CN115174334B - 雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于OFDM子载波分配的雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法及装置，方法包括：设定预留子载波的位置和数量，确定数据子载波的数量；将数据子载波分配给雷达数据和通信数据，构造一体化信号的频域序列；将频域序列进行OFDM调制并进行峰值平均功率比的迭代抑制直至满足迭代停止条件，得到抑制后的一体化信号的时域序列；输出一体化信号的时域序列。本发明主要解决基于OFDM的雷达通信一体化信号峰值平均功率比过大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及基于OFDM子载波分配的雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法及装置，属于雷达与通信交叉技术领域。
背景技术
如果OFDM通信信号拥有比较大的峰值平均功率比(Peak to Average PowerRatio，PAPR)，将使发射机中的功率放大器进入饱和状态，从而在子载波之间产生干扰，降低误码率性能并破坏信号频谱。为了避免将功放驱动到饱和状态，可以降低信号的平均功率，但是，这种解决方案会降低信号与噪声的功率比，增加误码率，导致通信性能的恶化。因为雷达的发射功率比通信***的要大很多，所以雷达发射机的功率放大器为C类放大器，为了使功率最大化而工作在非线性区。如果信号的过高，则为了防止信号由于放大器的非线性而产生畸变，需要功率回退，这样放大器的效率会大大降低，使功率下降，探测距离变短。
发明内容
由于雷达***和通信***的目的不同，在降低PAPR时考虑的重点也不同，通信***主要考虑信息传输速率，信号的不失真传输，而雷达***主要考虑如何使信号能量达到最大，从回波信号中提取准确的位置和速度信息，不会过多顾虑波形失真。所以在雷达通信一体化***中，应该综合考虑上述要点，兼顾两方面的需求，来寻找降低PAPR的算法。目前主要是通过三大类算法来降低PAPR。第一类算法是预畸变类技术，该方法是最早采用的PAPR抑制技术，对已调信号直接进行处理。第二类算法是编码类技术，指的是在编码时选择峰值低于幅度门限值的信号来进行传输，从源头避免产生高PAPR的概率。第三类算法是概率类技术，指的是通过降低峰值出现的概率来抑制PAPR。此类技术抑制PAPR的一般模式是在发送端按照算法的原理对每个OFDM符号产生多个候选的时域信号，然后运算每个时域信号的PAPR值，选出PAPR值最小的OFDM时域信号进行传输。
基于OFDM子载波分配的雷达通信一体化信号子载波配置灵活，方便进行预留子载波的设置，故本发明采用预留子载波算法(Tone Reservation Method,TR)，又可称为多音预留法，属于概率类算法。TR算法是一种线性算法，不会给一体化信号带来非线性失真，提高误码率。并且其算法复杂不高，同时还能使发送信号的功率增加。很适合在此一体化***中进行应用。
本发明的目的通过预留子载波算法来解决基于OFDM的雷达通信一体化信号峰值平均功率比过大的问题。为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提出了一种雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法，包括：
设定预留子载波的位置和数量，确定数据子载波的数量；
将数据子载波分配给雷达数据和通信数据，构造一体化信号的频域序列；
将频域序列进行OFDM调制并进行峰值平均功率比的迭代抑制直至满足迭代停止条件，得到抑制后的一体化信号的时域序列；
输出抑制后的一体化信号的时域序列。
在一些实施例中，设定预留子载波的位置和数量，包括：
发射站发射一个包含N个子载波的OFDM符号，并令符号中的L个子载波设为预留子载波；其中预留子载波的频域信号为H＝[0,H(2),0,...,H(N)]，数据子载波的频域信号为G＝[G(1),0,G(3),...,0]；取R＝{i0,i1,...,iL-1}，代表着预留子载波的位置集合，同时Rc为R在全集N＝{1,2,...,N}的补集，代表着数据子载波的位置集合；G和H应满足：
