联合搜索和时域相位测量进行目标速度的估计;结合相关处理和频域相位测量,实现雷达的高精度测距.仿真结果表明,在保证通信传输功能的前提下,一体化系统能够实现厘米级别的测距精度和米每秒级别的测速精度.【期刊名称】《雷达科学与技术》【年(卷),期】2018(016)005【总页数】5页(P491-495)【关键词】正交频分复用;DFT预编码;交织式子载波映射;雷达通信一体化【作者】肖涛;任光亮【作者单位】西安电子科技大学通信工程学院,陕西西安710071;中国电子科技集团公司航天信息应用技术重点实验室,河北石家庄050081;西安电子科技大学通信工程学院,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN957.51;TN920 引言完全单一功能的系统已不能迎合现代信息化战争的需求，为了使作战平台整体攻防实力得到提升，需要配备各种功能的电子设备，这将导致系统庞大、操作复杂、相互电子干扰等。

为解决该问题，许多学者提出多功能的电子系统一体化，如美军2005年完成的多功能射频实验平台[1-2]实现了射频前端的一体化集成。

对于雷达和通信的一体化概念，实际是设计具备信息传输和目标测量功能的综合性系统，既满足常规探测功能，又能够进行信息交互。

针对雷达与通信一体化的理论研究不在少数。

最简单的是分时体制[3]，通过预先分配雷达和通信时隙，在扫描到通信或雷达时隙段时，转入相应的工作模式；这种一体化方案虽然容易实现，但系统模式固定，雷达和通信不能同时进行。

当前研究更倾向于设计一体化共享波形，研究最多的就是以线性调频(LFM)信号作为雷达探测信号、BPSK或MSK信号作为通信信号[4-5]，在发送端通过调制器将通信信号调制到雷达信号上，接收端通过一定的分离算法实现信号分离。

基于OFDM的雷达通信一体化共波形设计

基于OFDM的雷达通信一体化共波形设计秘璐然;高跃清【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2018(026)001【摘要】In order to reduce the influence of communication information on integrated waveform ambiguity function,it proposes an integrated signal model of radar communication based on spread spectrum modulation with multiple OFDM symbols and analyze it from the angle of waveform and radar ambiguity function respectively.By using the method of OFDM modulation in pre spread spectrum of communication information,the performance of ambiguity function of integrated signal can be significantly improved,and the range sidelobe can be reduced.Theoretical analysis shows that the range sidelobe of the integrated signal is determined by the autocorrelation,cross-correlation characteristics of the pseudo-random coded sequence and modulation communication information,which provides guidance for the performance improvement of the waveform.The simulation results show that the influence of different values of the spreading factor,the number of subcarriers,the length of the data on the radar communication integration signal range ambiguity function sidelobes,and provide the basis for the performance optimization of integrated signal.The design of radar integrated signal model can effectively improve the sensitivity of communication information andDoppler frequency shift to meet the radar detection waveform requirements.%为了减小通信信息对一体化波形模糊函数的影响,以连续波信号为基础,提出了一种基于扩频的多OFDM符号调制的雷达通信一体化信号模型,并分别从波形以及雷达模糊函数的角度对其进行分析;通过对通信信息预扩频后采用OFDM调制的方法,可显著改善一体化信号的模糊函数性能,降低距离维旁瓣;理论分析表明,一体化信号的距离旁瓣由所用伪随机编码序列的自相关、互相关特性及调制的通信信息共同决定,为波形的性能改进提供了指导方向;仿真结果表明扩频因子、子载波数目、数据长度的不同取值对雷达通信一体化信号的距离维模糊函数的旁瓣的影响,为优化一体化信号的性能提供依据;设计的雷达通信一体化信号模型可有效改善对通信信息和多普勒频移的敏感性,满足雷达探测波形要求.【总页数】5页(P272-275,280)【作者】秘璐然;高跃清【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第五十四所,石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TN957.52【相关文献】1.基于多目标蚁狮优化的雷达通信一体化波形设计 [J], 王西夺;阮嘉恒2.基于OFDM共享信号的低截获雷达通信一体化波形设计 [J], 孟紫薇;梅进杰;朱晟坤;郁成军3.基于OFDM共享信号的低截获雷达通信一体化波形设计 [J], 孟紫薇;梅进杰;朱晟坤;郁成军4.基于OFDM-LFM的雷达通信一体化波形设计 [J], 赵忠凯;石妙5.一种基于OFDM-chirp的雷达通信一体化波形设计与处理方法 [J], 赵玉振;陈龙永;张福博;李焱磊;吴一戎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

