[发明专利]一种基于信干噪比下界的波形生成方法

说明书

本发明公开的一种基于信干噪比下界的波形生成方法，属于无线通信技术领域。本发明的一种基于信干噪比下界的波形生成方法首先分别构造通信与雷达架构，确定通信的优化性能目标及性能目标的下界，确定雷达的优化性能目标，联合优化通信和雷达的性能目标，最终得出基于通信的信干噪比SINR下界的最优的基带预编码器。本发明通过构造信干噪比的二次型特征的下界，采用牛顿的最速下降梯度法对信干噪比的二次型特征的下界进行优化，实现多用户系统下联合通信与雷达感知功能，生成鲁棒性好且效率高的波形。

技术领域

本发明涉及一种基于信干噪比下界的波形生成方法，尤其涉及用于多用户通信感知一体化系统或多天线通信系统的一种基于信干噪比下界的基带预编码器构建方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

独立的通信和雷达感知系统将在不久融合为统一的系统，无论是在硬件模块还是信号处理手段上二者拥有诸多的共通性，而且，一体化系统有利于提高系统整体性能和频谱共享。

B.Li等人在(“Optimum co-design for spectrum sharing between matrixcompletion based MIMO radars and a MIMO communication system,”IEEETrans.Signal Process.,vol.64,pp.4562–4575,Sep.2016.)采用凸优化实现联合通信和雷达波形的技术方案。然而，在多用户通信系统中，多用户干扰使得信干噪比不具备凸性，因此联合通信和雷达波形变得更为困难。

目前，尚有一些方案解决多用户系统实现联合通信与雷达一体化的功能。F.Liu等人在(“MIMO radar and cellular coexistence:A power-efficient approach enabledby interference exploitation,”IEEE Trans.Signal Process.,vol.66,pp.3681–3695,Jul.2018.)中在保证一定的信干噪比的情况下最小化发送功率，实现能源利用率的提高。然而，该方案需要对信干噪比设定特定的门限，在信道信息未知的情况下，该门限无法获得。Y.L.Sit等人在(“On mutual interference cancellation in a MIMO OFDMmultiuser radar-communication network,”IEEE Trans.Veh.Technol.,vol.67,pp.3339–3348,Apr.2018.)中利用宽带多载波系统将多用户分配到相互正交的子载波上，从而避免多用户的干扰，信干噪比呈现凸性。然而，该方案将多用户干扰抹除造成频谱利用率的下降。F.Liu等人在(“Toward dual-functional radar-communication systems:Optimal waveform design,”IEEE Trans.Signal Process.,vol.66,pp.4264–4279,Aug.2018.)中通过将独立的最优通信波形和最优的雷达波形进行加权求和，有效解决上述多用户干扰带来的问题。然而，该方案没有理论分析作为支撑，该方案的鲁棒性无法保证。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于信干噪比下界的波形生成方法，通过构造信干噪比的二次型特征的下界，采用牛顿的最速下降梯度法对信干噪比的二次型特征的下界进行优化，实现多用户系统下联合通信与雷达感知功能，生成鲁棒好且效率高的波形。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种基于信干噪比下界的波形生成方法，包括如下步骤：

步骤1、分别构造通信与雷达架构：

在基站发射端，多条数据信息流平行的发送至基带预编码器，进行数字基带预编码处理，处理后的信号实现联合通信与感知功能；

在用户接收端，每个用户采用单一天线接收基站发送的信息；