一体化信号的频域序列D＝[D(1),D(2),...,D(N)]表示为：
在一些实施例中，将数据子载波分配给雷达数据和通信数据，构造一体化信号的频域序列，包括：
将数据符号中M1个子载波分配给雷达信号，用于雷达目标探测；将剩下的N-M1-L个子载波分配给通信数据，用于通信传输，雷达子载波和通信子载波互不重叠；
基于频域数据的正交性，数据子载波的频域信号G表达为雷达数据G1和通信数据G2的叠加：
G＝G1+G2
G1＝[S(1),0,0,...,S(n),0,0,...,S(M1),0,0]
`G2＝[0,0,a(1),...,0,0,a(j),...0,a(N-M1-L),0]
其中雷达数据S(n)表示为线性调频信号的第n个频谱采样，
其中为调频斜率，B为脉冲带宽，T为线性调频信号的周期，Fs是采样频率，满足M1＝FsT；通信信号a(j)表示为第j个通信数据。
在一些实施例中，一体化信号的频域序列D由雷达数据G1,通信数据G2和预留子载波的频域信号H组成；
D＝G1+G2+H。
在一些实施例中，将频域序列进行OFDM调制并进行峰值平均功率比的迭代抑制直至满足迭代停止条件，得到抑制后的一体化信号的时域序列，包括：
对一体化信号的频域序列D进行串并转换，将其变成并行传输；
对并行传输的一体化信号的频域序列D进行IFFT运算，得到一体化信号的时域序列x＝[x(1),x(2),...,x(N)]，包括：
其中，D(k)为一体化信号的频域序列D中的第k个数据；x(n)为IFFT运算后的一体化信号的时域序列中第n个数据，N为一个OFDM符号的子载波个数；
对一体化信号的时域序列进行峰值平均功率比的迭代抑制，直至满足迭代停止条件，包括：所述满足迭代停止条件为：第i次迭代的一体化信号的时域序列xi不超过阈值A，或i等于预设的最大迭代次数iter；
IFFT运算得到的一体化信号的时域序列x为迭代的初始值，记作x1，设当前迭代次数为i，xi为进行第i次迭代的一体化信号的时域序列；判断xi是否超过阈值A；
响应于xi不超过阈值A，直接输出xi；
响应于xi超过阈值A，执行以下步骤：
a)、对xi进行限幅处理，得到时域限幅信号
其中，为第i次迭代中的时域限幅信号中的第n个数据，xi(n)为进行第i次迭代的一体化信号的时域序列中第n个数据；
b)、对时域限幅信号进行削峰处理，得到时域削峰噪声信号fi＝[fi(1),fi(2),...,fi(N)]；
其中，fi(n)为第i次迭代中的时域削峰噪声信号中的第n个数据；
c)、将时域削峰噪声信号进行FFT变换，得到频域削峰噪声信号Fi＝[Fi(1),Fi(2),...,Fi(N)]；
其中，Fi(k)为第i次迭代中的频域削峰噪声信号中的第k个数据，N为一个OFDM符号的子载波个数；
d)、保留频域削峰噪声信号预留子载波上的值，其余位置上的值直接置零，得到处理后的频域削峰信号CCi＝[CCi(1),CCi(2),...,CCi(N)]，即：
其中，CCi(k)为第i次迭代中的频域削峰信号中的第k个数据；
e)、对频域削峰信号进行IFFT变换，得到时域削峰信号ci＝[ci(1),ci(2),...,ci(N)]
f)、将时域削峰信号和第i次迭代的一体化信号的时域序列xi相加，得到第i次迭代抑制处理后的一体化信号的时域序列xi+1，作为第i+1迭代的一体化信号的时域序列，公式如下：
xi+1＝xi+ui*ci
式中ui为削峰信号系数，
其中，ci(n)为第i次迭代中的时域削峰信号中的第n个数据；
g)若i小于预设的最大迭代次数iter，就将迭代次数加1，即：i＝i+1；将xi+1返回，作为下次迭代的一体化信号的时域序列；反之，当i等于最大迭代次数iter，迭代停止。
在一些实施例中，所述阈值A的取值为：
A＝CR*E(|xi|)
其中CR为限幅率，xi为进行第i次迭代的一体化信号的时域序列，E()为数学期望。
在一些实施例中，输出抑制后的一体化信号的时域序列，包括：
对抑制后的一体化信号的时域序列进行并串转换，恢复成串行传输。
第二方面，本发明提供了一种雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述方法的步骤。
第三方面，本发明提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。