OFDM雷达通信一体化系统中的数字波束形成技术研究的开题报告

OFDM雷达通信一体化系统中的数字波束形成技术研究的开题报告题目：OFDM雷达通信一体化系统中的数字波束形成技术研究研究背景和意义：随着科技的进步和应用需求的提升，在现代雷达通信系统中，数字信号处理技术被广泛应用，而数字波束形成则是其中的重要技术之一。

数字波束形成技术通过对阵列天线的控制实现波束的定向，能够大幅度提高雷达通信系统的性能。

OFDM技术则被用于实现高效的数据传输，可以通过有效利用频谱资源提高系统信道容量。

因此，将数字波束形成技术和OFDM技术相结合，将有助于提高雷达通信系统的效率和性能。

研究内容和方法：本研究将主要探究OFDM雷达通信一体化系统中数字波束形成技术的应用和优化。

具体研究内容包括：1.数字波束形成的原理和应用2.OFDM技术在雷达通信中的应用3.OFDM雷达通信一体化系统中的数字波束形成技术研究4.数字波束形成算法的优化及其在OFDM雷达通信中的应用本研究将采用文献综述和数值模拟等方法进行研究。

首先，通过文献综述了解OFDM技术、数字波束形成技术的基本原理和应用。

然后，利用Matlab等工具模拟OFDM雷达通信系统中数字波束形成技术的实现过程，并进行性能分析。

最后，针对模拟结果中存在的问题，进行数字波束形成算法的优化研究。

研究预期成果：本研究预期达到以下目标：1.掌握OFDM技术和数字波束形成技术的原理和应用2.深入理解OFDM雷达通信系统中数字波束形成技术的实现过程和关键问题3.对数字波束形成算法进行优化，提高OFDM雷达通信系统的性能4.提出针对OFDM雷达通信一体化系统的数字波束形成技术的改进和优化方案5.发表相关领域的科研论文结语：数字波束形成技术是OFDM雷达通信一体化系统中的重要技术之一，本研究将探究数字波束形成算法在OFDM雷达通信系统中的应用和优化，为实现高效、高性能的雷达通信系统提供理论和技术支持。

多符号OFDM雷达通信一体化波形优化设计方法

ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉ￣ｓｙｍｂｏｌＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｉｇｎａｌａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆ
ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅａｍｂｉｇｕｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚｅｓｔｈｅＷｈａｌｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｓｅｌｅｃｔｔｈｅ
收稿日期:２０２０￣０５￣３１修回日期:２０２０￣０８￣１７
基金项目:国家自然科学基金(６１８７１２０３)
作者简介:王小江(１９９６ —) ꎬ男ꎬ山西长治人ꎬ硕士生ꎮ
复用(ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇꎬＯＦＤＭ)
一体化波形属于第二种ꎬ由于其具有频带利用率高、抗
制ＯＦＤＭ一体化波形设计方法ꎻ文献[６－８]提出了采用
一体化信号的产生模型如图２所示ꎮ
扩频预处理ＯＦＤＭ一体化波形方法ꎮ
以上文献中ꎬ直接信息调制ＯＦＤＭ一体化信号由
图２加权预处理ＯＦＤＭ一体化信号产生模型
于受通信信息的影响ꎬ存在模糊函数旁瓣较高且不稳
Ｆｉｇ. ２Ｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｗｅｉｇｈｔｅｄｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｉｇｎａｌｍｏｄｕｌａｔｅｄｂｙｓｐｒｅａｄｓｐｅｃｔｒｕｍｈａｓｌａｒｇｅｂａｎｄｗｉｄｔｈ. Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
ｗａｖｅｆｏｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｗｅｉｇｈｔｅｄｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ. Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅａｍｂｉｇｕｉｔｙ

