CN116087888A - 一种雷达通信一体化波形设计方法及装置 - Google Patents

一种雷达通信一体化波形设计方法及装置 Download PDF

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CN116087888A CN202310086443.6A CN202310086443A CN116087888A CN 116087888 A CN116087888 A CN 116087888A CN 202310086443 A CN202310086443 A CN 202310086443A CN 116087888 A CN116087888 A CN 116087888A
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谢旌阳
宋宇霄
杨一鸣
徐世友
陈曾平
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Abstract

本发明公开了一种雷达通信一体化波形设计方法及装置，方法包括：首先生成DFC序列和LFM波形；接着根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC‑LFM波形；然后将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控；再根据所述DFC‑LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC‑LFM波形与所述相移键控的联合编码波形；最后根据所述联合编码波形，生成RadCom波形。本发明能够提供低截获、抗干扰的RadCom波形，提升了雷达的抗干扰性能，可广泛应用于通信技术领域。

Description

一种雷达通信一体化波形设计方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是一种雷达通信一体化波形设计方法及装置。
背景技术
随着现代科学理论、信息技术和微电子技术的日渐发展，相关领域对信息化作战的需求刻不容缓，使得电子作战、侦查平台功能从单一化朝着多功能化体系不断演变。为了在电子对抗中占据主动，电子作战平台需要装备多种不同功能的作战设备来提高综合电子作战能力，如雷达设备、通信设备、干扰设备等。但是，不同电子设备在作战平台上的直接叠加不仅难以形成一个具备高效作战能力的现代化平台，而且会在能耗、隐蔽性、空间利用和电磁兼容等方面带来许多新的问题，导致电子作战平台无法达到理想的作战效能。
随着通信技术的快速发展，各种通信设备与日俱增，导致频谱资源占用愈加拥挤，同时无论是雷达还是干扰、通信设备，其基本工作模式均以电磁波作为载体，在信号的发射、接收、处理方面具有较高的一致性，但这些设备之间对各自获取信号的交互共用性能一直被忽视，这使作战平台无法形成最大化的信息共用优势。在此基础上，通过同一平台实现多种功能的系统概念被提出，该平台不再是电子设备的简单叠加，而是不同子系统实现信号的收发统一和资源的共享利用。与此同时，现有的雷达系统占有着丰富的频谱资源，但在相同时刻雷达工作模式下，其系统频谱资源利用率较低。雷达与通信作为作战平台不可或缺的两种功能，相应设备在频谱使用、硬件结构以及信号收发处理方面存在一定的相似之处，同时综合考虑频谱效率和成本效益，利用同一套设备或共享部分设备器件实现两者的合二为一，是未来无线设备的优先选择形态，RadCom系统的概念由此应运而生。
RadCom系统不仅在军事领域具有广阔的应用前景，在民用领域同样备受关注。然而需要注意的是，雷达系统和通信系统对于波形性能有着不同的性能要求，在一体化波形设计时，需要兼顾波形的目标探测能力与通信性能，即RadCom波形在完成雷达目标探测任务的同时还要具备可靠的信息携带能力，以及足够的信息传输速率。以上分析表明，一体化波形的设计直接会影响到整个系统的性能，所以对RadCom的波形设计开展研究具有十分重要的现实意义。
目前，RadCom波形设计的方法主要分为三类：基于雷达波形的设计方法、基于通信波形的设计方法以及基于空域的波形设计方法。基于雷达波形的设计方法，主要是采用不同的调制方式将信息比特加载到现有雷达波形的单个或多个参数中，如：调频率、相位、脉冲重复频率、脉冲跳频规律等，或是直接将雷达常用波形用作通信信号的载频，同时配合接收算法的改进以实现通信与探测两种功能的兼得。基于通信波形的设计方法，通过直接发射现有通信波形或加以改造后的通信波形，改造方式可以是：扩频、恒包络控制、载波功率分配等，结合接收端改进的信号处理算法，在确保通信效能的条件下使波形具备一定的目标探测能力。基于空域的波形设计方法，能够将MIMO雷达平台拥有的大发射功率与强波束指向性的优势共享给通信系统，其借助空时编码等多域编码技术，完成雷达通信双功能波形的联合设计，实现通信信息在指定角度方向的有效传输。
