[發明專利]基于CE-OFDM的雷達通信一體化信號設計方法

有效

• 申請號: 201810334704.0
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108809879B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 唐嵐;李璇;張柯;張龍輝;柏業超;張興敢
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;G01S13/931
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發明公開了一種基于CE?OFDM的雷達通信一體化信號設計方法。本發明是在傳統的基于OFDM的雷達通信一體化設計方案上提出一種基于CE?OFDM的雷達通信一體化信號設計方案，在保證有效通信傳輸速率的前提下，有效解決了OFDM系統峰均比過高的問題。在發射端，比特數據信息經QAM調制和IFFT變換后，通過附加相位調制成為CE?OFDM信號；在接收端，將信號進行基于反正切的相位解調后即可恢復出發送的OFDM信號。在進行雷達信號處理時，采用基于調制符號序列的新型雷達信號處理方法，解決了該信號自相關性較差的問題，實現了對目標距離的高分辨估計。

技術領域

本發明屬于雷達通信領域，涉及一種基于CE-OFDM(Constant EnvelopeOrthogonal Frequency-Division Multiplexing，恒包絡正交頻分復用)的雷達通信一體化信號(簡稱一體化信號)設計方法。

背景技術

隨著計算機技術、無線通信技術與傳感器技術的迅速發展，運用合理的信息和傳感技術來進行道路交通管制的思想應運而生。智能交通系統(IntelligentTransportation Systems，ITS)的目標是建立一個車輛之間、車輛與路邊基礎設施之間的智能交通網絡，使車車通信，車物通信成為可能。同時，智能車輛也應該具有感知周邊環境的能力。因此在ITS的框架定義里，智能車輛(Intelligent Vehicle，IV)必須擁有如下兩種工作方式：雷達感知與無線通信。

雷達系統和通信系統作為兩個獨立成熟的系統，具有相似的理論基礎和系統框架。雷達通信一體化能夠有效降低成本、減小提及、節約頻譜資源。傳統的基于OFDM的雷達通信一體化信號，具有高分辨特性和高速通信等優點的同時，還存在OFDM系統固有的峰均比(PAPR)過高的問題。

CE-OFDM雷達通信一體化信號設計的核心是，在發射端通過附加相位調制使信號PAPR恒為0，然后在接收端進行相應的相位解調即可恢復出發送的OFDM信號。

CE-OFDM信號可以完美解決OFDM系統PAPR過高的問題，提高發射功率動態范圍。但同時存在的問題是CE-OFDM信號自相關性能較差，模糊函數旁瓣較高，傳統的基于信號自相關性的雷達信號處理方法無法有效處理該信號。

發明內容

本發明的目的在于彌補以上不足，提出一種基于CE-OFDM的雷達通信一體化信號設計方法，以保證在車聯網的應用場景下同時獲得較高的通信傳輸速率和較高的雷達分辨性能。

本發明采用的技術方案是：一種基于CE-OFDM的雷達通信一體化信號設計方法，包含以下步驟：

(1)在發射端將數據信息調制為OFDM信號，再對所述OFDM信號進行相位調制，獲得基于CE-OFDM的雷達通信一體化信號；

(2)目標車輛通過接收天線接收到所述雷達通信一體化信號后，對接收到的雷達通信一體化信號進行通信信號處理，提取獲得其中的通信信息；

(3)同時，發射車輛接收并處理目標回波信號，提取獲得其中的雷達信息。

進一步的，所述步驟(1)中包括如下步驟：

1)將數據信息經QAM調制為長度為N_QAM的符號將共軛對稱補零后獲得調制符號序列此調制符號序列的結構能夠保證IFFT輸出為實數；

2)將步驟1)所得的調制符號序列進行IFFT變換，得到長度為N的實值OFDM信號

3)將所述實值OFDM信號通過相位調制器，將調制得到的CE-OFDM信號添加循環前綴后，再依次通過數模轉換器和功率放大器，得到調制信號s(t)，作為發射信號。

進一步的，所述步驟(2)中包含如下步驟：