基于OFDM波形的雷达和通信一体化研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｒａｄａｒａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｓｙｓｔｅｍｉｓａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｉｎｅａｎｄ
行了分析比较。
关键词：ＯＦＤＭ；雷达；通信；一体化；信道估计
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｒａｄａｒａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎ０ＦＤＭｗａｖｅｆｏｒｍ
２０１４年第２期
文章编号：１００９— ２５５２（２０１４）０２— ０１４４— ０４中图分类号：ＴＮ９５７：５１文献标识码：Ａ
基于ＯＦＤＭ波形的雷达和通信一体化研究
鲁立志，冯晔，于仁清，胡晓雯
（１．河海大学，南京２１１１００；２．９２７２４部队，山东青岛２６６１０９）
摘
要：雷达和通信一体化是一种具有信息交互和目标信息探测功能的系统，是近年来雷达和
通信技术发展的一个重要方向。ＯＦＤＭ技术是公认的４Ｇ关键技术，具有良好的抗多径和抗干扰
ＬＵＬｉ — ｚｈｉ，ＦＥＮＧＹｅ，ＹＵＲｅｎ — ｑｉｎｇ，ＨＵＸｉａｏ — ｗｅｎ
（１．ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１００，Ｃｈｉｎａ；２．９２７２４ＵｎｉｔＰＬＡ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６１０９，ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）

基于OFDM+波形的短波通信与超视距雷达集成实验研究

看作是一种调制技术，也可以被当作一种复用技术，
其主要思想是：利用多个正交子信道分担传输任务，
即将原始的串行数据流经串/并转换后映射到多个
相互正交的子载波上进行调制，然后对各子载波求
和后实现传输。在接收端则通过相逆的过程，利用
各子载波的正交关系分离出传输数据。
OFDM 时域基带信号可以简单表示为
∑ s(t)
本文针对超视距雷达组网探测的需求，提出了一种基于 OFDM 波形的短波通信与超视距雷达探测一体化工作模式，研究了其实现所涉及的关键技术，介绍了利用武汉大学新近研制的全数字主被动一体化高频地波雷达硬件平台实现信息传输和雷达探测功能的实验结果。
2 OFDM 基本原理及参数设计
OFDM 是一种特殊的多载波传输方案，既可以
为了对抗多径效应导致的ISI，添加循环前缀 (Cyclic Prefix, CP)被证明是十分有效的方法，此时，OFDM符号的结构可用图2表示，其中Tg为保护间隔长度，Tu为有效部分长度，符号长度变为Ts=
372
雷达学报
第1卷
图 2 完整 OFDM 符号结构示意图
Tg+Tu。循环前缀长度要求大于多径扩展时延，即 Tg ≥ τmax ，且长度越长，系统抗干扰的能力也就越强。但因其属于辅助结构，不携带有用信息，故Tg 的增大会导致信号能量与信息速率的损失。
逐渐成熟，高速多层次 QAM 调制技术、网格编码
技术、软判决技术、信道自适应技术、保护间隔技
术、信道均衡快速计算等技术逐步引入到无线通信
图 1 OFDM 信号频谱
领域，使得诸如复杂计算、高速存储器等妨碍 OFDM 实现的问题得到彻底解决。随着无线语音、视频、宽带接入、无线局域网、多媒体业务等无线通信业务的发展，OFDM 技术得到了广泛应用。

雷达通信一体化波形设计与处理方法研究

雷达通信一体化波形设计与处理方法研究雷达通信一体化波形设计与处理方法研究摘要：随着雷达和通信技术的不断发展，雷达通信一体化技术作为一种新兴的多功能制导技术备受关注。

