一种基于大规模MIMO通感一体化系统的一体化波形设计方法技术方案

本发明专利技术属于雷达与通信系统的频谱共享的技术领域，公开了一种基于大规模MIMO通感一体化系统的一体化波形设计方法，包括基于大规模MIMO通感一体化系统初始化一体化波形；基于统计CSI设计一体化波形中通信发射协方差矩阵和专用雷达协方差矩阵；通过判断等效信道参数是否收敛以获得最优一体化波形。本发明专利技术虑到实际情况下双功能基站难以获取准确的实时CSI，所以基于统计CSI设计了通信感知一体化波形，有效地深度融合了雷达感知和无线通信功能，实现一体化波形设计，并使得实现复杂度和系统开销显著降低，有着很好的实用性。有着很好的实用性。有着很好的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大规模MIMO通感一体化系统的一体化波形设计方法


[0001]本专利技术涉及雷达与通信系统的频谱共享的
，尤其涉及一种基于大规模MIMO通感一体化系统的一体化波形设计方法。

技术介绍

[0002]随着第五代移动通信系统(the 5th Generation mobile networks,5G)的发展和大规模商用，频谱资源有限且越来越拥挤，能够提高频谱的利用率的方法显得尤为重要。目前，雷达占用了丰富的频谱资源，无线通信可以充分利用雷达频谱来缓解频谱资源紧张。因此，通信感知一体化技术，可以将雷达感知系统和无线通信系统相互结合。但如何将两个分立的系统一体化进行设计，来实现相互促进是亟待解决的问题。
[0003]研究基于统计CSI的通信感知一体化的波形设计方法具有更加实际的应用意义，一方面是因为在实际情况下往往难以实时获得准确的瞬时CSI，所以使用统计CSI更具有可实现性；另一方面是因为基于统计CSI可以推导计算出一体化波形的闭式解，在实际的应用中大大降低系统的开销和实现复杂度，从而节省功耗，提升系统的整体性能。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大规模MIMO通感一体化系统的一体化波形设计方法，其特征在于，包括：对一体化波形的通信发射协方差矩阵、专用雷达协方差矩阵和等效信道参数进行初始化操作；基于统计CSI设计通信发射协方差矩阵和专用雷达协方差矩阵；通过判断等效信道参数是否收敛以获得最优一体化波形。2.如权利要求1所述的基于大规模MIMO通感一体化系统的一体化波形设计方法，其特征在于：所述大规模MIMO通感一体化系统包括一个双功能基站、一个多天线用户、和一个感兴趣的感知目标；所述双功能基站分别具有N
t
根发射天线，和N
r
根接收天线，并与一个具有M根天线的通信用户进行下行通信，同时感知一个远场的点状感知目标，其中，1＜M＜N
t
。3.如权利要求2所述的基于大规模MIMO通感一体化系统的一体化波形设计方法，其特征在于：定义双功能基站到多天线用户之间的信道表示为：其中，R
H
、T
H
和分别是M
×
M、N
t
×
N
t
、M
×
N
t
的矩阵，均表示统计CSI矩阵，H
iid
表示信道的随机分量部分，服从均值为0、方差为的复高斯分布，表示矩阵的平方根运算。4.如权利要求3所述的基于大规模MIMO通感一体化系统的一体化波形设计方法，其特征在于：定义双功能基站到探测目标之间相应的目标响应矩阵表示为：其中，(
·
)
*
、(
·
)
H
分别表示矩阵的共轭和共轭转置运算，α0表示目标复振幅系数，a
r
(θ0)为接收天线的导向矢量，a
t
(θ0)为发射天线的导向矢量，分别表示为：)为发射天线的导向矢量，分别表示为：其中，d表示接收和发射天线的线性排列间距，θ0表示天线收发角，λ表示光的波长，j是虚数单位，(
·
)
T
表示矩阵的转置运算。5.如权利要求4所述的基于大规模MIMO通感一体化系统的一体化波形设计方法，其特征在于：所述初始化包括：将一体化波形中通信发射协方差矩阵Q
c
、专用雷达协方差矩阵Q
r
的值均设为单位阵，等效...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，李建勇，蔡曙，张琦，金石，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：