限幅法降低OFDM雷达通信一体化系统PAPR研究

为解决基于OFDM信号的雷达通信一体化系统峰均功率比较高的问题,分析了雷达与通信信号的特点,根据一体化系统实际,利用直接限幅算法对基于OFDM信号的雷达通信一体化系统PAPR进行抑制,并对不同限幅门限下PAPR抑制性能、系统误码率以及互相关函数进行了计算机仿真。研究表明,只要合理设置限幅门限,直接限幅法能够有效地降低一体化系统PAPR,由于限幅模块位于发射端,因此对雷达分系统目标检测性能影响较小;对于通信分系统,对信号直接限幅后会对误码率带来一定的影响,但是在信噪比较小时,仿真结果表明不论在衰落信道还是AWGN信道,直接限幅对系统的误码率性能影响不大。     

混沌相位频率调制OFDM雷达信号研究

雷达波形设计逐渐成为现代雷达领域研究的热点,本文首先提出一种OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)混沌随机相位编码信号,并在此基础上用混沌序列对子载波进行频率调制,得到一种OFDM随机相位随机频率编码雷达信号形式,分析该信号的模糊函数、自相关特性以及子载波数对自相关性能的影响。同时,对该混沌编码信号存在的问题进行分析,并研究降低PMEPR(Peak to Mean Envelope Power Ratio,包络峰均比)的方法。仿真结果表明:基于混沌序列的OFDM相位频率组合调制信号具有更优的模糊函数和自相关旁瓣,混沌序列的复杂性和随机性使得信号具有更强的低截获特性。      

多载波混沌频率编码雷达信号设计与分析

近年来,正交频分复用(OFDM)技术在雷达波形设计中的应用受到广泛关注.在OFDM技术的基础上,使用混沌序列对子载波上的码元进行频率编码调制,得到一种基于混沌序列的多载波随机频率编码雷达信号,波形设计参数更多.通过仿真对该信号的自相关性能、互相关性能和抗干扰性能进行分析,同时进一步研究了波形参数对信号自相关性能的影响....     

一种OFDM雷达通信一体化的距离超分辨方法

针对雷达通信一体化中的共享信号设计问题,设计了一种脉冲体制正交频分复用(OFDM)波形,并提出了一种基于OFDM共享信号的雷达通信一体化距离超分辨方法.每一脉冲为通信中的一帧,实现通信信息调制,并讨论了利用雷达副瓣进行通信信息传输的可行性.在雷达相干处理时间内,利用脉间通信调制信息的随机性实现距离解模糊,然后在通信信息补偿后构建距离的稀疏重构模型,并利用实现距离的超分辨估计.理论分析和仿真实验说明,所提方法能有效提高距离分辨力,并实现Mbit/s的数据通信.     

雷达通信一体化研究现状与发展趋势

雷达通信一体化通过一套共用的硬件设备实现雷达探测与通信传输,相比于传统单一的雷达或者通信设备,更易集成化、小型化和高效利用频谱。该文系统地介绍了雷达通信一体化的原理与特点,指出了一体化研究中亟需解决的问题,从典型的基于线性调频(LFM)的雷达通信一体化信号出发,全面梳理了国内外针对雷达通信一体化的相关研究,着重归纳了正交频分复用(OFDM)与多入多出(MIMO)技术在雷达通信一体化波形设计、信号处理、一体化系统设计等几个重点方向的研究进展,并分析了雷达通信一体化未来的可能发展趋势及其在军事领域和民用智能交通领域的重要应用前景。     

基于OFDM的MIMO-SAR抗多径波形设计

针对雷达多径干扰问题,提出一种基于正交频分复用（OFDM）的多发多收合成孔径雷达（MIMO-SAR）抗多径波形设计方法。该方法基于频率分集原理,设计循环移位OFDM-LFM波形提升OFDM波形有效带宽,并针对该波形设计MIMO平台收发模型,结合多通道正交波形空时编码（STC）方案实现多通道接收信号分离,该波形设计方案对SAR多径干扰抑制有效。该方法可以解决多径干扰导致的目标分辨率低及虚假目标问题,在机载SAR高分辨率成像、车载SAR城市探测与智能驾驶等方面具备广阔应用前景。     