本文旨在研究雷达通信一体化中的波形设计与处理方法，探讨其原理和应用。

首先介绍了雷达通信系统的基本结构和工作原理，分析了雷达通信一体化技术的优势和挑战。

然后重点研究了雷达通信一体化中的波形设计方法，包括基于信道特性的波形设计、基于时频特性的波形设计和自适应波形设计等。

接着探讨了雷达通信一体化中的波形处理方法，如信号预处理、多波束处理和通信干扰抑制等。

最后，通过实验证明了波形设计与处理方法在雷达通信一体化中的实际应用效果和潜力。

关键词：雷达通信一体化；波形设计；波形处理；多功能制导技术1. 引言雷达通信一体化技术是近年来发展迅猛的一项多功能制导技术。

雷达是一种通过发射和接收电磁波来探测目标位置和性质的设备，而通信则是实现信息交流的一种技术。

将雷达和通信技术相结合，可以实现目标探测、信息传输和指令制导等多种功能，具有重要的军事和民用应用价值。

然而，雷达通信一体化技术在波形设计和处理方法上仍然存在一些挑战，本文将对这些问题进行研究和分析。

2. 雷达通信一体化的基本结构和工作原理雷达通信一体化系统通常由雷达传输机和通信接收机组成。

雷达传输机通过发射电磁波来测量目标的位置和速度，同时将要传输的信息以波形的形式嵌入到发射的电磁波中；通信接收机接收到这些波形，然后通过解调和解码的方法将波形转化为信息进行处理和传输。

雷达通信一体化技术的主要优势在于其多功能性和高效性。

通过将雷达和通信功能合并在一起，可以减少设备和能源的消耗，提高系统的灵活性和作战效益。

然而，雷达通信一体化技术也面临着信号处理复杂、通信干扰和目标探测难度大等挑战。

3. 雷达通信一体化中的波形设计方法波形设计是实现雷达通信一体化的核心技术之一。

通过合理设计波形，可以实现信息的传输和目标的探测。

基于OFDM+波形的短波通信与超视距雷达集成实验研究

1/Ts 均匀间隔，如图 1 所示，在每个子载波频谱的最大值处，其他所有子载波的频谱恰好为零点，因
此若在各载波频谱最大值点进行抽样，子载波间将
不存在相互干扰。
基于 OFDM 系统子载波频域的正交性，利用
FFT 快速算法可高效地实现 OFDM 信号的调制解
调，随着数字信号处理和超大规模集成电路技术的
①
(Radio Propagation Laboratory, School of Electronic Information, Wuhan University, Wuhan 430072, China)
②
(The 28th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Nanjing 210007, China)
逐渐成熟，高速多层次 QAM 调制技术、网格编码
技术、软判决技术、信道自适应技术、保护间隔技
术、信道均衡快速计算等技术逐步引入到无线通信
图 1 OFDM 信号频谱
领域，使得诸如复杂计算、高速存储器等妨碍 OFDM 实现的问题得到彻底解决。随着无线语音、视频、宽带接入、无线局域网、多媒体业务等无线通信业务的发展，OFDM 技术得到了广泛应用。
信领域和雷达领域都有着广泛应用。就通信而言，它可以实现数千甚至上万公里的远距离通信，也可进行几十到数百公里的中近距离通信，既可用于舰载、机载、车载、个人背负等移动通信，也可用于大型固定台站通信，使用机动灵活、设备简单、造价低廉。就雷达而言，可分别构建天波雷达、地波雷达和天地波混合雷达，3 类雷达均具有作用距离远、超视距、反隐身等突出优点，是主权国家用于战略预警、国土防空、海洋权益维护的重要装备，此外该雷达还可作为远程大面积海洋表面动力学参

