多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法技术

本发明专利技术公开了一种多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法，包括：根据应用需求，确定参数，得到OCDM一体化基带信号的符号表达式；改变OCDM一体化基带信号的符号中的调频斜率，获得与OCDM一体化基带信号的符号呈准正交关系的正交OCDM的符号表达式；对OCDM一体化基带信号的符号和正交OCDM进行分时选择，获得包含M个符号的一帧OCDM基带信号表达式，并确定雷达通信一体化信号。本发明专利技术使得每个OCDM符号所调制的编码序列具有优良的非周期自相关和互相关特性，解决了雷达通信一体化的模糊函数对通信调制信息的影响敏感问题。

【技术实现步骤摘要】
多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法
本专利技术属于雷达通信技术，具体为一种多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法。
技术介绍
随着信息技术的飞速发，雷达和通信作为电子信息技术的重要应用，其发展速度远超想象。从电子对抗到民用通信技术，相关技术的应用十分普遍，带给人们生活的变化也显而易见。但伴随着技术发展，对系统的集成度和功能多样化提出更高的要求，将探测、通信以及电子对抗等功能的电子设备集于一个平台存在资源冗杂、系统体积大、相互间电磁干扰等问题，雷达通信一体化的提出为实现系统设备的高效利用和系统集成提供了解决方案，对电子信息技术发展具有重要意义。为了实现雷达和通信的一体化，关键是设计雷达和通信的一体化的信号波形。目前雷达和通信的一体化的信号波形设计方式包括两类方式:一类方式是采用复用技术对雷达和通信的一体化的信号波形进行设计，另一类方式是直接使用通信信号的雷达波形对雷达和通信的一体化的信号波形进行设计。随着技术进步，先后出现了不同的信号波形的体制，包括时分复用、码分复用和共享信号。其中共享信号的一体化程度最高，不仅最大程度上实现了设备硬件模块共享，而且克服了前文中雷达与通信信号区分带来的缺点。共享信号目前的研究较多，其中OFDM信号的研究已经持续了一段时间，具有很高的实用性。在基于共享信号的雷达通信一体化系统中，需要解决雷达通信信息的分离，通信数据对雷达性能的影响等问题。随着信号处理技术和硬件的发展，实现共享信号的一体化系统逐渐成为可能。OCDM是一种基于无线通信提出的离散菲涅耳变换(DFnT)的多载波信号。OCDM信号子载波之间带宽相同且正交，具有大时宽带宽积，作为通信信号具有较大的多普勒容限，通信性能好，且能够应用于雷达系统，可以作为雷达通信一体化信号。文献“LvX,WangJ,JiangZ.AnovelPAPRreductionmethodforOCDM-basedradar-communicationsignal[C].2018IEEEMTT-SInternationalMicrowaveWorkshopSerieson5GHardwareandSystemTechnologies(IMWS-5G).IEEE,2018.”首先提出了基于OCDM信号的雷达通信一体化系统的概念，并对系统的结构进行简单说明。后来，学者研究OCDM方案对于联合通信和雷达的适用性，文献“DeOliveiraLG,AlabdMB,NussB,etal.AnOCDMRadar-CommunicationSystem[C].202014thEuropeanConferenceonAntennasandPropagation(EuCAP),Denmark:IEEE,2020:1-5.”介绍了系统的软件无线电实现，并与对等的OFDM系统进行比较，系统的通信性能良好，也可以容易地实现雷达目标的分辨，但相比OFDM雷达的分辨效果仍然有限，需要进一步研究提高分辨力的方法。上述文献中，使用的正交线性调频复用信号一个脉冲内包含一个OCDM符号，并且在这种波形设计中，未考虑通信调制的不确定性和随时间的可变性给雷达通信一体化信号的模糊函数产生的影响，会导致一体化信号模糊图恶化，雷达的探测性能受到影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法。实现本专利技术目的的技术方案为：一种多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法，具体步骤为：步骤1，根据应用需求，确定参数，得到OCDM一体化基带信号的符号表达式；步骤2，改变OCDM一体化基带信号的符号中的调频斜率，获得与OCDM一体化基带信号的符号呈准正交关系的正交OCDM的符号表达式；步骤3，对OCDM一体化基带信号的符号和正交OCDM进行分时选择，获得包含M个符号的一帧OCDM基带信号表达式，并确定雷达通信一体化信号。优选地，构成OCDM一体化基带信号的符号的第n个子载波线性调频信号为：式中，T为符号的持续时间，N为子载波数。