本发明通过预留子载波算法来解决了基于OFDM的雷达通信一体化信号峰值平均功率比过大的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一提出的基于OFDM子载波分配的雷达通信一体化信号的PAPR抑制的流程图；
图2是本发明实施例二提供的场景1通过预留子载波算法降低PAPR的图像；
图3是本发明实施例二提供的场景2通过预留子载波算法降低PAPR的图像。
图4是本发明实施例二提供的场景3通过预留子载波算法降低PAPR的图像。
图5是本发明实施例二提供的场景4通过预留子载波算法降低PAPR的图像。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例1：
如图1所示，基于OFDM子载波分配的雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法，包括：
设定预留子载波的位置和数量，确定数据子载波的数量；
将数据子载波分配给雷达数据和通信数据，构造一体化信号的频域序列；
将频域序列进行OFDM调制并进行峰值平均功率比的迭代抑制直至满足迭代停止条件，得到抑制后的一体化信号的时域序列；
输出抑制后的一体化信号的时域序列。
具体步骤如下：
步骤1：设定预留子载波的位置和数量，确定数据子载波的数量；
发射站发射一个包含N个子载波的OFDM符号，并令符号中的L个子载波设为预留子载波；其中预留子载波的频域信号为H＝[0,H(1),0,...,H(L)]，数据子载波的频域信号为G＝[G(1),0,G(2),...,0]；取R＝{i0,i1,...,iL-1}，代表着预留子载波的位置集合，同时Rc为R在全集N＝{1,2,...,N}的补集，代表着数据子载波的位置集合；G和H应满足：
一体化信号的频域序列D＝[D(1),D(2),...,D(N)]表示为：
步骤2：将数据子载波分配给雷达数据和通信数据，构造一体化信号的频域序列，分配如下：
将数据符号中M1个子载波分配给雷达信号，用于雷达目标探测；将剩下的N-M1-L个子载波分配给通信数据，用于通信传输，雷达子载波和通信子载波互不重叠。
基于频域数据的正交性，数据子载波的频域信号G表达为雷达数据G1和通信数据G2的叠加：
G＝G1+G2 (3)
G1＝[S(1),0,0,...,S(n),0,0,...,S(M1),0,0] (4)
`G2＝[0,0,a(1),...,0,0,a(j),...0,a(N-M1-L),0] (5)
式(4)中的雷达数据S(n)表示为线性调频信号的第n个频谱采样，
式(6)中的为调频斜率，B为脉冲带宽，T为线性调频信号的周期，Fs是采样频率，满足M1＝FsT；
式(5)中的通信信号a(j)表示为第j个通信数据，可以采用PSK、QAM等方式进行调制。
一体化信号的频域序列D由雷达数据G1,通信数据G2和预留子载波的频域信号H组成；
D＝G1+G2+H (7)
步骤3：将频域序列进行OFDM调制并进行峰值平均功率比的迭代抑制直至满足迭代停止条件，得到抑制后的一体化信号的时域序列，包括：
步骤3.1：对串行一体化信号的频域序列D进行串并转换，将其变成并行传输；
步骤3.2：对并行传输的一体化信号的频域序列D进行IFFT运算，得到一体化信号的时域序列x＝[x(1),x(2),...,x(N)]，公式如下：
式(8)中，D(k)为一体化信号的频域序列D中的第k个数据；x(n)为IFFT运算后的一体化信号的时域序列中第n个数据，N为一个OFDM符号的子载波个数；
步骤3.3:设当前迭代次数为i，最大迭代次数为iter，x为迭代的初始值，记作x1；xi为进行第i次迭代的一体化信号的时域序列；
步骤3.4：判断xi是否超过阈值A；
其中A的取值为：
A＝CR*E(|xi|) (9)
式(9)中CR为限幅率，xi为进行第i次迭代的一体化信号的时域序列，E(·)为数学期望；
响应于xi不超过阈值A，直接输出xi；
响应于xi超过阈值A，进行步骤3.5至步骤3.10：
步骤3.5：对迭代中的一体化信号的时域序列xi进行限幅处理，得到时域限幅信号公式如下：
式(10)中，为第i次迭代中的时域限幅信号中的第n个数据，xi(n)为进行第i次迭代的一体化信号的时域序列中第n个数据；
步骤3.6：对时域限幅信号进行削峰处理，得到时域削峰噪声信号fi＝[fi(1),fi(2),...,fi(N)]，公式如下：