基于OFDM导频信号的雷达感知技术研究

基于OFDM导频信号的雷达感知技术研究——综述报告1.引言在目前技术的发展中，雷达和无线通信技术里的射频前端架构已经变得越来越相似。

尤其是传统上由硬件组件来实现的功能，正越来越多的被数字信号处理实现。

同时，用于通信系统中的载波频率已扩展到的微波程度，与那些传统上用于雷达应用的载波频率达到同一量级。

因此，通过今天的技术很容易实现融合通信和雷达应用的射频硬件平台，这样一种平台也为新的系统概念和应用提供了独特的可能性[1]。

雷达与通信一体化系统能在一个唯一的硬件平台上用一种波形提供雷达和通信功能。

更重要的是，两种功能使用同一个波形将更有效的利用所占用的频谱，而且这两个应用的同时运行将保证他们的持久可用性，并能在一定程度上克服有限的频谱资源[1]。

可能受益于自身的可用性，雷达与通信一体化系统将有一个大的应用领域，特别是在智能交通应用方面，智能交通要求在与其他车辆通信时也能获得有效的环境感知。

在一个合适的系统平台上，道路上的所有车辆都可以通过协作雷达传感网络进行交互，为车辆提供独特的安全功能和智能交通路径[1]。

伴随着智能交通系统的出现，车联网应运而生，车联网是指车与车、车与路、车与基础设施等交互，实现车辆与公众网络通信的动态移动通信系统。

它可以通过车与车、车与人、车与路互联互通实现信息共享，收集车辆、道路和环境的信息，并在信息网络平台上对多源采集的信息进行加工、计算、共享和安全发布，根据不同的功能需求对车辆进行有效的引导与监管，提供自适应导航服务，以及提供专业的多媒体与移动互联网应用服务，以保证车辆行驶的安全性。

2.雷达、通信信号融合基于车联网要求（实现雷达通信一体化），即车联网传输的波形信号兼有雷达和通信功能，经典雷达波形设计旨在找到具有最佳适应性的波形，用于保证在接收端进行应用自相关处理时有大的动态测量范围。

为我们所熟知的线性调频（LFM）脉冲满足该要求，也被称为“chirp”信号。

并在雷达/通信融合应用上取得了很大进展，2007年，George N.Saddik等人利用LFM信号所设计的超宽带系统能够分时地进行雷达或者通信，该系统中心频率750MHz，带宽为500MHz。

一种稳健的OFDM雷达通信一体化波形设计方法[发明专利]

专利名称：一种稳健的OFDM雷达通信一体化波形设计方法专利类型：发明专利
发明人：刘永军,廖桂生,董晓阳,李海川,王鹤鸣,刘志凌,王克让,许华健,王寒冰
申请号：CN202210018450.8
申请日：20220107
公开号：CN114629764A
公开日：
20220614
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种稳健的OFDM雷达通信一体化波形设计方法，包括：通过雷达通信一体化系统向随机目标发射雷达通信一体化信号；计算接收信号与随机目标的脉冲响应之间的条件互信息；计算所有通信子通道的通信信道容量和；基于条件互信息和通信信道容量和，求解最大互信息和最大通信信道容量，以得到雷达波形功率分配和通信波形功率分配的最优解；基于所述最大互信息和所述最大通信信道容量，求解目标函数为最差性能最优时的功率分配最优解；基于所述最差性能最优时的功率分配结果，生成稳健的雷达通信一体化信号。

本发明能够保证雷达通信一体化信号在整个不确定集中都具有优良的性能。

申请人：西安电子科技大学
地址：710000 陕西省西安市雁塔区太白南路2号
国籍：CN
代理机构：西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：王萌
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一种基于ofdm-chirp的雷达通信一体化波形设计与处理方法

