面向高空平台（HAPs）的集成雷达和通信的频率索引调制波形设计
信号处理
2024-12-24 v1
摘要
本文针对高空平台站（HAPs）平台上雷达成像与通信集成需求，设计了一种基于线性频率调制（LFM）频率跳变信号的波形，将合成孔径雷达（SAR）和通信功能融合于同一信号中。具体而言，将LFM信号的每个脉冲分割为多个部分，形成一串子脉冲序列。每个子脉冲可采用不同的载波频率，实现子脉冲之间的频率跳变。这种设计称为频率索引调制（FIM），可将通信信息嵌入到不同的载波频率进行传输。为进一步提高通信端的数据传输速率，本文将正交幅制调制（QAM）引入波形设计中。%对于雷达部分，该方法在保持距离分辨率的同时，降低了ADC采样需求。本文推导了所提出波形的歧义函数，并分析了其多普勒和距离分辨率，给出距离分辨率的上界和下界。在处理SAR信号时，接收机首先去除QAM符号，为消除子脉冲之间的相位不连续性，提出一种相位补偿算法以实现相干处理。对于通信接收机，用户首先进行去chirp处理，然后使用两步最大似然（ML）算法对QAM符号和FIM索引符号进行解调。数值仿真进一步确认了所提出方法的理论有效性。
引用
@article{arxiv.2412.17035,
title = {Design of Frequency Index Modulated Waveforms for Integrated SAR and Communication on High-Altitude Platforms (HAPs)},
author = {Bang Huang and Sajid Ahmed and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.17035},
year = {2024}
}