[发明专利]一种合作MIMO雷达和通信系统计算目标定位和互信息的方法

说明书

本发明公开了一种合作MIMO雷达和通信系统计算目标定位和互信息的方法，于雷达通信一体化技术领域，它特别涉及关于雷达通信一体化中雷达参数估计性能平均克拉美罗界(ECRB)和通信互信息(MI)的计算。通过本发明计算方法得到的雷达定位ECRB和通信互信息MI，可以用来评估合作MIMO雷达和MIMO通信一体化系统的性能。由于本方法是基于合作的方式，因此雷达系统和通信系统可以相互利用，提升雷达和通信系统整体的性能，且本方法假设雷达系统只知道通信信号的统计特性，更加符合实际场景。

技术领域

本发明属于雷达通信一体化技术领域，它特别涉及关于雷达通信一体化中雷达参数估计性 能平均克拉美罗界(ECRB)和通信互信息(MI)的计算。

背景技术

随着新技术的发展，无论是在民用领域还是军用领域，雷达通信一体化都成为一个必然的 趋势，比如智能交通系统和无人战斗机等。因此，研究雷达通信共存系统具有重要意义。

大部分雷达通信一体化系统中，雷达系统和通信系统都是将相互发射的信号作为干扰，通 过发射端的波形设计或接收端的干扰消除等方式消除干扰。然而，共存的雷达通信一体化系统 可以利用相互的信号来提升性能。在文献1(M.Bica,K.W.Huang,U.Mitra,and V.Koivunen, “Opportunistic radar waveform design in joint radar andcellular communication systems,”in Proceedings of the 2015 IEEE GlobalCommunications Conference(GLOBECOM), Dec 2015,pp.1–7)和文献2(M.Bica andV.Koivunen,“Delay estimation method for coexisting radar and wirelesscommunication systems,”in Proceedings of the 2017 IEEE Radar Conference(RadarConf),May 2017,pp.1557–1561)中，分别考虑了单天线雷达系 统利用通信信号来提升目标检测和时延估计性能。文献3(Q.He,Z.Wang,J.Hu,and R.S. Blum,“Performancegains from cooperative MIMO radar and MIMO communication systems,”IEEE SignalProcessing Letters,Jan 2019,pp.194–198)中，同时利用雷达 信号和通信信号来提升合作雷达通信一体化系统的性能。

对共存的雷达通信一体化系统，雷达系统可以采用两种方式来处理通信信号，一是雷达系 统可以正确的译码通信信号，另一种方式是通信信号的统计特性与雷达系统共享。文献3研究 了雷达接收机可以正确译码通信信号的情况，雷达系统利用译码的通信信号可以提高参数估计 性能。因此，在MIMO雷达和MIMO通信一体化系统中，考虑雷达系统知道通信信号统计特性的 情况是十分有必要的。

发明内容

本发明针对背景技术的不足解决的技术问题是,获得一种考虑雷达系统仅知道通信信号 统计特性时的合作MIMO雷达和MIMO通信系统性能计算方法，计算了雷达目标定位的平均克拉 美罗界(ECRB)和通信系统互信息(MI)。

本发明的技术方案为一种合作MIMO雷达和通信系统计算目标定位和互信息的方法，该方 法包括：

步骤1：在MIMO雷达系统接收端，将N_R个接收机收到的信号表示为矢量形式r_R

其中，

r_R,n＝(r_R,n[1],...,r_R,n[K])^T，