[发明专利]基于星座点映射插入信息的雷达通信一体化设计方法

说明书

本发明公开了一种基于星座点映射插入信息的雷达通信一体化设计方法，属于雷达技术领域。该方法借鉴通信技术，在MIMO雷达空域发射波束形成的基础上对通信方向的发射信号进行星座点映射，把通信符号插入到信号相位信息中，并对信号幅度进行约束保证了通信接收端可以进行有效的符号检测，从而提高了通信系统的通信误码率性能和通信数码率。本发明能够在MIMO雷达发射波束方向图的主瓣和旁瓣分别实现雷达和通信功能，在空域是分离的，因此避免了雷达与通信的相互干扰，同时采用星座点映射方法调制通信数据，提高了通信数码率。

技术领域

本发明属于雷达通信技术领域，特别涉及一种基于星座点映射插入信息的雷达通信一体化设计方法。

背景技术

随着雷达技术和通信技术的发展，雷达与通信系统在硬件实现上有很大的相似度和频谱资源上有着较大程度的重叠。而现代单一作战平台在实现雷达探测和通信传输功能等电子信息任务时需要较多的电子设备，导致占用了作战平台过多的空间资源，因此在单一平台上实现雷达通信一体化成为了现代电子作战系统的一种发展趋势。实现雷达通信一体化可以提高硬件资源的利用率，以及频谱资源的利用率，节省空间成本，将广泛应用到无人侦察机，空载预警机等平台上。

目前雷达通信一体化实现的主要研究方向是基于共享信号的体制，并且大多数的传统方法是通过特定的方式把通信符号插入到雷达信号中，从而同时达到雷达探测和通信传输的双重功能。但是这种方法不可避免的会出现雷达与通信系统之间的相互干扰，在做雷达接收信号处理时需要先做预处理，把通信符号的影响消除，这在一定程度上增加了信号处理的成本，并对雷达性能造成一定程度的损失。因此，如何在避免雷达与通信相互干扰的条件下把通信信息插入到雷达信号中是雷达通信一体化研究的一个重要的且有挑战性的问题。

多输入多输出(MIMO)雷达相比于传统的相控阵雷达，在波形设计上有着很高的自由度和灵活性，通过设计适合的发射波形，可以分别在雷达发射波束的主瓣和旁瓣区域分别实现雷达探测和通信传输的功能，从而在空域上避免了雷达与通信系统之间的相互干扰。但是，如何提高雷达通信一体化系统的通信数码率是该方法的一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种基于星座点映射插入信息的雷达通信一体化设计方法。该方法借鉴通信技术，在MIMO雷达空域发射波束形成的基础上对通信方向的发射信号进行星座点映射，把通信符号插入到信号相位信息中，并对信号幅度进行约束保证了通信接收端可以进行有效的符号检测，从而提高了通信系统的通信误码率性能和通信数码率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

基于星座点映射插入信息的雷达通信一体化设计方法，包括以下步骤：

步骤1，给定雷达通信一体化系统的待传输信息符号x，采用M-PSK调制待传输信息符号x，得到对应的待插入信息符号Γ＝[v₁,…,v_q,…,v_Q]^T；

其中，x的元素是0或者1，x的长度为Q×M，Q是正交基信号的个数，M是星座点的个数；[·]^T表示向量转置；

步骤2，根据通信距离，预先设定通信方向的信号幅度ρ，并把待插入信息符号Γ插入到通信方向的信号相位中，然后进行发射波束优化，得到正交基信号的加权向量c'_q,q＝1,2,…,Q，即为MIMO雷达发射波束形成权向量；

步骤3，构建一个N_c阶的Hadamard矩阵H₀，提取矩阵H₀的前Q行向量，作为一组离散的正交基信号u₁,…u_q,…,u_Q；

其中，N_c表示一个雷达脉冲内的子脉冲数，u_q,q＝1,2,…,Q表示H₀矩阵的第q行向量；