在复杂的环境下，面对先进的侦察截获及干扰设备，基于雷达波形设计的RadCom波形往往是首选，原因是其拥有雷达波形(如LFM波形)优良的目标探测能力以及一定的低截获、抗干扰性能。不过，基于LFM改进的RadCom波形，由于承载着具有随机性的通信信息，其自相关旁瓣会处于波动状态，影响波形的目标分辨与抗干扰性能。而且，虽然LFM的特性使RadCom波形具备大时宽带宽积与较好的距离-多普勒耦合效应，可有效提升一体化波形目标检测及通信传输性能，但是，以LFM为主体的调制方式较为单一，很难摆脱战场中现代侦察设备极具针对性的截获分析，同时，潜在的间歇性转发等干扰对波形带来了极大的威胁。另一方面，通过频率编码或相位编码实现的LPI雷达波形，虽然能够混淆敌方侦察设备、对抗特定干扰，但是不具备通信信息的携带能力。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种雷达通信一体化波形设计方法及装置，以提供低截获、抗干扰的RadCom波形。
本发明实施例的一方面提供了一种雷达通信一体化波形设计方法，包括：
生成DFC序列和LFM波形；
根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形；
将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控；
根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形；
根据所述联合编码波形，生成RadCom波形。
可选地，所述生成DFC序列和LFM波形，包括：
对顺序序列进行乱序重排得到所述DFC序列，或者，生成伪随机序列作为所述DFC序列；
根据雷达系统的脉冲压缩波形，确定所述LFM波形。
可选地，所述方法还包括：
将雷达脉冲拆分成多个子脉冲；
控制每个所述子脉冲的载频按照所述DFC序列进行跳变，生成编码波形；
根据所述编码波形确定DFC序列的自相关峰值的出现时刻。
可选地，所述根据雷达系统的脉冲压缩波形，确定所述LFM波形，包括：
根据预设的波形脉宽和波形带宽，确定基带LFM波形的表达形式；
根据所述基带LFM波形的表达形式计算LFM波形的相位对时间的微分，得到LFM波形的瞬时频率；
确定LFM波形的瞬时频率与时间之间的线性关系。
可选地，所述根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形这一步骤具体为：
根据所述DFC序列，对所述LFM波形进行编码，得到所述DFC-LFM波形。
可选地，所述将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控，包括：
在通信调制的过程中，将三位待通信传输的信息比特映射为一个符号相位，构建利用8种不同的相位特征来表征数字信息的相移键控。
可选地，所述根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形，包括：
获取DFC序列的长度；
根据相移键控的比特相位映射规则，得到相移键控序列；
根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控序列，得到联合编码波形的表达式。
可选地，所述根据所述联合编码波形，生成RadCom波形，包括：
将所述DFC-LFM波形与所述联合编码波形进行前后组合，得到RadCom波形。
本发明实施例的另一方面还提供了一种雷达通信一体化波形设计装置，包括：
第一模块，用于生成DFC序列和LFM波形；
第二模块，用于根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形；
第三模块，用于将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控；
第四模块，用于根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形；
第五模块，用于根据所述联合编码波形，生成RadCom波形。
本发明实施例的另一方面还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
本发明的实施例首先生成DFC序列和LFM波形；接着根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形；然后将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控；再根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形；最后根据所述联合编码波形，生成RadCom波形。本发明能够提供低截获、抗干扰的RadCom波形，提升了雷达的抗干扰性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的整体步骤流程图；
