[发明专利]用于太赫兹通信感知一体化的SI-DFT-s-OFDM系统

说明书

一种用于太赫兹通信感知一体化的SI‑DFT‑s‑OFDM系统，包括：通信感知发送端、与通信感知发送端通过太赫兹无线通信信道相连的通信接收端以及与通信感知发送端通过感知信道相连的感知接收端，其中：通信感知发送端将通信数据调制并发射太赫兹无线信号，感知接收端接收到的目标反射的太赫兹无线信号，经参数估计并输出目标的距离和速度，通信接收端根据接收到的太赫兹无线信号进行数字解调并输出通信数据。本发明通过将感知的功能集成到DFT‑s‑OFDM系统中，充分利用了太赫兹信道特性，同时减少了发射信号的峰均功率比。

技术领域

本发明涉及的是一种太赫兹通信领域的技术，具体是一种用于太赫兹通信的感知集成离散傅里叶变换正交频分复用(SI-DFT-s-OFDM)系统。

背景技术

太赫兹通信感知一体化(THz joint communication and sensing)技术集成了通信和感知的同时，提供包括雷达感知、定位、成像和频谱图服务。但由于自由空间的传播损耗和反射损耗在THz频段变得更强，因此通信链路的有效射线数目减少。定向天线用于提供较高的天线增益并补偿严重的路径损耗，从而增加了通信信道的相干带宽。其次，较高频率下的发射机的功率放大器(PA)效率对发射信号的峰均功率比(PAPR)更为敏感。

为了提高太赫兹通信感知的能量效率，应考虑降低峰均功率比。现有技术通过基于正交频分复用(OFDM)的通信感知一体化，其频谱效率高并且实现了良好的感知精度。但是，OFDM具有较高的PAPR，可能不适用于THz系统。相比之下，纯粹的单载波波形通过使用具有良好自相关特性的编码序列来实现距离估计，但是这会极大地牺牲数据速率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于太赫兹通信感知一体化的SI-DFT-s-OFDM系统，将感知的功能集成到DFT-s-OFDM系统中，充分利用了太赫兹信道特性，同时减少了发射信号的峰均功率比。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种用于太赫兹通信感知一体化的SI-DFT-s-OFDM系统，包括：通信感知发送端、与通信感知发送端通过太赫兹无线通信信道相连的通信接收端以及与通信感知发送端通过感知信道相连的感知接收端，其中：通信感知发送端将通信数据调制并发射太赫兹无线信号，感知接收端接收到的目标反射的太赫兹无线信号，经参数估计并输出目标的距离和速度，通信接收端根据接收到的太赫兹无线信号进行数字解调并输出通信数据。

技术效果

与现有技术相比，本发明利用了太赫兹频段的信道特性，即通信信道的时延扩展远小于感知信道的最大探测时延扩展。比起OFDM系统能够降低大约3dB左右的峰均功率比，比起DFT-s-OFDM系统能提高18％的数据速率，同时能实现毫米级的距离估计精度。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为本发明帧结构示意图；

图3为通信感知发送端示意图；

图4为通信接收端示意图；

图5-图7为实施例效果示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本实施例涉及一种用于太赫兹通信感知一体化的SI-DFT-s-OFDM系统，包括：通信感知发送端以及感知接收端和通信接收端，其中：通信感知发送端根据发射数据源的通信信息进行数字调制、数模转换(DAC)处理并输出SI-DFT-s-OFDM调制射频信号，感知接收端根据目标反射信号进行模数转换(ADC)、数字解调、参数估计处理并输出目标距离和速度估计结果，通信接收端根据接收信号进行模数转换、数字解调处理并输出通信信息。

所述的参数估计处理具体步骤包括：