一种基于ofdm-chirp的雷达通信一体化波形设计与
处理方法
本文提出了一种基于OFDM-Chirp的雷达通信一体化波形设计与处理方法。

该方法采用OFDM技术来实现数据通信和雷达探测，在同时满足高数据传输速率和高雷达分辨率的基础上，有效地节约了使用频谱资源。

具体地，利用Chirp 信号的频率累积效应将多个OFDM子载波合并为一个长的Chirp信号，提高了雷达信号的频带宽度，进而提高了雷达分辨率。

在此基础上，利用OFDM信号中的多个子载波来进行数据传输，以满足高数据传输速率的需求。

在系统实现方面，首先设计了OFDM的调制器和解调器来实现数据传输。

然后，采用Chirp信号生成器和频率累积器来实现OFDM子载波到Chirp信号的转换，以及Chirp信号到IF信号的转换。

最后，将转换后的信号输入到雷达模块中进行处理，以实现雷达探测。

实验结果表明，该方法可以同时实现高分辨率雷达探测和高速数据通信，且对使用频谱资源的效率高，可以广泛应用于军事、民用等领域。

基于OFDM的雷达通信一体化信号问题研究

基于OFDM的雷达通信一体化信号问题研究摘要：如今，现代科技越来越发达，人们在潜心科研，设计雷达一体化，能够实现实时共享，传统的技术装备过于沉重，不便于携带，雷达一体化具有通信功能，本文向人们介绍了雷达一体化的概念、性能、意义。

关键词：雷达一体化；扩频技术；频率估计补偿引言：科技发达的今日，雷达和通信装备越来越复杂，并且一般都是独立携带，操作费时费力。

所以，我国现在针对于雷达一体化技术十分注重。

雷达一体化具有通信功能，可以检测到敌人的方位，并且雷达一体化的灵敏度高，传输距离远，传输质量强，在使用雷达一体化进行传输信号时降低了被截获的可能性，增加了通信的保密性。

1.基于MSK-LFM一体化信号的研究2.1传统MSK-LFM信号分析2.1.1 MSK信号概述MSK是一种调制技术，它可以实现传输信号，调节信息的幅值，频率。

MSK 具有包络恒定、包络起伏小、功率小等特性。

目前我国还在研究如何能使MSK更加完善。

MSK的信号较集中，内频谱的下降速度比较慢，而外衰减速度变得更加快，抑制性强，这种信号可以控制在一个范围内，即节约了成本，又对信号主体不产生影响。

2.1.2 MSK-LFM信号结构分析MSK调制后的波形相位连续，利用两个波形结合，能够形成一体化波形。

雷达信号不受到影响，检测功能有所损失，但是一直保持着线性调频的特点。

2.2 模糊函数定义及性质模糊函数是一种指标，可以用来检测雷达波形的重要工具。

雷达的模糊函数是二维相关的函数模，检测额灵敏度极高,雷达模糊图可以体现出信号的特性，通过雷达信号图可以比较雷达系统的优劣，在雷达信号图中，我们可以明显看出信号发射的距离、质量、精度。

模糊函数是再雷达接收机接收到信号后进行回波信号。

它反映了目标的距离和频率的信息。

但是，模糊函数并不是很完美，它精确的速度不是很严格，许多雷达对模糊函数依赖性很大。

2.3 MSK-LFM一体化信号性能分析2.3.1 MSK-LFM一体化信号通信性能分析在不受外界干扰的前提下，MSK-LFM的误码率与传统信号以的误码率几乎一致，当一体化的信号发生泄漏时，随着能量的下降，信噪比也会随之下降，通信的误码率会随之变差。