图2为DFC序列的相关特性的示意图；
图3为DFC序列编码波形示意图；
图4为LFM波形的示意图；
图5为LFM波形的模糊函数示意图；
图6为DFC-LFM波形的示意图；
图7为8PSK的相位分布规则示意图；
图8为联合编码示意图；
图9为RadCom波形的误比特率与信噪比的关系曲线示意图；
图10为RadCom波形的组合方式示意图；
图11为单个回波脉冲经过匹配滤波的HRRP结果示意图；
图12为多个RadCom回波脉冲的HRRP相干积累所得的R-D图及其速度维切片示意图；
图13为RadCom波形的频域特性示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
针对现有技术存在的问题，本发明实施例的一方面提供了一种雷达通信一体化波形设计方法，包括：
生成DFC序列和LFM波形；
根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形；
将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控；
根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形；
根据所述联合编码波形，生成RadCom波形。
可选地，所述生成DFC序列和LFM波形，包括：
对顺序序列进行乱序重排得到所述DFC序列，或者，生成伪随机序列作为所述DFC序列；
根据雷达系统的脉冲压缩波形，确定所述LFM波形。
可选地，所述方法还包括：
将雷达脉冲拆分成多个子脉冲；
控制每个所述子脉冲的载频按照所述DFC序列进行跳变，生成编码波形；
根据所述编码波形确定DFC序列的自相关峰值的出现时刻。
可选地，所述根据雷达系统的脉冲压缩波形，确定所述LFM波形，包括：
根据预设的波形脉宽和波形带宽，确定基带LFM波形的表达形式；
根据所述基带LFM波形的表达形式计算LFM波形的相位对时间的微分，得到LFM波形的瞬时频率；
确定LFM波形的瞬时频率与时间之间的线性关系。
可选地，所述根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形这一步骤具体为：
根据所述DFC序列，对所述LFM波形进行编码，得到所述DFC-LFM波形。
可选地，所述将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控，包括：
在通信调制的过程中，将三位待通信传输的信息比特映射为一个符号相位，构建利用8种不同的相位特征来表征数字信息的相移键控。
可选地，所述根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形，包括：
获取DFC序列的长度；
根据相移键控的比特相位映射规则，得到相移键控序列；
根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控序列，得到联合编码波形的表达式。
可选地，所述根据所述联合编码波形，生成RadCom波形，包括：
将所述DFC-LFM波形与所述联合编码波形进行前后组合，得到RadCom波形。
本发明实施例的另一方面还提供了一种雷达通信一体化波形设计装置，包括：
第一模块，用于生成DFC序列和LFM波形；
第二模块，用于根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形；
第三模块，用于将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控；
第四模块，用于根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形；
第五模块，用于根据所述联合编码波形，生成RadCom波形。
本发明实施例的另一方面还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
下面结合说明书附图，对本发明的具体实现过程进行详细描述：
如图1所示，本发明的雷达通信一体化波形设计方法包括以下步骤：
步骤1：DFC序列生成；
在DFC中，其序列由一组随机且不重复出现的整数组成，而N位的DFC序列可以通过对顺序序列[0,1,2,…,N-1]进行乱序重排获得。在实际工程中，一般会生成伪随机序列用作DFC序列。
码字排列顺序的不确定性，给DFC序列带来了如图2所示的自相关和互相关特性。
其中，图2的(a)表示DFC序列的自相关特性；图2的(b)表示不同DFC序列的互相关特性。
将一个雷达脉冲拆分成多个子脉冲，每个子脉冲的载频按照DFC序列进行跳变，能够生成如图3所示的编码波形。由图2(a)可见，DFC序列的自相关峰值出现在序列滑窗与序列对齐的时刻，这意味着DFC波形在匹配滤波过程中可以将能量集中至输出主瓣，提升目标探测性能。图2(b)展示了DFC序列的互相关特性，说明不同DFC序列之间存在正交性，当其编码的波形分别为参考波形和接收波形时，无法利用匹配滤波获取增益。
