一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法，包括：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其是涉及一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法
。

技术介绍

[0002]随着自动驾驶和汽车互联网的快速发展，车载毫米波雷达在先进驾驶辅助系统和车辆环境感知方面发挥着重要作用
。
车载雷达信道具有一定的特殊性，如毫米波波段的高载频
、
发射机和接收机的位置相同
、
特定的环境和通常环境的时变等
。
这些特殊性给雷达信道的研究带来了挑战和必要性
。
[0003]现阶段对雷达信号的处理都是利用拍频信号进行一系列的分析和研究，即发射信号在经过信道传输后被接收天线接收，回波信号经过混频
、
抗混叠滤波等环节，得到拍频信号
。
这种方式虽然有将高频转到低频的效果，可以降低接收端的采样频率，但却忽视了信道存在的频率选择性衰落，会导致一部分信道信息的丢失，同时也降低了分辨率和准确度
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了提供一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法，包括：
[0007]步骤
S1
：获取车载雷达的原始接收信号；
[0008]步骤
S2
：通过雷达发射信号的时域模型和雷达发射信号的频域模型，结合信道频率响应模型，确定原始雷达接收信号的频域模型；
[0009]步骤
S3
：以所述原始雷达接收信号的频域信号为输入，以所述原始雷达接收信号的频域模型作为先验模型，在频域估计多径分量参数；
[0010]步骤
S4
：根据多径分量参数的估计结果，得到多径信息，其中，所述多径信息包括时延
、
多普勒频移
、
波达方向
、
波离方向，重构原始接收信号
。
[0011]所述车载雷达为毫米波线性调频雷达
。
[0012]所述雷达发射信号的时域模型的数学表达式为：
[0013][0014]其中：
s
t
(t
s
,t
f
)
为雷达发射信号的时域模型，
t
s
为发射信号的慢时间，
t
f
为发射信号的快时间，
l
为慢时间索引，
L
为信号序列的个数，
δ
(
·
)
为狄拉克函数，
T
cp
为脉冲重复时间，
Rect(
·
)
为窗函数，
T
chirp
为信号持续时间，
A
t
为发射信号复幅值，
f
c
为中心频率，
k1为信号带宽和信号持续时间的比值
。
[0015]所述发射信号的快时间的数学表达式为：
[0016]t
f
＝
n
s
/F
s
[0017]其中：
F
s
为采样频率，
n
s
为采样点
。
[0018]所述雷达发射信号的频域模型的数学表达式为：
[0019][0020]其中：
S
t
(f)
为雷达发射信号的频域模型，
f
为各时刻对应的频率，为各时刻对应的频率，为菲涅尔函数
。。
[0021]所述信道频率响应模型的数学表达式为：
[0022][0023]其中：
H(f)
为信道频率响应模型，
α
n
为第
n
条路径的复幅值，
N
为路径数，
τ
为第
n
条路径的时延
。
[0024]所述原始雷达接收信号的频域模型的数学表达式为：
[0025][0026]其中：
S
r
(f)
为原始雷达接收信号的频域模型，
f
为各时刻对应的频率，
k1为信号带宽和信号持续时间的比值，
f
c
为中心频率，为中心频率，为菲涅尔函数，
α
n
为第
n
条路径的复幅值，
τ
n
为第
n
条路径的时延
。
[0027]所述估计多径分量参数的过程采用基于空间迭代广义期望最大化算法实现
。
[0028]所述多径分量参数包括时延和对应的距离纬度信息
。
[0029]所述步骤
S4
中得到多径信息的过程基于利用功率时延谱进行信道特征分析的方式实现
。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0031]1、
传统的车载雷达信号处理方式为接收信号会经过混频
、
抗混叠滤波等环节，而得到拍频信号，本专利技术中原始的雷达接收信号不经过混频的计算，而是直接利用原始的接收信号进行处理并分析，避免了信道存在的频率选择性衰落造成的准确性的影响，提高了参数估计结果的分辨率和准确度
。
[0032]2、
更符合实际状态下车载雷达的工作环境，并推导出了在不进行混频操作的情况下原始的雷达接收信号的频域模型，并将这个频域模型作为高精度信道参数估计算法的先验模型，进行信道参数估计，利用了原始接收信号中丰富的信道信息，提高了参数估计结果的分辨率和准确度
。
附图说明
[0033]图1为本专利技术的流程图；
[0034]图2为本专利技术实施例中单目标多径仿真场景的示意图；
[0035]图3为本专利技术实施例中单目标多径场景下原始接收信号的功率时延谱；
[0036]图4为本专利技术实施例中单目标多径场景下利用原始接收信号进行高精度信道参数估计后功率时延谱的重构前后结果对比图；
[0037]图5为本专利技术实施例中单目标多径场景下传统拍频信号的功率时延谱；
[0038]图6为本专利技术实施例中单目标多径场景下利用传统拍频信号进行高精度信道参数估计后功率时延谱的重构前后结果对比图；
[0039]图7为本专利技术实施例中单目标多径场景下原始接收信号与传统拍频信号的功率时延谱的对比图
。
具体实施方式
[0040]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明
。
本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法，其特征在于，包括：步骤
S1
：获取车载雷达的原始接收信号；步骤
S2
：通过雷达发射信号的时域模型和雷达发射信号的频域模型，结合信道频率响应模型，确定原始雷达接收信号的频域模型；步骤
S3
：以所述原始雷达接收信号的频域信号为输入，以所述原始雷达接收信号的频域模型作为先验模型，在频域估计多径分量参数；步骤
S4
：根据多径分量参数的估计结果，得到多径信息，其中，所述多径信息包括时延
、
多普勒频移
、
波达方向
、
波离方向，重构原始接收信号
。2.
根据权利要求1所述的一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法，其特征在于，所述车载雷达为毫米波线性调频雷达
。3.
根据权利要求2所述的一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法，其特征在于，所述雷达发射信号的时域模型的数学表达式为：其中：
s
t
(t
s
,t
f
)
为雷达发射信号的时域模型，
t
s
为发射信号的慢时间，
t
f
为发射信号的快时间，
l
为慢时间索引，
L
为信号序列的个数，
δ
(
·
)
为狄拉克函数，
T
cp
为脉冲重复时间，
Rect(
·
)
为窗函数，
T
chirp
为信号持续时间，
A
t
为发射信号复幅值，
f
c
为中心频率，
k1为信号带宽和信号持续时间的比值
。4.
根据权利要求3所述的一种基于原始接收信号的雷达信道高分辨率参数估计方法，其特征在于，所述发射信号的快时间的数学表达式为：
t
f
＝
n
s
/F
s...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭川茗，尹学锋，朱芃琦，王萍，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：