[发明专利]用于MIMO一体化系统共享发射阵列的预编码方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种用于MIMO一体化系统共享发射阵列的预编码方法及系统，该方法包括：将待传输到每个用户终端的信息比特序列映射为通信符号序列，并对所述通信符号序列进行功率归一化处理，得到通信符号向量；通过随机相位编码，生成雷达伪随机发射序列，并根据所述雷达伪随机发射序列，获取对应的雷达发射序列向量；对所述通信符号向量和所述雷达发射序列向量进行线性预编码处理，得到共享发射阵列的基带发射信号序列。本发明实施例通过把一组独立的雷达伪随机发射序列和多用户通信符号进行线性预编码，得到阵列发射信号，从而保证各个阵元发射的信号正交，使得用户终端之间的干扰被完全消除，同时各个用户终端的最低信干噪比达到最优。

技术领域

本发明涉及通信雷达一体化技术领域，尤其涉及一种用于MIMO一体化系统共享发射阵列的预编码方法及系统。

背景技术

在通信雷达一体化系统中，通信和雷达共享发射前端和频谱，可以有效节省频谱资源，降低硬件系统的体积和成本。现有的通信雷达一体化系统可以分为单天线体制与MIMO体制。针对单天线体制，现有的一体化波形包括OFDM、LFM-CPM已经具备了同时进行通信和雷达探测的能力。然而，单天线系统难以同时满足雷达和通信对空域覆盖的要求。为了提升接收信噪比，雷达一般要求发射天线主波束是具有高增益的定向波束，然而通信用户却可能分布在空间中的各个方位，当通信用户位于波束主瓣之外的时候，通信接收信噪比将会严重下降。

与单天线系统不同，MIMO系统使用多个发射天线，具有更多的空间自由度。多用户MIMO通信通过发射预编码，可以抑制多个用户之间的干扰，实现基于空分复用的多用户通信。MIMO雷达系统通过在各个天线发射独立的正交波形，可以合成虚拟孔径，提高阵列雷达的空间自由度和可分辨目标个数，改善目标方位估计的分辨力和估计精度。图1为本发明实施例提供的MIMO一体化系统的工作场景示意图，可参考图1所示，MIMO一体化系统可以同时实现MIMO雷达和多用户MIMO通信的功能，通过设计各个天线的发射信号，MIMO一体化系统可以在保证雷达发射性能的同时，合成多个指向通信用户的波束，优化通信用户的接收信干噪比。

然而，在现有的MIMO一体化系统中，当通信用户终端的个数少于发射天线个数的时候，导致各个阵元无法发射完全正交的波形，造成MIMO雷达的性能损失。因此，现在亟需一种用于MIMO一体化系统共享发射阵列的预编码方法及系统来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种用于MIMO一体化系统共享发射阵列的预编码方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于MIMO一体化系统共享发射阵列的预编码方法，包括：

将待传输到每个用户终端的信息比特序列映射为通信符号序列，并对所述通信符号序列进行功率归一化处理，得到通信符号向量；

通过随机相位编码，生成雷达伪随机发射序列，并根据所述雷达伪随机发射序列，获取对应的雷达发射序列向量；

对所述通信符号向量和所述雷达发射序列向量进行线性预编码处理，得到共享发射阵列的基带发射信号序列。

进一步地，所述将待传输到每个用户终端的信息比特序列映射为通信符号序列，并对所述通信符号序列进行功率归一化处理，得到通信符号向量，包括：

将待传输到第k个用户终端的信息比特序列映射为通信符号序列c_k[n]；

根据功率归一化公式，获取功率归一化处理后的通信符号序列所述功率归一化公式为：

其中，p_k表示传输到第k个用户终端的符号对应的平均功率；k＝0,…,K-1，K表示用户终端个数；n＝0,…,N-1，n表示离散时间，N表示待传输到每个用户终端的通信符号个数；

根据归一化处理后的通信符号序列，构建通信符号向量：