[发明专利]基于定位估计率的雷达通信一体化系统性能界限测量方法

说明书

本发明公开一种基于定位估计率的雷达通信一体化系统性能界限测量方法，应用于雷达技术领域，针对现有技术在对雷达通信一体化系统性能界限测量时，只有目标距离信息，没有角度信息的问题，本发明综合考虑了目标距离信息和角度信息，首先对接收机接收到的雷达信号、通信信号及其复合信号进行建模，再根据雷达通信一体化系统中雷达与通信频谱共享的方式，将频谱共享的情况分为：传统单独子带宽、通信独立子带宽和雷达独立子带宽，然后分别采用定位估计率、通信率对雷达功能、通信功能性能进行表征，最后利用定位估计率和通信率对不同频带共享方式下雷达通信系统一体化系统的性能界限进行理论推导，实现对雷达通信一体化系统的性能的测量。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种雷达通信一体化系统性能界限测量技术。

背景技术

现代雷达设备具有多种功能，如目标检测、设备部署并与其他设备共享获取的信息。如何将雷达设备与通信设备相结合，形成一个完整的系统，解决资源合理利用的问题，是近年来越来越多的研究课题。将雷达设备与通信设备相结合，形成一个集成系统，如何解决资源合理利用问题已经成为国内外专家的研究热点之一。

雷达与通信频谱共享是解决频谱资源短缺、提高频谱利用率的关键研究之一。这是一项很有实际意义的研究课题，但雷达和通信频谱共享将引起的相互干扰的问题，雷达通信一体化系统性能的表征方法的开发以及雷达通信一体化系统性能界限的理论研究仍是该项研究的难题。在文献“Inner Bounds on Performance of Radar andCommunications Co-Existence,IEEE Transactions on Signal Processing,vol.64,no.2,pp.464-474,2015”中，雷达估计信息率的概念被提出，并通过雷达系统估计信息率和通信系统的通信率推导了雷达通信一体化系统可达到的性能界限，但其只考虑了波束到达时时间(Time of Arrival,TOA)，而没有考虑波束到达角(Direction of Arrival,DOA)，即只有目标距离信息，没有角度信息。从目前发表的文章来看，使用定位估计率对雷达通信一体化系统性能界限进行测量还未有研究。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于定位估计率的雷达通信一体化系统性能界限测量方法，考虑了波束到达时间、波束到达角联合信息，实现了不同频带共享方式下雷达通信一体化系统性能界限测量。

基于定位估计率的雷达通信一体化系统性能界限测量方法，包括：

S1、接收窗口同时接收：雷达信号、通信信号、复合信号；

S2、频谱共享方式划分：传统单独子带宽方式、通信独立子带宽方式和雷达独立子带宽方式；

在传统单独子带宽方式下，总宽带被分为两部分，一部分用于通信，另一部分用于雷达；两部分在各自的子频段内不受任何干扰地工作；

在通信独立子带宽方式下，总带宽被分为两部分，一部分仅用于通信，称为通信独立子带宽，另一部分同时用于雷达和通信，称为混合子带宽；

在雷达独立子带宽方式下，总带宽被分为两部分，一部分仅用于雷达，称为雷达独立子带宽，另一部分同时用于雷达和通信，称为混合子带宽；

S3、考虑波束到达时间、波束到达角联合信息，得到表征雷达功能性能的定位估计率边界表达式；

S4、采用通信率表征通信功能性能；

S5、分别计算步骤S2中不同频谱共享方式下的通信率与定位估计率边界。

进一步地，步骤S3所述得到表征雷达功能性能的定位估计率表达式的过程为：

A1、根据步骤S1接收的雷达信号，得到其关于τ和θ的概率密度函数；其中，τ表示波束到达时间，θ表示波束到达角；