基于扩频的MIMO-OFDM雷达通信一体化波形设计.pdf

基于扩频的MIMO-OFDM雷达通信一体化波形设计

摘要

随着技术的发展愈加成熟，雷达和通信技术作为电磁理论的两大应用，已经被广泛

的应用于各个领域中。不管是军用方面的现代化作战平台，还是民用领域的新型智能交

通，都需要雷达设备和通信设备分别完成探测和信息传输的功能。但是过度冗余的电子

设备会造成平台体积过大，设备之间电磁干扰严重，从而会使得系统工作效率过低。为

解决此问题，有学者提出，设计一种兼具雷达通信双功能的一体化系统，即将通信系统

和雷达系统利用现有技术集成到同一平台，此系统可以大大改善频谱资源短缺问题。雷

达通信一体化波形设计是雷达通信一体化研究的核心与焦点，本文将扩频技术与

MIMO-OFDM技术相结合进行一体化波形设计，主要研究内容概括如下：

（1）论文是基于MIMO-OFDM雷达通信一体化波形进行设计与改造，针对不确定

的通信信息会使得一体化波形的模糊函数性能变差，而导致雷达通信一体化系统雷达探

测能力减弱的问题，提出采用相关性良好的扩频序列预先对随机的数据信息进行扩频调

制后再结合MIMO-OFDM技术，设计出一种基于Gold码扩频的MIMO-OFDM雷达通

信一体化波形。即将MIMO-OFDM与扩频序列相结合，利用相关性较好的Gold码对通

信信息进行扩频，再与每根天线上的OFDM脉冲符号进行调制，进而得到一种既能提

高通信速率又能改善雷达性能的一体化波形。仿真实验证明，较相同仿真条件下的

Gold-OFDM、PC-OFDM一体化波形而言，本文所设计的一体化波形的通信速率能够倍

数提高且可以在不影响通信性能的前提下降低信号模糊函数的旁瓣，从而改善一体化系

统的雷达性能。

（2）由于m序列和Gold序列受长度限制，且其所生成的序列数较少，因此很容易

被破解，使得系统保密性很差。针对此问题，提出采用非周期自相关性和非周期互相关

性都比较优越的混沌序列作为雷达通信一体化波形的扩频序列。混沌序列的长度是无限

的，且其序列数量众多，本文所采用的经级联设计后的混沌序列相关性较单级混沌序列

而言更好，保密性也更强。故将加权优化后的级联混沌序列与MIMO-OFDM相结合，

设计得到CCDS-MIMO-OFDM雷达通信一体化波形。通过理论分析和仿真分析来验证

此一体化波形的优越性。结果表明，不同序列长度的一体化波形的模糊函数旁瓣水平随

着序列长度的增加而降低，而其误码率也是随之变得更好。

关键词：雷达通信一体化；扩频序列；模糊函数；MIMO-OFDM；误码率；波形设计

基于扩频的MIMO-OFDM雷达通信一体化波形设计

ABSTRACT

Withtheincreasingmaturityoftechnology,radarandcommunicationtechnologies,astwo

majorapplicationsofelectromagnetictheory,havebeenwidelyappliedinvariousfields.

Whetheritismodernmilitaryplatformsornewintelligenttransportationsystemsinthe

civiliansector,bothrequireradarequipmentandcommunicationdevicestoperformtheir

respectivefunctionsofdetectionandinformationtransmission.However,excessiveredundant

electronicdevicescanresultinlargeplatformsizesandsevereelectromagneticinterference

betweendevices,leadingtolow