无线通信论文提纲

论文题目：基于OFDM的无线通信与雷达融合技术研究

摘要：近年来,现代化战场对无线通信和雷达等电子设备提出了更高的要求,无人机、智能驾驶汽车等新兴智能平台对无线通信功能和雷达功能的需求也日益增加,都亟需无线通信和雷达功能的进一步融合,以降低多方面系统开销的同时获取更多的互信息增益,这使得无线通信和雷达的一体化融合成为新的发展趋势。本文围绕基于OFDM信号的无线通信与雷达融合的关键技术对融合系统方案、OFDM信号的距离和速度测量方法、融合系统参数设计和融合系统性能优化等方面展开了研究并提出了有效的解决方案。本文首先对基于OFDM的无线通信与雷达融合系统方案进行了研究。面向智能驾驶等场景,考虑到现有的无线通信与雷达一体化系统中存在融合程度不高、通信性能和雷达性能受对方影响较大等问题,提出了一种基于OFDM信号共享的无线通信与雷达融合方案OSCS-ComRad,该方案通过共享以通信为主的OFDM信号实现无线通信和雷达的深度融合,保证了融合系统的无线通信和雷达的正常性能的同时,还提高了频谱资源等的利用效率。为了实现OSCS-ComRad融合系统所需的性能良好的基于通信OFDM信号的雷达探测信号处理,接着提出了一种基于时频元素域的多目标OFDM测速测距方法TFE-Based RVMOM,该方法从时频元素域的角度实现通信OFDM信号的多目标雷达探测信号处理,提高了融合系统的探测动态范围等性能。针对实际通信OFDM信号存在的时频资源缺失而导致提出的TFE-Based RVMOM等雷达信号处理方法无法进行雷达探测计算或者探测性能较差的问题,最后还提出了一种雷达环境状态信息的分段多项式插值方法PPI-RESI,其通过分段插值的方式完善缺失的环境状态信息,保障TFE-Based RVMOM方法在实际通信OFDM信号上的应用。最后的仿真结果表明,合理设计的OSCS-ComRad融合系统不仅可以拥有500 Mbps以上的通信传输速率,同时还在信噪比高于-30 dB时拥有10 dB以上的雷达探测动态范围。本文还对融合系统的参数设计与系统优化进行了研究。对融合系统的参数设计进行了分析与考虑,并给出了面向智能驾驶的融合系统参数设计示例。针对融合系统中的无线通信和雷达存在的时频资源占用相互制约的问题,提出了一种融合系统的时频资源占用优化方法OTFRO in FS,该方法通过在现有成熟的通信标准4G LTE基础上进行时频资源元素分散放置,用有限的以通信为主的OFDM信号时频资源元素提供更高的雷达探测性能,实现了对融合系统中无线通信与雷达性能相互制约的优化。最后的仿真结果表明,该方法既保证了融合系统通信传输的原有通信误码率等性能,又提高了融合系统的雷达探测动态范围,最高达到7dB左右。

关键词：无线通信;雷达;通信雷达一体化;OFDM

学科专业：电子与通信工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 主要研究内容及研究现状

1.3 本文主要工作与内容安排

1.4 本章小结

第二章 无线通信与雷达融合相关理论基础

2.1 无线通信与雷达一体化融合可行性分析

2.1.1 无线通信系统与雷达系统相似性

2.1.2 无线通信系统与雷达系统差异性

2.1.3 基于OFDM的无线通信与雷达融合的系统架构

2.2 基于OFDM技术的通信系统

2.2.1 OFDM信号模型

2.2.2 OFDM通信系统实例

2.3 基于OFDM信号的距离与速度测量方法

2.3.1 基于匹配滤波的信号处理方法

2.3.2 基于周期图的信号处理方法

2.4 融合系统的设计准则

2.5 本章小结

第三章 基于OFDM的无线通信与雷达融合系统设计

3.1 应用场景描述

3.2 基于通信OFDM信号共享的无线通信与雷达融合方案(OSCS-ComRad)

3.2.1 单节点融合工作方案

3.2.2 多节点协同工作方案

3.3 基于OFDM信号的多目标距离和速度测量方法

3.3.1 信号建模

3.3.2 基于时频元素域的多目标OFDM测速测距方法(TFE-Based RVMOM)

3.3.3 雷达环境状态信息的优化方法(PPI-RESI)

3.4 仿真分析

3.5 本章小结

第四章 融合系统的参数设计与系统优化方法

4.1 融合系统的参数设计

4.1.1 融合系统的性能分析

4.1.2 融合系统参数设计考虑

4.1.3 面向智能驾驶的融合系统参数设计示例

4.2 融合系统的优化方法

4.2.1 问题描述

4.2.2 融合系统的时频资源占用优化方法(OTFRO in FS)

4.2.3 仿真分析

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 内容总结

5.2 不足与展望

参考文献

致谢