式(11)中，fi(n)为第i次迭代中的时域削峰噪声信号中的第n个数据；
步骤3.7：将时域削峰噪声信号进行FFT变换，得到频域削峰噪声信号Fi＝[Fi(1),Fi(2),...,Fi(N)]；公式如下：
式(12)中，Fi(k)为第i次迭代中的频域削峰噪声信号中的第k个数据，N为一个OFDM符号的子载波个数；
步骤3.8：保留频域削峰噪声信号预留子载波上的值，其余位置上的值直接置零，得到处理后的频域削峰信号CCi＝[CCi(1),CCi(2),...,CCi(N)]，即：
式(13)中，CCi(k)为第i次迭代中的频域削峰信号中的第k个数据；
步骤3.9：对频域削峰信号进行IFFT变换，得到时域削峰信号ci＝[ci(1),ci(2),...,ci(N)]
步骤3.10：将时域削峰信号和第i次迭代的一体化信号的时域序列xi相加，得到第i次迭代抑制处理后的一体化信号的时域序列，作为第i+1迭代的一体化信号的时域序列xi +1，公式如下：
xi+1＝xi+ui*ci (14)
式中ui为削峰信号系数，
式(15)中，ci(n)为第i次迭代中的时域削峰信号中的第n个数据；
步骤3.11：若i小于最大迭代次数iter，就将迭代次数加1，即：i＝i+1；同时将xi+1返回给步骤3.4，作为下次迭代的一体化信号的时域序列；反之，当i等于最大迭代次数iter，迭代停止。
步骤4：输出抑制后的一体化信号的时域序列，包括：
对抑制后的一体化信号的时域序列进行并串转换，恢复成串行传输。
本实施例将本发明提出的基于OFDM子载波分配的雷达通信一体化信号的PAPR抑制用于计算机仿真，验证本发明基于预留子载波的OFDM一体化信号PAPR的抑制效果。
发射站发射10000个OFDM符号，每一个OFDM符号中都有256个子载波，将预留子载波放在末尾并置0，然后将剩余子载波前一部分分配给雷达信号，其余的子载波分配给通信信号。雷达信号采用LFM信号，调频率为1.6525×1010Hz/s，采样率为2MHz；通信信号采用16QAM进行调制。
场景1：改变限幅率，将限幅率分别设为1，1.2，1.4；迭代次数为2次。预留子载波个数为16个，将剩余子载波前一半分配给雷达信号，后一半子载波分配给通信信号。
从图2中可以看出，虽然限幅率不同时，但是第一次迭代信号的PAPR抑制效果基本近似，但是与限幅率为1和1.2时，第二次迭代信号的抑制效果出现峰值再生的现象，而限幅率为1.4时的第二次的迭代信号的抑制效果更好，所以选择限幅率1.4时更好。
场景2：限幅率为1.4，迭代次数为6次,预留子载波个数为16个，将剩余子载波前一半分配给雷达信号，后一半子载波分配给通信信号。
从图3中可以看出将一体化信号进行迭代处理过后，在互补累计概率分布函数(Complementary Cumulative Probability Distribution Function，CCDF)＝10-3时，迭代效果最好时，能降低2.7dB左右。虽然做了6次迭代，但是只需要3次迭代就能达到这个效果，后几次的迭代效果基本近似第3次的迭代效果。
场景3：改变预留子载波个数，分别设为8，16，24，32；迭代次数为1次，限幅率为1.4，将剩余子载波中的128个子载波分配给雷达信号，其余子载波分配给通信信号；
从图4中可以看出随着预留子载波个数的增加，虽然原始信号的PAPR基本不变，但是第一次迭代信号的PAPR的抑制效果随着预留子载波的增加而增强，不过增强效果有限。
场景4：改变预留子载波分配，雷达通信子载波的分配比例分别为1：1，1：2和1：3，预留子载波个数为16个，并将剩余子载波前一部分分配给雷达信号，其余的子载波分配给通信信号，迭代次数1次，限幅率1.4。
从图5中可以看出当分配比例为1：1时，在CCDF＝10-3，能降低2.1dB，当分配比例为1：2和1：3时，在CCDF＝10-3，能降低1.6dB左右。说明当子载波个数一定时，随着雷达数据分配到的子载波个数的减小，原始信号的PAPR会增大，基于预留子载波的算法PAPR抑制效果也有所下降。
实施例2
第二方面，本实施例提供了一种雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据实施例1所述方法的步骤。
实施例3
第三方面，本实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1所述方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法，其特征在于，包括：
