[发明专利]基于CE-OFDM的雷达通信一体化信号设计方法

说明书

本发明公开了一种基于CE‑OFDM的雷达通信一体化信号设计方法。本发明是在传统的基于OFDM的雷达通信一体化设计方案上提出一种基于CE‑OFDM的雷达通信一体化信号设计方案，在保证有效通信传输速率的前提下，有效解决了OFDM系统峰均比过高的问题。在发射端，比特数据信息经QAM调制和IFFT变换后，通过附加相位调制成为CE‑OFDM信号；在接收端，将信号进行基于反正切的相位解调后即可恢复出发送的OFDM信号。在进行雷达信号处理时，采用基于调制符号序列的新型雷达信号处理方法，解决了该信号自相关性较差的问题，实现了对目标距离的高分辨估计。

技术领域

本发明属于雷达通信领域，涉及一种基于CE-OFDM(Constant EnvelopeOrthogonal Frequency-Division Multiplexing，恒包络正交频分复用)的雷达通信一体化信号(简称一体化信号)设计方法。

背景技术

随着计算机技术、无线通信技术与传感器技术的迅速发展，运用合理的信息和传感技术来进行道路交通管制的思想应运而生。智能交通系统(IntelligentTransportation Systems，ITS)的目标是建立一个车辆之间、车辆与路边基础设施之间的智能交通网络，使车车通信，车物通信成为可能。同时，智能车辆也应该具有感知周边环境的能力。因此在ITS的框架定义里，智能车辆(Intelligent Vehicle，IV)必须拥有如下两种工作方式：雷达感知与无线通信。

雷达系统和通信系统作为两个独立成熟的系统，具有相似的理论基础和系统框架。雷达通信一体化能够有效降低成本、减小提及、节约频谱资源。传统的基于OFDM的雷达通信一体化信号，具有高分辨特性和高速通信等优点的同时，还存在OFDM系统固有的峰均比(PAPR)过高的问题。

CE-OFDM雷达通信一体化信号设计的核心是，在发射端通过附加相位调制使信号PAPR恒为0，然后在接收端进行相应的相位解调即可恢复出发送的OFDM信号。

CE-OFDM信号可以完美解决OFDM系统PAPR过高的问题，提高发射功率动态范围。但同时存在的问题是CE-OFDM信号自相关性能较差，模糊函数旁瓣较高，传统的基于信号自相关性的雷达信号处理方法无法有效处理该信号。

发明内容

本发明的目的在于弥补以上不足，提出一种基于CE-OFDM的雷达通信一体化信号设计方法，以保证在车联网的应用场景下同时获得较高的通信传输速率和较高的雷达分辨性能。

本发明采用的技术方案是：一种基于CE-OFDM的雷达通信一体化信号设计方法，包含以下步骤：

(1)在发射端将数据信息调制为OFDM信号，再对所述OFDM信号进行相位调制，获得基于CE-OFDM的雷达通信一体化信号；

(2)目标车辆通过接收天线接收到所述雷达通信一体化信号后，对接收到的雷达通信一体化信号进行通信信号处理，提取获得其中的通信信息；

(3)同时，发射车辆接收并处理目标回波信号，提取获得其中的雷达信息。

进一步的，所述步骤(1)中包括如下步骤：

1)将数据信息经QAM调制为长度为N_QAM的符号将共轭对称补零后获得调制符号序列此调制符号序列的结构能够保证IFFT输出为实数；

2)将步骤1)所得的调制符号序列进行IFFT变换，得到长度为N的实值OFDM信号

3)将所述实值OFDM信号通过相位调制器，将调制得到的CE-OFDM信号添加循环前缀后，再依次通过数模转换器和功率放大器，得到调制信号s(t)，作为发射信号。

进一步的，所述步骤(2)中包含如下步骤：