OFDM雷達通信一體化系統(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)是陣列信號處理的主要研究內(nèi)容，廣泛應(yīng)用于雷達、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)信號相結(jié)合應(yīng)用于雷達通信一體化系統(tǒng)，一方面可以在測量周邊目標方位角的基礎(chǔ)上，結(jié)合測距測速算法實現(xiàn)對環(huán)境信息的感知;另一方面可以增強陣列的輸出信號干擾噪聲比，達到提高雷達測距測速精度

2、和改善車載無線通信誤碼率等性能的目的。
　　針對車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下一體化系統(tǒng)的實時性需求以及實現(xiàn)雷達感知多目標定位功能，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的波束空間root-MUSIC(root multipl

3、e signal classification)算法進行DOA估計，降維的同時無需進行特征分解與譜峰搜索，之后在估計的回波信號方向上依次形成波束進行信號接收，利用數(shù)字波束形成的空域濾波特點得到相應(yīng)的多普勒頻移，進而實現(xiàn)角度和相對速度的匹配，最終確定目標方位。
　　(2)分別分析了DBF技術(shù)對一體化系統(tǒng)雷達與通信性能的影響。在雷達應(yīng)用中，通過測距測速算法性能的對比分析，說明了利用DBF技術(shù)能夠提高測距測速的精度;在通信應(yīng)用中，針對誤

4、碼率這一性能指標，對比分析了應(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。
　　仿真實驗表明，本文提出的算法可以降低計算復(fù)雜度的同時維持較高的角度分辨力，能夠滿足一體化系統(tǒng)的實時性需求，并且可通過DBF技術(shù)實現(xiàn)角度與多普勒頻移的匹配并最終確定目標方位。