QAM-OFDM雷达通信一体化共享信号相参积累分析

QAM-OFDM雷达通信一体化共享信号相参积累分析杨勇军;梅进杰;胡登鹏;雷云龙【摘要】Conventional radar system generally emits the pulses with same waveform, whereas it need to transmit different sharing signal waveforms for different pulses in the quadrature amplitude modulation-orthogonal frequency division multiplexing (QAM-OFDM) radar-communication integrated system to carry communication data.The diversities among different pulses of sharing signal waveform may result in the performance reduction of target energy accumulation during the multi-pulse coherent integration.For this problem, a coherent integration algorithm based on the communication information preprocessing is ing the characteristics of communication information known to the system, demodulation and matrix division are performed on the sharing signals, and the parameter information of the coherent integration is retained.Theoretical analysis and simulation results show that the algorithm can effectively improve the coherent integration performance of the sharing signals.%常规雷达系统一般发射具有相同波形的脉冲,而在正交幅度调制-正交频分复用(QAM-OFDM)雷达通信一体化系统中,为了携带通信数据,不同脉冲需要发射不同共享信号波形.在进行多脉冲相参积累时,共享信号波形不同脉冲间的差异可能会导致目标能量积累性能下降.针对该问题采用基于通信信息预处理的相参积累算法.利用系统对通信信息已知的特点对共享信号进行解调和矩阵相除运算,保留相参积累的参数信息.理论分析和仿真结果表明,该算法能有效提高共享信号的相参积累性能.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2019(042)001【总页数】5页(P62-66)【关键词】正交频分复用;雷达通信一体化;共享信号;相参积累【作者】杨勇军;梅进杰;胡登鹏;雷云龙【作者单位】空军预警学院, 湖北武汉 430019;空军预警学院, 湖北武汉 430019;空军预警学院, 湖北武汉 430019;空军预警学院, 湖北武汉 430019【正文语种】中文【中图分类】TN957.50 引言随着现代技术的不断发展，对系统综合性能的需求不断提升，多功能一体化系统逐渐成为发展趋势。

面向协同增效的雷达通信一体化波形设计与处理研究

面向协同增效的雷达通信一体化波形设计与处理研究面向协同增效的雷达通信一体化波形设计与处理研究随着科技的不断发展和人们对无线通信的需求不断增长，雷达通信一体化技术逐渐成为研究的热点。

雷达通信一体化是将雷达系统与通信系统相结合，通过共享信息和资源，实现数据传输和目标探测的一种新兴技术。

为了有效实现协同增效，必须对雷达通信一体化中的波形设计和处理进行深入研究。

波形设计是雷达通信一体化的核心问题之一，它关系到系统的传输性能和抗干扰能力。

目前，主要的波形设计方法有传统波形和自适应波形两种。

传统波形是事先设计好的，根据信道环境的统计特性来确定。

自适应波形则是根据实时信道反馈信息来调整发送波形的参数，以达到最佳的传输效果。

波形设计中考虑的关键因素有很多，比如时频特性、功率谱密度、抗多径、抗干扰等。

时频特性是指信号在时间和频率上的变化规律，通过选择合适的时频特性，可以实现信号的快速传输和准确接收。

功率谱密度是指信号在频域上的能量分布情况，通过调整功率谱密度，可以达到抑制干扰和提高信号质量的目的。

抗多径是指信号在传播过程中遇到的多径效应，通过合适的波形设计可以降低多径干扰对接收性能的影响。

抗干扰是指信号在传输过程中受到的干扰的抵抗能力，通过优化波形设计可以提高系统对干扰的抵御能力。

波形处理是指对接收到的波形信号进行处理和解调，使之能够提取出有效信息。

波形处理的关键问题包括信号提取、信号解调、误码率分析等。

信号提取是指将接收到的波形信号中的有效信息提取出来，通常采用滤波、抽取等方法。

信号解调是将经过信道传输的波形信号恢复成原始信息，比如将调频信号恢复为调制前的信号。

误码率分析是对接收到的波形信号进行误码检测，计算误码率以评估系统的性能。

为了实现协同增效，波形设计与处理的关键是使雷达系统和通信系统之间能够充分共享信息和资源。

在波形设计过程中，可以通过通信系统提供的通道状态信息来优化波形设计，选择合适的波形参数以适应当前的信道环境。

基于ofdm的雷达通信一体化波形设计

基于ofdm的雷达通信一体化波形设计OFDM技术的主要特点是在频域上分割信号，将原信号分成若干个子信号进行传输，每个子信号只占用很小的频带宽度，从而达到高频谱利用率的目的。

