[发明专利]一种基于互信息的雷达通信一体化系统性能分析方法

说明书

本发明提出了一种基于互信息的雷达通信一体化系统性能分析方法，属于雷达技术领域。本发明首先对接收信号进行建模，再根据接收到的雷达信号与通信信号的重叠程度，将雷达信号、通信信号频带共存的方式分为两类，即传统独立共存方式和部分频带共存方式，然后制定系统的性能表征指标，分别采用加性高斯白噪声下目标与接收信号之间的互信息和通信率来对雷达功能和通信功能的性能进行表征，并推导了互信息和通信率的理论表达式，最后，通过互信息、通信率推导了两种频带共存方式下系统性能，实现了系统性能的分析估计，克服了在雷达和通信共用一个发射机/接收机，且雷达、通信频带共存的情况下，雷达通信一体化系统的性能难以估计的问题。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种基于互信息的雷达通信一体化系统性能分析方法。

背景技术

如何将雷达与通信设备结合成一个一体化的系统，解决资源合理利用的问题，是近年来国内外研究的热点。雷达、通信频谱共享是一种新兴的雷达和通信共存的技术，这是一项很有意义的研究，但需要进行大量的研究来解决雷达信号和通信信号相互之间的干扰，同时，雷达通信一体化系统性能评价指标的开发已经成为国内外专家的重点研究课题。

由于雷达通信一体化系统将雷达系统、通信系统结合成一个系统，传统单一的雷达系统性能指标或通信系统性能指标无法对该一体化系统进行性能表征。而雷达对目标的探测可以看作是目标在不情愿地向雷达传递其参数信息(距离，目标截面积等)，雷达信道具有非合作通信信道的特征，基于信息论的理论即能够衡量通信功能的性能，又能衡量雷达功能的性能，从而实现雷达通信一体化系统性能的估计。现有技术中，利用信息论研究了雷达系统与多个通信系统共存的情况下，基于功率最小化的正交频分复用(OFDM)雷达波形设计问题，但没有考虑雷达、通信频带共存时二者信号相互干扰的问题。从目前的现有技术来看，使用互信息对雷达通信一体化系统性能界限进行估计还未有研究。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术存在的缺陷，提出一种基于互信息的雷达通信一体化系统性能分析方法，解决在雷达和通信共用一个发射机/接收机，且雷达、通信频带共存的情况下，雷达通信一体化系统的性能难以估计的问题。

一种基于互信息的雷达通信一体化系统性能分析方法，包括以下步骤：

S1、雷达通信一体化系统接收雷达信号和通信信号并进行建模，得到复合信号；

S2、根据所述雷达信号和通信信号的频带是否重合选择频带共存方式；

S3、分别计算雷达系统和通信系统的性能表征，得到雷达通信一体化系统的性能表征；

S4、根据所述步骤S2中选择的频带共存方式，选择相应的性能分析方式对雷达通信一体化系统进行性能分析。

进一步地，其特征在于，所述步骤S1包括：

雷达通信一体化系统可同时接收雷达信号和通信信号并进行处理，得到复合信号；

给定高斯目标集合，其脉冲回波为g(t)，频谱方差为传输带宽为B_r的雷达发射信号s_r(t)被用于扫描感兴趣区域确定目标的特性

其中，p_r为功率，f_r为雷达信号载频，s_rl(t)为等效基带信号；

雷达通信一体化系统接收到的雷达回波信号z_r(t)包含接收窗口内感兴趣区域的扫描信息