[发明专利]一种基于相位与正交信号联合的信息调制和解调方法

说明书

本发明公开了一种基于相位与正交信号联合的信息调制和解调方法，首先利用优化设计算法产生具有良好自/互相关性能的正交信号波形簇；然后在正交信号波形簇的基础上嵌入调制的相位，完成相位与正交信号联合的信息调制；最后通过解调方法，解调出相位与正交信号联合调制内的通信信息，完成通信的解调。本发明的方法能够快速产生具备良好自/互相关特性的正交信号，通过联合相位调制，在设计的正交信号个数一定的情况下，增加了通信速率，减小了误比特率等，具有普遍适用性。

技术领域

本发明属于雷达探测通信一体化领域，具体涉及探测通信一体化信号设计技术。

背景技术

雷达通信一体化技术中，雷达通信一体化信号设计是国内外学者研究的重点。由于雷达探测和信息通信对发射波形的要求不同，难以从理论上同时兼顾两者达到最优，存在着不可调和的矛盾。根据主要功能与辅助功能划分，可分为基于通信信号和基于雷达信号两类探通一体波形设计方法。

基于通信信号的探通一体化波形中，正交频分互用信号(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,OFDM)被广泛使用。然而OFDM的峰值平均功率比(Peak toAverage Power Ratio，PAPR)太高，以至于大功率放大器的非线性区域不可避免地会出现严重的失真，从而无法进行雷达的检测和跟踪。

基于雷达信号的探通一体化波形中，调制在雷达信号中的不同通信信息必须能够以某种方式进行区分，例如文献“M.Scharrenbroich and M.Zatman,Joint radar-communications resource management,in Proc.IEEE Radar Conf.(RadarConf),2016,pp.1–6.”中的时间自由度，文献“M.Roberton and E.R.Brown,Integrated radar andcommunications based on chirped spread-spectrum techniques,in Proc.IEEE MTT-SInt.Microw.Symp.Dig.,2003,vol.1,pp.611–614.”中的线性调频分集，文献“Y.Dong,G.A.Fabrizio,and M.G.Amin,Dual-functional radar waveforms withoutremodulation,in Proc.IEEE Radar Conf.(RadarConf),Boston,MA,USA,2019,pp.1–6.”中的载波频率等。然而上述方法可实现的通信数据速率被限制为仅对应于一个通信符号的一种时捷调制信号。文献“Y.Fu,G.Cui,B.Sheng,Integrated Radar and CommunicationSignal Design Based on Phase/Chirp Rate Modulated LFM Signal in Modern Radar,vol.40,no.6,pp.41-46+53,Jun.2018.”提出一种基于正交信号调制的探通一体化波形设计方法，该方法中，正交信号的个数为M＝2^L，每一个正交信号代表L位二进制通信信息，正交信号越多，每一个正交信号代表的通信信息位数L越多，通信速率越大。然而这种方法的通信速率受限于正交信号的个数。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种基于相位与正交信号联合的信息调制和解调方法。

本发明的具体技术方案为：一种基于相位与正交信号联合的信息调制和解调方法，包括以下步骤：

步骤S1：利用复合LFM信号，设计具有自/互相关特性的正交信号波形簇,具体分步骤如下：

步骤S11：复合LFM信号模型：

在基准LFM信号上附加一个随时间而变化的相位扰动项，多次附加不同相位扰动函数，产生一簇相位扰动的复合LFM信号波形簇，复合LFM信号表达式如下：