[发明专利]一种利用随机矩阵调制雷达成像波形实现共享通信的方法

说明书

一种利用随机矩阵调制雷达成像波形实现共享通信的方法，利用基础波形和随机矩阵在OFDM波形上构造随机矩阵调制‑OFDM波形库，在发射端根据不同的通信方式确定不同的发射方式，并根据雷达性能和通信传输要求选取相应的参数，最后在雷达接收端，利用发射信号的伪正交性分离出回波信号实现雷达成像；在通信接收端，利用接收信号在与发射波形相对应的匹配滤波器的输出端有较高的目标尖峰，来解调出通信信息。本发明在保留该波形优异的雷达成像性能同时，利用该波形实现了共享通信；基于随机矩阵调制‑OFDM波形数量的丰富性以及良好的正交性，本发明可以保证较大的数据通信速率及较高的数据通信质量。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种利用随机矩阵调制雷达成像波形实现共享通信的方法，特别是将一种基于随机矩阵调制的OFDM雷达成像波形用于雷达通信双功能共享的方法。

背景技术

共享雷达通信是指通过共享信号、信道、天线等软件或硬件资源，同时实现雷达探测与数据通信的功能，其具有资源集约化和功能增强等优点，能有效解决传统功能叠加体制的资源浪费、功能冲突、成本高和机动性差等缺点。

利用波形实现雷达通信功能共享具有简化结构、节约频谱资源、避免产生大量电磁干扰、提高雷达系统和通信系统的工作效率等优点。从实现方式上，利用波形实现雷达通信双功能共享主要分为两种：利用雷达探测波形实现通信功能共享和利用数据通信波形实现雷达功能共享。前者是指在已有雷达波形中按照一定调制方式嵌入通信信息，在保证雷达性能的同时实现共享通信；后者是指利用数据通信信号波形直接实现雷达功能(探测或成像)，在保证通信性能的同时实现共享雷达；本发明属于前者。

利用OFDM波形实现雷达通信功能共享是一种广泛使用的方法。OFDM波形在通信中有着广泛的应用，具备良好的抗干扰能力，高速传输能力和子载波调制灵活的优势；同时OFDM波形基于良好的频谱利用率、大时间带宽积的优势，在雷达领域应用广泛。目前，OFDM波形正取代超宽带波形，成为雷达SAR成像的典型波形。

随机矩阵调制OFDM波形是用于MIMO雷达SAR成像的一种优异波形，具备低峰均功率比、大时间带宽积、弱互相关干扰等优势。(Wang W Q.MIMO SAR OFDM chirp waveformdiversity design with random matrix modulation[J].IEEE Transactions onGeoscience and Remote Sensing,2014,53(3):1615-1625.)文献中给出了不同随机矩阵调制波形的构造方法；按照子载波的调频规律可以分为上升调频基、下降调频基、混合调频基；并讨论了子载波个数、每一列所用波形基个数、子载波的调频规律对峰均功率比、互相关干扰等的影响。

以上文献所设计的随机矩阵调制-OFDM波形(Random Matrix Modulation-OFDM，RMM-OFDM)仅针对于线性调频基础波形进行讨论，没有考虑利用其他可用基础波形 (如非线性调频波形等)获取更丰富的波形组。

以上文献仅考虑利用RMM-OFDM波形实现雷达SAR成像，没有考虑利用该波形实现共享通信的能力。

发明内容

本发明提出了一种利用随机矩阵调制雷达成像波形实现共享通信的方法，在不影响雷达成像能力的同时进行数据通信，从而实现雷达功能和通信功能的共享。

本发明是通过以下技术解决方案实现的。

本发明所述的一种利用随机矩阵调制雷达成像波形实现共享通信的方法，步骤如下：

步骤1：利用基础波形和随机矩阵在OFDM波形结构上构造RMM-OFDM波形库；

步骤2：选取参数仿真步骤1中的波形的自模糊函数和互模糊函数，若自模糊函数近似图钉状，不同的波形之间的互模糊函数的旁瓣低，则证明该波形的相关性能佳，否则返回步骤1；