基于OFDM的雷达通信一体化信号处理技术研究

在空间和功耗严格受限的平台下,采用基于OFDM的一体化技术来实现功率共享、通信速率高、探测和通信可同时进行的雷达通信系统。对比分析了2种基于OFDM的一体化信号的雷达信号处理方式。对基于OFDM的一体化信号的探测性能进行了仿真论证,重点分析了调制符号对于OFDM信号探测性能的影响。在实现探测功能的前提下,分析了信号的一体化对通信性能的影响。改进的OFDM信号能够实现高速通信和雷达探测功能。     

基于多载波调制的太赫兹通信感知一体化系统性能联合优化

单一的雷达指标和通信指标难以评价通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)系统的整体性能,不同的ISAC应用场景对通信和雷达的性能需求不同。提出了ISAC联合优化方案,能够将通信指标和雷达指标联合,并使一体化波形根据不同场景做适应性改变,提高了ISAC系统整体性能。推导了雷达条件互信息(Mutual Information, MI)和通信数据信息速率(Data Information Rate, DIR),在总功率的约束下,设计并实现了雷达MI和通信DIR的联合优化方案,通过求解凸函数优化问题得到了优化的发射功率,从而优化一体化波形。通过仿真和实验验证了联合优化方案的有效性,对比了基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)信号和正交啁啾分复用(Orthogonal Chirp Division Multiplexing, OCDM)信号调制的光子太赫兹一体化系统的优化效果,得出OFDM一体化系统具有更好的优化效果,性能提升较大。     

基于OFDM 波形的短波通信与超视距雷达集成实验研究

该文利用武汉大学新近研制的全数字主被动一体化高频地波雷达硬件平台,开展了短波通信与雷达探测的一体化实验研究。结合高频电波特定传播环境,首先从通信角度介绍了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)在短波通信中的关键技术,然后从雷达探测角度分析了OFDM 参数设计准则及其对超视距雷达探测性能的影响,最后说明了通信信号解调与探测信息获取的处理流程及部分关键技术,并介绍了硬件平台、参数配置及实验结果。结果表明OFDM 波形是一种良好的雷达通信一体化信号,该技术对超视距雷达(Over-The-Horizon Radar, OTHR)组网探测研究具有重要意义。      

OFDM新体制雷达研究现状与发展趋势

正交频分复用(OFDM)雷达是近些年才提出的一种新体制雷达,它借鉴了通信系统中正交多载频的原理,相比于传统雷达,具有一些独特的优势。该文系统地介绍了OFDM雷达的特点,全面梳理了国内外关于OFDM新体制雷达研究的文献,总结了信号特性与波形设计、信号处理、新体制雷达系统等几个重点方向的研究进展,并分析了OFDM雷达未来的几个发展趋势和应用前景。     

一种基于Bernoulli混沌的四相编码OFDM雷达信号设计方法

相位编码正交频分复用(OFDM)雷达具有许多优良的性能,近年来受到雷达界的广泛关注。但在实际应用中,相位编码OFDM雷达信号存在优良编码数量不多、长度受限、峰均比过高等问题。该文针对这些问题,提出了一种基于Bernoulli混沌的四相编码OFDM雷达信号设计方法,可以构建任意数量和长度的编码,具有更大的设计自由度,并且通过初相加权,得到包络峰均比小于2的混沌四相编码OFDM信号,该信号在高分辨、多普勒等方面具有较多优良特性。      

