[发明专利]基于星座点映射插入信息的雷达通信一体化设计方法

权利要求书

1.基于星座点映射插入信息的雷达通信一体化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，给定雷达通信一体化系统的待传输信息符号x，采用M-PSK调制待传输信息符号x，得到对应的待插入信息符号Γ＝[v₁,…,v_q,…,v_Q]^T；

其中，x的元素是0或者1，x的长度为Q×M，Q是正交基信号的个数，M是星座点的个数；[·]^T表示向量转置；

步骤2，根据通信距离，预先设定通信方向的信号幅度ρ，并把待插入信息符号Γ插入到通信方向的信号相位中，然后进行发射波束优化，得到正交基信号的加权向量c'_q,q＝1,2,…,Q，即为MIMO雷达发射波束形成权向量；

步骤3，构建一个N_c阶的Hadamard矩阵H₀，提取矩阵H₀的前Q行向量，作为一组离散的正交基信号u₁,…u_q,…,u_Q；

其中，N_c表示一个雷达脉冲内的子脉冲数，u_q,q＝1,2,…,Q表示H₀矩阵的第q行向量；

步骤4，根据发射波束形成权向量c'_q和正交基信号u_q，对正交基信号进行加权求和，得到每个天线上的离散发射信号：

其中，s_p,p＝1,2,…,M_t为第p个天线上的离散发射信号，M_t表示发射天线的个数；

对每个天线上的离散发射信号分别进行数模转换，得到对应的连续时间发射信号t为时间，u_q(t)为连续时间的正交基信号；

步骤5，所述连续时间发射信号经过高斯白噪声信道后到达基站接收端，得到通信接收信号y(t)；对通信接收信号进行匹配滤波后，提取每个正交基信号上携带的信息符号y_q,q＝1,2,…,Q；

步骤6，采用极大似然准则对提取的信息符号y_q进行判决，得到最终的信息符号对最终的信息符号进行M-PSK解调，得到雷达通信一体化系统传输的通信数据，即完成雷达通信一体化系统与基站的通信。

2.根据权利要求1所述的基于星座点映射插入信息的雷达通信一体化设计方法，其特征在于，第m个星座点表示的符号为v^(m)＝e^j2πm/M，m＝0,1,…,M-1。

3.根据权利要求1所述的基于星座点映射插入信息的雷达通信一体化设计方法，其特征在于，所述发射波束优化的具体过程为：

首先，给定发射波束优化的目标函数及其约束条件：

Ca_t(θ_c)＝ρΓ

其中，C＝[c₁,…,c_q,…,c_Q]^H表示Q个加权向量组成的加权矩阵，是复数域内的Q×M维的变量，c_q,q＝1,2,…,Q表示第q个正交基信号的加权向量，[·]^H表示矩阵共轭转置，a_t(θ)表示发射导向向量，θ表示空域角度，θ_c表示通信方向角度，a_t(θ_c)表示通信方向角度对应的发射导向向量；Θ_ml表示主瓣区域的角度集合，Θ_sl表示旁瓣区域的角度集合，||·||₂表示向量的2范数，F(·)表示所有向量元素求和；

然后，求解目标函数的最优解，得到对应的最优加权矩阵C'＝[c'₁,…,c'_q,…,c'_Q]^H，即为MIMO雷达发射波束形成权向量。