设定预留子载波的位置和数量，确定数据子载波的数量；
将数据子载波分配给雷达数据和通信数据，构造一体化信号的频域序列；
将频域序列进行OFDM调制并进行峰值平均功率比的迭代抑制直至满足迭代停止条件，得到抑制后的一体化信号的时域序列，包括：
对一体化信号的频域序列D进行串并转换，将其变成并行传输；
对并行传输的一体化信号的频域序列D进行IFFT运算，得到一体化信号的时域序列x＝[x(1),x(2),...,x(N)]，包括：
其中，D(k)为一体化信号的频域序列D中的第k个数据；x(n)为IFFT运算后的一体化信号的时域序列中第n个数据，N为一个OFDM符号的子载波个数；
对一体化信号的时域序列进行峰值平均功率比的迭代抑制，直至满足迭代停止条件，包括：所述满足迭代停止条件为：第i次迭代的一体化信号的时域序列xi不超过阈值A，或i等于预设的最大迭代次数iter；
IFFT运算得到的一体化信号的时域序列x为迭代的初始值，记作x1，设当前迭代次数为i，xi为进行第i次迭代的一体化信号的时域序列；判断xi是否超过阈值A；
响应于xi不超过阈值A，直接输出xi；
响应于xi超过阈值A，执行以下步骤：
a)、对xi进行限幅处理，得到时域限幅信号
其中，为第i次迭代中的时域限幅信号中的第n个数据，xi(n)为进行第i次迭代的一体化信号的时域序列中第n个数据；
b)、对时域限幅信号进行削峰处理，得到时域削峰噪声信号fi＝[fi(1),fi(2),...,fi(N)]；
其中，fi(n)为第i次迭代中的时域削峰噪声信号中的第n个数据；
c)、将时域削峰噪声信号进行FFT变换，得到频域削峰噪声信号Fi＝[Fi(1),Fi(2),...,Fi(N)]；
其中，Fi(k)为第i次迭代中的频域削峰噪声信号中的第k个数据，N为一个OFDM符号的子载波个数；
d)、保留频域削峰噪声信号预留子载波上的值，其余位置上的值直接置零，得到处理后的频域削峰信号CCi＝[CCi(1),CCi(2),...,CCi(N)]，即：
其中，CCi(k)为第i次迭代中的频域削峰信号中的第k个数据；
e)、对频域削峰信号进行IFFT变换，得到时域削峰信号ci＝[ci(1),ci(2),...,ci(N)]
f)、将时域削峰信号和第i次迭代的一体化信号的时域序列xi相加，得到第i次迭代抑制处理后的一体化信号的时域序列xi+1，作为第i+1迭代的一体化信号的时域序列，公式如下：
xi+1＝xi+ui*ci
式中ui为削峰信号系数，
其中，ci(n)为第i次迭代中的时域削峰信号中的第n个数据；
g)若i小于预设的最大迭代次数iter，就将迭代次数加1，即：i＝i+1；将xi+1返回，作为下次迭代的一体化信号的时域序列；反之，当i等于最大迭代次数iter，迭代停止；
输出抑制后的一体化信号的时域序列。
2.根据权利要求1所述的雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法，其特征在于，设定预留子载波的位置和数量，包括：
发射站发射一个包含N个子载波的OFDM符号，并令符号中的L个子载波设为预留子载波；其中预留子载波的频域信号为H＝[0,H(2),0,...,H(N)]，数据子载波的频域信号为G＝[G(1),0,G(3),...,0]；取R＝{i0,i1,...,iL-1}，代表着预留子载波的位置集合，同时Rc为R在全集N＝{1,2,...,N}的补集，代表着数据子载波的位置集合；G和H应满足：
一体化信号的频域序列D＝[D(1),D(2),...,D(N)]表示为：
3.根据权利要求1所述的雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法，其特征在于，将数据子载波分配给雷达数据和通信数据，构造一体化信号的频域序列，包括：
将数据符号中M1个子载波分配给雷达信号，用于雷达目标探测；将剩下的N-M1-L个子载波分配给通信数据，用于通信传输，雷达子载波和通信子载波互不重叠；
基于频域数据的正交性，数据子载波的频域信号G表达为雷达数据G1和通信数据G2的叠加：
G＝G1+G2
G1＝[S(1),0,0,...,S(n),0,0,...,S(M1),0,0]