优选地，构成OCDM一体化基带信号的符号表达式具体为：式中，T为符号的持续时间，N为子载波数，m∈[0,1,...,M-1]，a(n)∈χ为第n个线性调频信号上的调制的通信信息，χ为二进制码调制方法集合，rect()是矩形窗函数，TOCDM＝T+TG是一个OCDM符号的持续时间，TG为保护间隔持续时间，M为符号数。优选地，符号持续时间满足：c0为光在空气中的传播速，fc为射频载波频率，Δvmax为要求的速度分辨力；一帧信号中的符号数M约束为：子载波数：N＝BT，Δrmax式中，为最大分辨率容限。优选地，正交OCDM的符号表达式的调频斜率为OCDM一体化基带信号的符号的调频斜率的相反数。优选地，正交OCDM符号表达式为：式中，T为符号的持续时间，N为子载波数，m∈[0,1,...,M-1]，a(n)∈χ为第n个线性调频信号上的调制的通信信息，χ为二进制码调制方法集合，rect()是矩形窗函数，TOCDM＝T+TG是一个OCDM符号的持续时间，TG为保护间隔持续时间，M为符号数。优选地，包含M个符号的一帧OCDM基带信号表达式具体为：其中，k是符号的二进制码编码序列，第m个符号k(m)为0时表示为加载OCDM，1表示加载Q-OCDM，T为符号的持续时间，N为子载波数，m∈[0,1,...,M-1]，a(n)∈χ为第n个线性调频信号上的调制的通信信息，χ为二进制码调制方法集合，rect()是矩形窗函数，TOCDM＝T+TG是一个OCDM符号的持续时间，TG为保护间隔持续时间，M为符号数。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：第一，本专利技术调制的多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号，一帧信号上加载多个符号周期的通信调制信息，与传统单脉冲调制方式相比在相同带宽下提高了通信的数据率；第二，本专利技术调制的多符号准正交的雷达通信一体化信号的模糊函数图的形状为图钉状，相比于基于经典的OCDM信号，在受到通信信息不均匀分布影响时，该模糊函数图的距离模糊图的旁瓣衰减慢，且较为平坦；第三，本专利技术通过对OCDM调制波形的改进，使得每个OCDM符号所调制的编码序列具有优良的非周期自相关和互相关特性，能够解决雷达通信一体化的模糊函数对通信调制信息的影响敏感问题。附图说明图1为OCDM基带信号的符号结构示意图。图2为(a)正交OCDM符号的自相关示意图；(b)正交OCDM符号与OCDM符号的互相关示意图。图3为OCDM与0,1序列MQ-OCDM自相关仿真结果(符号数M＝2)。图4为OCDM与0,1序列MQ-OCDM自相关仿真结果(符号数M＝3)具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细描述：一种多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法，根据系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法，其特征在于，具体步骤为：/n步骤1，根据应用需求，确定参数，得到OCDM一体化基带信号的符号表达式；/n步骤2，改变OCDM一体化基带信号的符号中的调频斜率，获得与OCDM一体化基带信号的符号呈准正交关系的正交OCDM的符号表达式；/n步骤3，对OCDM一体化基带信号的符号和正交OCDM进行分时选择，获得包含M个符号的一帧OCDM基带信号表达式，并确定雷达通信一体化信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法，其特征在于，具体步骤为：
步骤1，根据应用需求，确定参数，得到OCDM一体化基带信号的符号表达式；
步骤2，改变OCDM一体化基带信号的符号中的调频斜率，获得与OCDM一体化基带信号的符号呈准正交关系的正交OCDM的符号表达式；
步骤3，对OCDM一体化基带信号的符号和正交OCDM进行分时选择，获得包含M个符号的一帧OCDM基带信号表达式，并确定雷达通信一体化信号。


2.根据权利要求1所述的多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法，其特征在于，构成OCDM一体化基带信号的符号的第n个子载波线性调频信号为：



式中，T为符号的持续时间，N为子载波数。


3.根据权利要求1所述的多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法，其特征在于，构成OCDM一体化基带信号的符号表达式具体为：



式中，T为符号的持续时间，N为子载波数，m∈[0,1,...,M-1]，a(n)∈χ为第n个线性调频信号上的调制的通信信息，χ为二进制码调制方法集合，rect()是矩形窗函数，TOCDM＝T+TG是一个OCDM符号的持续时间，TG为保护间隔持续时间，M为符号数。


4.根据权利要求3所述的多符号准正交OCDM雷达通信一体化信号调制方法，其特征在于，符号持续时间满足：



c0为光在空气中的传播...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶琦，许奥，张锦，吴文，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32