OFDM雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中的數(shù)字波束形成技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)字波束形成技術(shù)(digital beamforming，DBF)是陣列信號(hào)處理的主要研究?jī)?nèi)容，廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信等軍事和民用領(lǐng)域。在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，將DBF技術(shù)與OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)信號(hào)相結(jié)合應(yīng)用于雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)，一方面可以在測(cè)量周邊目標(biāo)方位角的基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)距測(cè)速算法實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的感知;另一方面可以增強(qiáng)陣列的輸出信號(hào)干擾噪聲比，達(dá)到提高雷達(dá)測(cè)距測(cè)速精度

2、和改善車載無(wú)線通信誤碼率等性能的目的。
　　針對(duì)車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下一體化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性需求以及實(shí)現(xiàn)雷達(dá)感知多目標(biāo)定位功能，本文提出了一種基于數(shù)字波束形成的定位方法，并分析了DBF技術(shù)對(duì)于一體化系統(tǒng)的影響。本文的主要研究成果如下:
　　(1)利用數(shù)字波束形成技術(shù)提出一種基于波束空間的DOA(direction of arrival)-多普勒頻移快速匹配算法。該算法首先采用一種改進(jìn)的波束空間root-MUSIC(root multipl

3、e signal classification)算法進(jìn)行DOA估計(jì)，降維的同時(shí)無(wú)需進(jìn)行特征分解與譜峰搜索，之后在估計(jì)的回波信號(hào)方向上依次形成波束進(jìn)行信號(hào)接收，利用數(shù)字波束形成的空域?yàn)V波特點(diǎn)得到相應(yīng)的多普勒頻移，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)角度和相對(duì)速度的匹配，最終確定目標(biāo)方位。
　　(2)分別分析了DBF技術(shù)對(duì)一體化系統(tǒng)雷達(dá)與通信性能的影響。在雷達(dá)應(yīng)用中，通過(guò)測(cè)距測(cè)速算法性能的對(duì)比分析，說(shuō)明了利用DBF技術(shù)能夠提高測(cè)距測(cè)速的精度;在通信應(yīng)用中，針對(duì)誤

4、碼率這一性能指標(biāo)，對(duì)比分析了應(yīng)用pre-FFT(pre fast fourier transformation)波束形成與post-FFT(post fast Fourier transformation)波束形成的一體化系統(tǒng)與傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的通信性能。
　　仿真實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的算法可以降低計(jì)算復(fù)雜度的同時(shí)維持較高的角度分辨力，能夠滿足一體化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性需求，并且可通過(guò)DBF技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度與多普勒頻移的匹配并最終確定目標(biāo)方位。