CN115685115B 基于叠加式通信感知一体化波形的目标融合感知方法 （北京大学）

基于叠加式通信感知一体化波形的目标融本发明公布了一种基于叠加式通信感知一信号回波的目标参数估计以及基于最小均方误达到和原先通信系统相同乃至更高的数据传输2具体是基于功率分配比例，将通信信号与雷达信号在发射2)通信感知叠加一体化波形信号经过移动通信系统环S23：进行解相干处理：对经过S22补偿后S25：空间谱函数的谱峰对应的距离和速度即为基3)基于发射端的雷达波形对反射回波进行S33：每个格点上的估计功率谱的谱峰对应的距离和速度即为基于雷达信号回波的目4)将径向距离与径向运动速度目标参数的估计值进行加权融合，得到最终的估计值；一一3S21中将基带时域信号进行快速傅里叶变换FFT变换S22中，通信信息补偿根据已知的发送的通信信号的通信端得到的多载波频域信号与IM_OFDM信号逐元素逐载波相除，得到补偿后信号记为S23中，进行时域平滑处理具体是：取滑窗长度为M，将每一个脉冲的第n个OFDM符号的第k～k+M_1个时刻预处理后的数据排成一排，记为步骤4)具体是基于最小均方误差准则对径向距离与径向运动速度的估计值进行线性加权S12：通过发射端的移位寄存器产生比IM_OFDM信号的子载波数少1的伪随机序列M序4qS41中，计算参数融合估计的两部分权重记为Wrad与Wcom，分别为：wraa=1/[ofaa(1/ofaa+其中与分别表示基于雷达信号和5[0001]本发明属于无线移动通信技术领域，涉及通信感知一体化(IntegratedSensing合感知方法，应用于单天线收发端的基于叠加式通信感知一体化发送波形的目标融合感[0002]近年来随着数据业务与通信设备的指数增长，无线通信的低频段已经接近饱和。在下一代移动通信系统研究中，学术界与工业界都倾向于使用更高频段的毫米波等频段，数字信号处理模块等，因此考虑协同设计的通信感知一体化技术(IntegratedSensingandCommunication,ISAC)成为近年来学术界与工业界研生和发送多载波叠加式一体化波形，使多载波的通信信号与雷达信号在符号域线性叠加，6一体化信号、基于IM_OFDM(IndexModulation_OrthogonalFrequencyDivision目标参数估计以及基于最小均方误差准则的目标参数融合估计算法。其中基于IM_OFDM回[0010]2)由发射天线发送的通信感知叠加一体化波形信号经过移动通信系统环境中待感知目标的反射，回波到达接收天线；基于发射端已知的IM_OFDM波形对反射回波进行处[0012]4)基于最小均方误差准则对前两步中的目标参数(即径向距离与径向运动速度)通信系统相同乃至更高的数据传输速率和误码率。且与现有方案相比无明显复杂度的增[0017]1)本方法综合考虑感知与通信性能，利用IM_OFDM信号的高频谱效率与高能量效[0018]2)利用雷达信号的良好自相关特性与两种信号之间的正交性，分别实现基于IM_OFDM信号回波与雷达信号回波的对感知目标的距离_速度的估计，保证了两部分估计算法7[0031]在步骤S10：需要发射端的波形产生模块分别产生携带信息的通信信号与雷达信[0033]S12：通过发射端的移位寄存器产生比IM_OFDM信号的子载波数少1的M序列(一种8接收信号，即多载波频域信号Hasp,ns=1,2,…,N,,p=1,2,…,p,其中Ns为一个信号脉冲的多载波频域信号与IM_OFDM信号逐元素逐载波相除，得到补偿后信号其中hnn=一个脉冲的第n个OFDM符号的第k～k+M_1个时刻预处理后的数据排成一排nsp,k=信号阵列；[0042]具体是对S23得到各信号协方差矩阵其中k=并对协方差矩阵p进行特征分解，其中协方差矩阵p的MNp_Nt个最小的特征值对应的特征向量构成噪声子空间D,由此构造空间谱函数v)=而而而RVRV分别为距离维和速度维的最大格点离之间的范围。对于每个距离_速度格点，计算其对反射回波信号向量的补偿向量ai(R,V)=a(R,V)*,其中()*表示共轭运算。9的每个距离速度格点上的补偿向量对其进行补偿，即相乘，之后与原始的发射雷达信号xrad进行相关运算，得到每个格点上的估计功率D(xrad)为对角线元素是原始雷达信号xra[0047]S33：每个格点上的估计功率谱的谱峰对应的距离和速度为基于雷达信号回波的得到。[0051]本发明提供一种基于多载波叠加式通信感知一体化发