基于连续相位调制和线性调频的通信雷达信号收发方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113395153A(43)申请公布日2021.09.14(21)申请号202110645522.7(22)申请日2021.06.09(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人曹宇于启月刘冠辰林泓池(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213代理人杨晓辉(51)Int.Cl.H04L5/00(2006.01)G01S13/86(2006.01)H04B7/0426(2017.01)H04B7/0456(2017.01)H04L27/20(2006.01)权利要求书4页说明书7页附图6页(54)发明名称基于连续相位调制和线性调频的通信雷达信号收发方法(57)摘要基于连续相位调制和线性调频的通信雷达信号收发方法，属于信号调制领域。本发明的目的是为了解决现有的通信雷达一体化系统只能单一的实现通信信号传输功能或雷达目标探测功能，导致频谱利用效率低的问题。本申请将传统的连续相位调制，波束形成和线性调频信号相结合，在考虑干扰存在的情况下，利用多天线的波束形成方案，可以在用户端提取自己的信息，与此同时，在基站端通过对回波的处理，提取时延和多普勒信息，实现对目标角度、距离和速度的估计，完成多用户数据传输和目标检测。它用于同时实现通信信号传输功能和雷达目标探测功能。CN113395153ACN113395153A权利要求书1/4页1.基于连续相位调制和线性调频的通信雷达信号收发方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、对每个用户的原始数据和目标导频序列分别进行调制，得到每个用户和目标调制后的数据；步骤2、根据步骤1得到的调制后的数据对所有用户和目标进行功率分配，得到各用户的功率Pk和目标的功率PT；步骤3、根据每个用户和目标的功率，分别获得每个用户和目标以脉冲形式形成的基带波形信号，每个基带波形信号各加载在一个线性调频载波信号上形成发送信号，并利用天线阵列发送出去，所述目标的发送信号为动态波束发送信号，所述用户的发送信号为静态波束发送信号；第nt根天线上的基带波形信号表示为：式中，g(t)为发射脉冲，和分别为第nt根天线上目标和第K个用户的预编码权值，ck为每个用户调制后的数据，cT为目标调制后的数据，Pk和PT分别为用户和目标的功率；步骤4、每个用户接收机对接收到的对应静态波束发送信号采用低通滤波器进行处理，利用维特比译码算法对处理后的信号进行解调，解调出用户自身信号；目标接收到动态波束发送信号后，反射出回波信号被基站端接收机接收，基站端接收机根据所述回波信号得到目标的位置和速度。2.根据权利要求1所述的基于连续相位调制和线性调频的通信雷达信号收发方法，其特征在于，步骤1中，得到每个用户和目标调制后的数据，具体过程为：通过MASK将每个用户的原始数据和目标导频序列各自映射成映射数据，采用CPM对每个映射数据进行相位调制，得到每个用户和目标的相位信息，根据每个用户和目标的相位信息得到每个用户和目标调制后的数据。3.根据权利要求1所述的基于连续相位调制和线性调频的通信雷达信号收发方法，步骤4中，基站端接收机根据所述回波信号得到目标的位置和速度的具体过程为：若所述回波信号的回波强度高于阈值，则判定目标存在，将回波信号和线性调频载波信号相乘经过基站端低通滤波器处理后，得到上升沿的差频信号和下降沿的差频信号，从所述上升沿的差频信号和下降沿的差频信号中分别提取出上升沿的差频和下降沿的差频，估计出目标时延和多普勒频率，进而得到目标的位置和速度；若所述回波信号的回波强度低于阈值，则判定目标不存在。4.根据权利要求2所述的基于连续相位调制和线性调频的通信雷达信号收发方法，其特征在于，每个用户的原始数据向量ak表示为其中，下角标k代表第k个用户，代表二进制数据，N为数据长度，M为调制阶数，目标导频序列向量aT表示为下角标T代表目标；2CN113395153A权利要求书2/4页每个用户的映射数据bk表示为其中，bk,N代表第k个用户的第N位数据，代表映射后的复数域数据，目标的映射数据bT表示为bT,N代表目标的第N位数据；每个用户的相位信息βk表示为βk＝[βk,1,βk,2,...,βk,N]，其中，h代表CPM调制的调制指数，bk,i代表第k个用户的第i位数据，目标的相位信息βT表示为βT＝[βT,1,βT,2,...,βT,N]，其中，bT,i代表目标的第i位数据；每个用户调制后的数据ck表示为其中，j代表复数的虚部，ckN代表第k个用户的第N位数据，目标调制后的数据cT表示为cTN代表目标的第N位数据。5.根据权利要求4所述的基于连续相位调制和线性调频的通信雷达信号收发方法，其特征在于，步骤3中，第n