G2＝[0,0,a(1),...,0,0,a(j),...0,a(N-M1-L),0]
其中雷达数据S(n)表示为线性调频信号的第n个频谱采样，
其中为调频斜率，B为脉冲带宽，T为线性调频信号的周期，Fs是采样频率，满足M1＝FsT；通信信号a(j)表示为第j个通信数据。
4.根据权利要求1所述的雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法，其特征在于，一体化信号的频域序列D由雷达数据G1,通信数据G2和预留子载波的频域信号H组成；
D＝G1+G2+H。
5.根据权利要求1所述的雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法，其特征在于，所述阈值A的取值为：
A＝CR*E(|xi|)
其中CR为限幅率，xi为进行第i次迭代的一体化信号的时域序列，E(·)为数学期望。
6.根据权利要求1所述的雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制方法，其特征在于，输出抑制后的一体化信号的时域序列，包括：
对抑制后的一体化信号的时域序列进行并串转换，恢复成串行传输。
7.一种雷达通信一体化信号的峰值平均功率比抑制装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
8.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109212518A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-15 | 北京邮电大学 | 雷达通信一体化***中基于判断机制降低papr的级联slm算法 |
| CN113489665A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-08 | 武汉大学 | 一种雷达通信一体化***中降低峰均功率比的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101035105B (zh) * | 2007-04-06 | 2010-11-03 | 西安电子科技大学 | 基于ifft/fft的预留子载波降低ofdm***峰均功率比的方法和装置 |
| CN101222468B (zh) * | 2007-12-28 | 2010-08-04 | 华为技术有限公司 | 多载波正交频分复用***中峰均比抑制的方法和装置 |
| CN107302516B (zh) * | 2017-07-25 | 2020-05-05 | 西安电子科技大学 | 基于mimo-ofdm的改进tr的papr抑制方法 |
| WO2019027341A1 (en) * | 2017-08-04 | 2019-02-07 | Autonomous Non-Profit Organization For Higher Education "Skolkovo Institute Of Science And Technology" | SELECTIVE TONE RESERVATION FOR PAPR REDUCTION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS |
| CN107490785B (zh) * | 2017-09-19 | 2020-10-23 | 电子科技大学 | 一种基于频域置零调制的ofdm雷达通信一体化波形设计方法 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109212518A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-15 | 北京邮电大学 | 雷达通信一体化***中基于判断机制降低papr的级联slm算法 |
| CN113489665A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-08 | 武汉大学 | 一种雷达通信一体化***中降低峰均功率比的方法 |
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