【摘 要】
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无线设备的快速发展和用户数量的急剧增多,为未来军用通信系统带来了很多挑战,在这一背景下,雷达嵌入式通信(Radar-Embedded Communication,REC)应运而生。作为一种有潜力的新技术,REC能够同时实现频谱共享和隐蔽通信两种功能,其核心思想是将通信信号隐藏于雷达阻带,以雷达回波来掩盖通信信号。本文主要研究了REC的波形设计策略,主要工作如下:(1)考虑了设计自由度、计算复杂度和
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无线设备的快速发展和用户数量的急剧增多,为未来军用通信系统带来了很多挑战,在这一背景下,雷达嵌入式通信(Radar-Embedded Communication,REC)应运而生。作为一种有潜力的新技术,REC能够同时实现频谱共享和隐蔽通信两种功能,其核心思想是将通信信号隐藏于雷达阻带,以雷达回波来掩盖通信信号。本文主要研究了REC的波形设计策略,主要工作如下:(1)考虑了设计自由度、计算复杂度和响应延迟对REC波形的影响,进一步完善了REC系统的性能评价指标。同时,对传统的REC波形设计策略进行了更为全面的分析,修正了原有的结论。此外,在现有接收机的基础上,提出了先滤波再匹配的接收策略,仿真结果表明,REC系统的通信可靠性得到了明显提高。(2)针对传统REC波形非正交的问题,提出了正交化加权(Orthogonal Weighted-Combining,OWC)策略和正交化主空间投影(Orthogonal Dominant Projection,ODP)策略,其中OWC策略又可细分为约束加权(Constrained WeightedCombining,CWC)策略和改进加权(Improved Weighted-Combining,IWC)策略。经过通信可靠性、低截获概率特性(Low Probability of Intercept,LPI)等五个方面的分析和仿真可知,三种改进策略均优于传统策略,且各具优势,适用于不同的应用场景。(3)针对传统特征值分解框架的局限,提出了基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的REC波形设计策略。该策略利用SVD对雷达信号进行直接的研究,所设计的SVD波形与雷达波形更为相似。同时,通过正交化设计,该方案可以保证SVD波形的通信可靠性。理论分析和仿真结果表明,SVD波形在低检测概率特性(Low Probability of Detection,LPD)、LPI性能等四个方面最优。此外,还提供了一种计算SVD波形与雷达波形相似度的方法,使LPD性能指标得以量化,并且可以灵活地调整相似度,以权衡可靠性与隐蔽性。
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