[发明专利]一种基于TDS-OFDM的雷达通信一体化信号确定及传输方法

说明书

本发明一种基于TDS‑OFDM的雷达通信一体化信号确定及传输方法，(1)根据Walsh矩阵，生成Nc组正交多相码，作为初始正交多相码，采用遗传算法，对生成的Nc组初始正交多相码进行优化选择；(2)根据步骤(1)优化选择后的Nc组正交多相码，得到TDS‑OFDM雷达通信一体化信号；(3)对步骤(2)得到TDS‑OFDM雷达通信一体化信号的子载波进行幅度和相位调制，使得TDS‑OFDM雷达通信一体化信号的峰值均值功率比达到设定的要求，即得到优化后的TDS‑OFDM雷达通信一体化信号；(4)输出步骤(3)优化后的TDS‑OFDM雷达通信一体化信号。实现基于TDS‑OFDM的雷达通信一体化信号确定和传输。

技术领域

本发明涉及一种基于TDS-OFDM的雷法通信一体化信号确定及传输方法，属于多功能一体化电子系统通信技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，不同功能的电子装备对电磁频谱的竞争愈加激烈，为了提升频谱资源的利用率，满足现代战争对多功能一体化电子装备的需求，多功能一体化波形设计具有重要的研究意义与应用前景。

为了实现雷达与通信功能，传统的方式是相互独立的雷达与通信设备组装在一个平台上，而雷达通信一体化则是雷达与通信的发射、接收、处理等分系统共享，显著降低系统冗余、体积、重量、能耗以及操作复杂度。随着5G乃至6G无线通信技术的快速发展，通信与雷达都需要更大的带宽，导致频谱资源短缺问题愈加明显。解决该问题的一种有效方法是将雷达与通信的波形共享，即一体化波形。

西安电子科技大学廖桂生，刘永军，郭学敏以及王英等在其申请的专利“一种雷达通信一体化信号的优化方法”(申请号：201510443619.4，公告号：CN 105306399 B)中公开了一种雷达通信一体化信号的优化方法。该方法采用CP(Cyclic Prefix)-OFDM体制进行雷达通信一体化信号优化设计，通过采用gold序列对所发射的通信信息进行调制，得到对通信调制信息不敏感的雷达通信一体化信号。该方法的不足之处是，在CP-OFDM体制下，ODFM符号的循环前缀在互相关操作过程中产生高的副瓣电平导致雷达探测性能恶化，另外，由于每个发射脉冲的通信调制信息不同，会影响雷达信号的脉冲相参积累性能，该方法设计中未考虑脉冲之间的相参积累性能。

电子科技大学张天贤，王远航，汪子钦等人在其申请的专利“一种基于正交频分复用的雷达通信一体化信号设计方法”(申请号：201810232683.1，公告号：CN 108512797 B)中提出一种基于正交频分复用的雷达通信一体化信号设计方法。该方法采用任意脉冲长度的OFDM波形作为雷达通信一体化信号设计的基础，首先利用时域限幅来降低信号的峰均比，然后利用频域滤波与频域限幅保证信号的脉冲压缩性能，最后利用间隔式相位压缩法嵌入通信信息。该方法可以缓解雷达通信一体化信号由于通信信息嵌入导致信号峰均比高和脉压性能恶化的问题。但是该方法为了保证脉冲长度可任意将OFDM循环前缀置零，引起信噪比损失，破怀子载波周期性，另外，波形在OFDM信号基础上进行时域限幅、频域限幅以及频域滤波处理，会影响子载波之间的正交性。另外，由于每个发射脉冲的通信调制信息不同，会影响雷达信号的脉冲相参积累性能，该方法设计中未考虑脉冲之间的相参积累性能。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服上述现有技术的不足，提供一种基于TDS-OFDM的雷达通信一体化信号确定及传输方法，改善了信号的脉冲压缩性能与脉冲间相参积累性能，解决了OFDM信号峰值均值功率比过高导致功率放大器非线性失真的问题，能够更好地兼顾通信与雷达探测功能。

本发明解决的技术方案为：一种基于TDS-OFDM的雷达通信一体化信号确定及传输方法，步骤如下：

(1)根据Walsh矩阵，生成M组正交多相码，作为初始正交多相码；采用遗传算法，对生成的M组初始正交多相码进行优化选择，使优化选择后得到的N_c组正交多相码中任意两组正交多相码的平均延时互相关值和任意一组正交多相码的平均相位达到设定的要求；N_c≤M；