基于信道估计的限幅OFDM信号检测性能分析

大峰均比是正交频分复用(OFDM)系统的主要缺陷之一，对时域OFDM信号限幅是通常采用的一种抑制发送信号峰值功率的方法，但是限幅产生的非线性干扰，使系统的信道估计和信号检测性能降低。本文分析了限幅干扰对信道估计以及基于估计信道信息的OFDM数据信号检测性能的影响，推导出了基于信道估计信号检测的信噪比与限幅参数之间的关系。利用信噪比和高斯信道的误符号率及误比特率公式，本文对频率选择性瑞利衰落信道环境限幅OFDM系统中信号的误符号率和误比特率进行估算。计算机仿真和估算的结果相吻合。     

限幅OFDM系统中的判决辅助信道估计

在正交频分复用(OFDM)系统中，对基带时域信号限幅是通常采用的一种降低信号峰均比的方法，但是由限幅产生的非线性干扰使系统的信道估计和信号检测性能降低。本文针对OFDM系统的频域插值信道估计方案，分析了限幅对信道估计性能的影响，提出一种利用判决的信号辅助信道估计的方法，并分析了该方法为信道估计所能提供的最大信干比增益。理论分析和仿真结果表明这种方法能够提高信道估计的精度，从而提高信号检测的性能，降低接收机的误符号率。     

调频连续波MIMO雷达OFDM波形设计

对于多输入多输出调频连续波雷达,正交波形设计是其最关键的技术之一。传统频分波形采用频率调制方法,使得各信号在频域上互不重叠,通过带通滤波实现多通道分解,该方法信号带宽大、系统复杂,且由于采用带通滤波,信号相干性差。因此针对调频连续波雷达,本文提出了一种新的正交波形设计方法。该方法基于正交频分复用原理,一个信号周期包含M个线性扫频周期,其中M为正交信号个数,去调频接收后,作快时间离散傅里叶变换,通过多相分解实现信号分解。该方法不需要带通滤波,信号相干性好、带宽窄、系统简单。论文最后,通过仿真实验验证了波形设计的正确性和有效性。      

一种利用随机矩阵调制实现共享通信方法

本文提出了一种利用随机矩阵调制-OFDM雷达成像波形实现共享通信的方法。首先,利用基础波形和随机矩阵在OFDM波形上构造随机矩阵调制-OFDM波形库。然后,在发射端根据不同的通信方式确定不同的发射方式,并根据雷达性能和通信传输要求选取相应的参数。最后,在雷达接收端,利用发射信号的伪正交性分离出回波信号实现雷达成像;在通信接收端,利用接收信号在与发射波形相对应的匹配滤波器的输出端有较高的目标尖峰,来解调出通信信息。数值仿真表明,该方法在保留该波形优异的雷达成像性能的同时,可有效实现共享通信。基于随机矩阵调制-OFDM波形数量的丰富性以及良好的正交性,可以保证较大的数据通信速率及较高的数据通信质量。     

Peak‐to‐average power ratio reduction of orthogonal frequency division multiplexing systems using modified tone reservation techniques

This paper proposed a modified tone reservation (TR) technique that can reduce the peak‐to‐average power ratio (PAPR) of the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system and is able to correct errors to avoid channel interference. The TR technique is a widely used PAPR reduction technique, which divides subcarriers of the OFDM system into two sets to generate peak‐canceling signals and transmit modulated data. The subcarriers used to reduce the PAPR are called the peak reduction tone sets. The mechanism of peak‐canceling signal generation is a primary factor in determining the quality of the PAPR reduction performance of the TR technique. Currently, two signal generation mechanisms exist: TR‐gradient‐based and TR‐clipping‐based techniques. Although TR techniques can effectively reduce the high PAPR in the OFDM system, TR techniques lack the ability to correct errors. Therefore, this paper combined block coded modulation codes and TR techniques to provide the modified TR techniques with error correction abilities. From the simulation results, the modified TR techniques had a superior effect on PAPR reduction performance compared with the conventional TR technique. The modified TR technique also possessed the ability to correct errors during signal transmission. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.