基于OFDM的雷达通信共享方法研究
摘要
随着信息技术不断发展，新兴智能平台如智能驾驶汽车和无人机等平台变得更加
复杂，这些平台对雷达探测性能和无线通信性能的要求也日益提高，追切需要一种能
够同时实现通信和雷达功能的共享系统。在雷达通信共享系统的研究中，以正交频分
复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)通信系统为基础进行设计是比
较有代表性的，该体制波形具有带宽利用率高、抗多径等优点。在雷达领域也被广泛
讨论，拥有很好的雷达探测能力。但是，传统的OFDM雷达通信共享信号在通信接收
端具有频谱效率低、误码率高、峰均功率比高等劣势。
为了提升OFDM雷达通信共享信号的通信性能，本文将索引调制(IndexModulation，
IM)与OFDM雷达通信共享系统相结合，提出了OFDM-IM雷达通信共享方法。OFDM-
IM共享信号在通信接收端需要对通信子载波的位置进行检索，对比于传统的最大似然
检测算法(MaximumLikelihood，ML)和对数似然比检测算法，本文采用了一种更低复
杂度的ML检测算法，在大幅减少ML检测算法复杂度的同时，几乎没有牺牲ML检测
算法的检测精准度。仿真结果表明，OFDM-IM共享信号的通信性能优于传统OFDM共
享信号，并且同样具备优秀的雷达探测性能。本文将调制符号处理算法(Modulation
SymbolDomain，MSD)应用于OFDM-IM共享信号的距离速度估计中，相比于传统的
OFDM共享信号，二者在分辨率上没有区别，但是由于其空白子载波的存在，会导致
其旁瓣恶化，随机性更强。针对OFDM-IM共享信号在雷达接收端的旁瓣恶化，本文利
用探测目标在距离速度空间域的稀疏性(SpatialSparsity，SS)，提出了基于压缩感知
(CompressedSensing，CS)理论的MSD-SS-CS的超分辨估计算法。仿真结果表明，该种
算法下OFDM-IM共享信号与传统OFDM共享信号的雷达探测性能一致，并且当探测
目标的间距小于信号的分辨率时，实现了对于目标距离速度的超分辨估计。
本文提出的OFDM-IM雷达通信共享方法在保证雷达性能的同时，在误码率、频谱
效率、峰均功率比等方向提升了通信性能，并实现了雷达超分辨距离速度估计，是一
种优异的OFDM雷达通信共享方法，具有一定工程应用价值。
关键词：雷达通信共享信号；索引调制；正交频分复用；压缩感知
基于OFDM的雷达通信共享方法研究
ABSTRACT
Asinformationtechnologycontinuestodevelop,emergingintelligentplatformssuchas
intelligentdrivingcarsanddronesarebecomingincreasinglycomplex.Therequirementsfor
radardetectionperformanceandwirelesscommunicationperformanceoftheseplatformsare
alsoincreasing.Therefore,thereisaneedforasharedsystemthatcansimultaneouslyachieve
communicationandradarfunctions.Intheresearchofradarcommunicationsharingsystems,
designingbasedontheOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM)communication
systemisrelativelyrepresentative.Thewaveformofthissystemhastheadvantagesofhigh
bandwidthutilizationandanti-multipath,whicharewidelydisc