在雷达通信中，OFDM技术可以应用于雷达信号发射和接收中，在发射端可以将雷达信号分成若干个子信号进行传输，提高信号的带宽利用率；在接收端也可以利用OFDM技术对雷达信号进行抗多径干扰处理，从而提高雷达信号的接收质量。

对于基于OFDM的雷达通信一体化设计，波形设计是至关重要的一步。

传统的OFDM波形设计主要考虑数据传输的效率和抗多径干扰能力，但是在雷达通信中还需要考虑其对目标探测的影响。

一个好的雷达波形应该具备以下几个特点：（1）低峰值波形——雷达波形的峰值与调制深度之间具有正比关系，为了减小雷达信号的峰值，降低对目标的干扰，需要采用低峰值波形进行发射。

常用的低峰值波形包括高斯型信号、黑曼-霍布斯信号等。

（2）窄带宽波形——窄带宽波形具有良好的分辨率和抗多径干扰能力，而且能够减少距离漏泄和多普勒模糊等现象。

因此，在雷达通信中，需要采用窄带宽波形进行发射和接收。

（3）调制深度合适——调制深度是波形设计中一个比较重要的参数，它决定了雷达波形的峰值和能量分布。

在雷达通信中，需要采用适当的调制深度，既要满足数据传输的需求，也需要考虑其对目标探测的影响。

基于以上特点，可以采用黑曼-霍布斯信号作为OFDM波形进行雷达通信。

黑曼-霍布斯信号是一种低峰值、窄带宽的波形，具有良好的抗多径干扰能力和分辨率。

在雷达通信中，可以将黑曼-霍布斯信号分成若干个子信号进行OFDM处理，从而实现对雷达信号和通信信号的同时传输和处理。

综上所述，基于OFDM的雷达通信一体化波形设计具有广泛的应用前景，在实际应用中需要针对具体的应用场景进行优化设计，以实现最佳的性能和效果。

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不同脉冲需要发射不同的ＯＦＤＭ雷达通信一体化波形。在进行多脉冲相参积累时，一体化波形不同脉冲间的差异可能会导致目标能量积累性能下降。针对该问题，本文从理论上推导发现，当通信调制信息服从相位均匀分
布时，不同脉冲波形在脉冲压缩处理后，主瓣内的相位与时间延迟成线性关系。此外，不同脉冲间，由多普勒
ＬＩＵＹｏｎｇ－ｊｕｎＬＩＡＯＧｕｉ－・ｓｈｅｎｇＹＡＮＧＺｈｉ・－ｗｅｉ
（ＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲａｄａｒＳｉｇｎｌａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ’ ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１００７１，Ｃｈｉｎａ）
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ。ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄｗａｖｅｆｏｒｍｓｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｐｕｌｓｅｓａｒｅｓ８１ｎｅ．ｗｈｅｅａｒｓｉｔｔｒａｎｓｍｉｔｓ
ＯＦＤＭ雷达通信一体化波形相参积累研究
刘永军廖桂生杨志伟
（西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室，陕西西安７１００７１）
摘
要：传统雷达系统不同脉冲发射相同的波形，而在ＯＦＤＭ雷达通信一体化系统中，为了最大化通信数据率，
第３３卷第３期２０１７年３月
文章编号：１００３ — ０５３０（２０１７）０３－０２５３ — ０７
信号处理
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｖｏ１．３３Ｎｏ．３Ｍａｒ．２０１７
引入的相位变化占主导因素，而时域非完全匹配所造成的相位改变可忽略。理论分析和仿真实验表明，ＯＦＤＭ
雷达通信一体化波形不会影响目标在主瓣内能量的相参积累。关键词：雷达通信一体化；波形；正交频分复用；相参积累
中图分类号：ＴＮ９５７．５２文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．１６７９８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３．０５３０．２０１７．０３．００１
ＡＳｔｕｄｙｆｏｒｔｈｅＣｏｈｅｒｅｎｔＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｗｉｔｈＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＲａｄａｒａｎｄ
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