[发明专利]基于时延-多普勒联合调制的分布式雷达通信一体化方法

说明书

本发明公开了一种基于时延‑多普勒联合调制的分布式雷达通信一体化方法，包括：获取接收端接收到的雷达通信一体化信号，从雷达通信一体化信号中提取通信信号回波和雷达信号回波；根据雷达信号回波利用互相关法获取目标时延、路径增益和多普勒信息；采用turbo迭代最大比合并算法对通信信号回波进行解调，获得时延‑多普勒域网格中的通信数据，根据所述目标时延和多普勒信息，利用chan法对目标进行定位测速，得到目标定位测速结果。

技术领域

本发明属于雷达通信一体化技术领域，具体涉及一种基于时延-多普勒联合调制的分布式雷达通信一体化方法。

背景技术

随着电子信息技术的高速发展，雷达感知和无线通信在收发通道、信号与数据处理、管理与控制等方面的差异正逐步缩小，已呈现出一体化趋势。在国内外专家学者多年的研究下，一体化系统历经了独立式结构、联合式结构和综合式结构的发展演进，已经在控制与显示、处理、通道和孔径等一体化方面取得了初步的成果，如今正在向电磁空间的信号一体化发展。

然而，受经典雷达探测理论、香农信息论等基础理论约束，经典的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)通信信号并不适用于雷达探测。具体而言，OFDM通信信号的模糊函数中存在伪峰和高旁瓣问题，导致该信号无法兼具优良的雷达探测性能。此外，基于OFDM技术的一体化信号多普勒容限低，无法胜任高动态应用场景。

为此，部分学者提出了基于正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space，OTFS)的新型调制方式，通过在时延-多普勒域传输信号有效解决时变信道的影响。

基于OTFS的雷达通信一体化方法仍然是一个有待解决的开放问题。在一已发表的论文“GAUDIO L,KOBAYASHI M,BISSINGER B,et al.Performance analysis of jointradar and communication using OFDM and OTFS[C]//2019IEEE InternationalConference on Communications Workshops.Shanghai,China.IEEE,2019:1-6.”中提出将OTFS信号用于雷达通信一体化系统，证明了其用于雷达目标检测和参数估计的性能极限与传统雷达信号一致，并将满帧的符号用于雷达探测，但是满帧的OTFS符号中含有幅相起伏较大的通信信号回波，其雷达点扩展函数旁瓣通常较高，存在引入虚假目标，淹没微小目标等风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在高速移动场景下，有效兼顾优良雷达探测性能和高速无线通信性能，并通过多站协同的雷达体制大幅降低了探测功能所需资源。

目的：为了解决上述问题，本发明提供一种基于时延-多普勒联合调制的分布式雷达通信一体化方法，该方法绕开时频维度，在时延-多普勒域进行一体化设计与处理，进而兼具优良的无线通信和雷达探测性能(尤其适用高速移动场景)。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，提供一种基于时延-多普勒联合调制的分布式雷达通信一体化方法，包括：

步骤S1、响应于发射站发射基于时延-多普勒联合调制的雷达通信一体化信号，获取接收端接收到的雷达通信一体化信号，所述雷达通信一体化信号包括由雷达信号、通信信号、保护间隔三部分组成；

步骤S2、从雷达通信一体化信号中提取通信信号回波和雷达信号回波；根据雷达信号回波利用互相关法获取目标时延、路径增益和多普勒信息；

步骤S3、根据目标时延、路径增益和多普勒信息，采用turbo迭代最大比合并算法对通信信号回波进行解调，获得时延-多普勒域网格中的通信数据；

步骤S4、根据所述目标时延和多普勒信息，利用chan法对目标进行定位测速，得到目标定位测速结果，包括目标坐标位置以及目标移动速度。