[发明专利]OFDM雷达通信一体化的高速目标距离速度估计方法

权利要求书

1.一种随机步进频OFDM雷达通信一体化的高速目标距离速度估计方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤A：构建随机步进频OFDM雷达通信一体化的高速目标回波信号的接收模型；

步骤B：对接收模型的协方差矩阵进行特征值分解，并构造由特定特征值对应的特征向量组成的特征矩阵；

步骤C：构建距离和速度抽取矩阵，并对步骤B的特征矩阵进行抽取，得到距离和速度已抽矩阵；

步骤D：计算距离和速度已抽矩阵的距离和速度关系矩阵，并对距离和速度关系矩阵进行特征值分解；

步骤E：根据距离和速度关系矩阵的特征值计算高速目标的距离和速度估计值；

所述步骤A中接收模型的构建方法为：

建立随机步进频OFDM雷达通信一体化发射信号的表达式和雷达接收端的OFDM雷达通信一体化基带接收信号的表达式，对基带接收信号进行采样并去除循环前缀，将每个符号的N_c个采样点表示成向量形式，将每个脉冲的N_s个向量表示成一个向量，得到接收模型的表达式；

所述步骤A中对基带接收信号进行采样并去除循环前缀的具体方法为：

设定采样参数：采样频率为f_s＝N_cΔf，采样时刻为t＝iT/N_c+T_cp+mT_s，i＝0,1,…,N_c-1；

去除循环前缀，基带接收信号第m个符号、第i个采样点为：

其中，N_c为子载波数，Δf为相邻子载波之间的频率间隔；T为一个OFDM符号的持续时间，T_cp为循环前缀的持续时间，T_s为一个完整的OFDM符号的持续时间；N_t为目标数；ρ_k为衰减系数；c(n,m)为通信已调信息；f_p为第p个发射脉冲的载波频率；R_k为目标到雷达的距离，v_k为目标的速度；

所述步骤A中将每个符号的N_c个采样点表示成向量形式，向量形式的表达式为：

其中，为符号内多普勒频移，diag(a)表示由向量a构成的对角矩阵，(·)^T表示转置运算，(·)^-1表示求逆运算；为子载波间多普勒频移，C_m＝diag([c(0,m) c(1,m) … c(N_c-1,m)]^T)；

所述步骤A中接收模型的表达式为：

r＝As+n

其中，blkdiag(A_i)表示由矩阵A_i为对角元素构成的对角矩阵，

m表示第m个符号，N_t为目标数；ρ_k为衰减系数；f_p为第p个发射脉冲的载波频率；R_k为目标到雷达的距离，v_k为目标的速度；T_cp为循环前缀的持续时间，T_s为一个完整的OFDM符号的持续时间；N_s为每个脉冲所包含的符号数；

所述步骤C中构建好的距离和速度抽取矩阵为：

其中，N_s为每个脉冲所包含的符号数，N_c为子载波数，和分别抽取每N_c行的前N_c-1和后N_c-1行，和分别抽取前N_c(N_s-1)行和后N_c(N_s-1)行，I_K表示K×K的单位矩阵，0表示零向量，表示Kronecker积，且

其中，需要满足条件F为对称矩阵且满足F^H＝F^-1，为对角矩阵，为了满足需要满足

利用距离和速度抽取矩阵对特征矩阵进行抽取，得到距离已抽矩阵J_1RU、J_2RU和速度已抽矩阵J_1vU、J_2vU。