步骤2：LFM波形生成；
LFM波形是现今被广泛使用于各种雷达系统的脉冲压缩波形。LFM波形对脉内频率的线性调制，使波形同时具有大的脉宽和带宽，解决了传统矩形脉冲发射脉宽与分辨率不能兼得的耦合问题。
假设波形脉宽为T，带宽为B，则基带LFM波形的表达式为：
Figure BDA0004068954010000071
其中，rect(·)为矩形函数，k为调频斜率，满足
Figure BDA0004068954010000072
波形的示意图如图4所示，其中，图4(a)表示LFM波形的时域图；图4(b)表示LFM波形的时频关系图。
LFM波形的瞬时频率是其相位对时间的微分，即
Figure BDA0004068954010000073
由式(2)可见，波形的瞬时频率与时间满足线性关系。假设K>0，在时间区间
Figure BDA0004068954010000074
内，波形的瞬时频率将从
Figure BDA0004068954010000075
线性增至
Figure BDA0004068954010000076
如图4(b)所示。
LFM波形的模糊函数(Ambiguity Function)为斜刀刃状，如图5所示。该形状表征了LFM波形的距离-多普勒耦合特性，说明LFM波形有以下优点：
(1)有效解决了矩形脉冲不具备多普勒容忍能力的问题；
(2)已知探测目标的距离(速度)时，可以得到很高的测速(距)精度；
(3)在探测多个同速(距)目标的场景下，距离(速度)维度的目标分辨能力非常高。
步骤3：DFC-LFM波形生成；
将DFC与LFM波形结合到一起，所得波形既可以进一步提高时宽带宽积，以提升目标的分辨能力，又可以发挥序列相关特性与距离-多普勒耦合特性带来的优势。
由N位DFC编码的DFC-LFM波形的单脉冲表达式为：
Figure BDA0004068954010000077
Figure BDA0004068954010000078
其中，整个脉冲包含N个子脉冲，子脉冲u(t)是脉宽为Tp的矩形脉冲，其表达式如式(4)所示，Tr为子脉冲的重复间隔，K为波形的调频斜率。第n个子脉冲的载频fn为：
fn＝fc+cnΔf,n＝0,1,…,N-1       (5)
其中，fc为基准载频，cn为DFC序列的第n+1个码字，Δf为载频的跳频步长，满足Δf＝1/Tp。
经过DFC编码，可以得到时频分布如图6的DFC-LFM波形。敌方侦察机需要在缺少先验信息的情况下对波形进行截获后的检测与识别，而图中波形的时频关系相当复杂，能够极大提升侦察机的处理难度，这体现了波形良好的低截获性能。
步骤4：通信信息映射至8PSK；
相移键控PSK是一种高传输效率的调制方式，其抗噪声能力比振幅键控ASK和频移键控FSK都强，而且不易受到信道特性变化的影响，因此在通信领域的高、中速传输中得到了广泛应用。8PSK是一种高频带利用率的多相位键控调制技术，其利用载波的8种不同的相位特征来表征数字信息。在每次调制中，8PSK把3位待通信传输的信息比特映射为1个符号相位，因此符号率为比特率的1/3。8PSK的相位分布规则可以用一个单位圆上等间隔分布的8个点表示，如图7所示。
从图7可以看出，8PSK在一个相位周期0～2π里等间距地选取了8个相位点，每两个相邻相位点的相位差为2π/8＝π/4。假设半径为A，初始相位为0，待传输的3位信息比特映射到了第i个相位
Figure BDA0004068954010000081
则一个8PSK符号可以表示为：
Figure BDA0004068954010000082
步骤5：DFC-LFM与8PSK的联合编码波形生成；
联合编码波形是利用两种或两种以上的调制方式对雷达发射波形进行组合调制得到的。联合编码波形可以对单一调制波形取长补短，使发射波形具有较大的时宽带宽积，提高雷达的距离与速度分辨能力。同时，复杂的调制方式使得信号难以被检测、识别，大大降低了被截获的概率。
在本发明所提的波形设计方法中，波形的相位编码序列长度等于DFC序列的长度。假定DFC序列的长度为N，根据8PSK的比特相位映射规则，通信比特的位数为3N。根据随机通信内容生成的通信比特映射得到的8PSK序列可以表示为：
Figure BDA0004068954010000083
结合DFC-LFM波形的表达式与8PSK序列，可以得到联合编码波形的表达式：
Figure BDA0004068954010000084
图8为波形的联合编码示意图，采用8PSK对DFC-LFM波形进行联合编码有两个方面的作用。一方面是将通信信息嵌入波形，使联合编码波形满足RadCom的双功能要求。另一方面则是在DFC的基础上增加波形的调制复杂性，进一步提升波形的目标探测与抗截获、抗干扰性能。
联合编码波形是RadCom波形的前段，起着承载通信信息和作为射频掩护的作用。在现代战场环境中，RadCom波形携带的通信信息仅在我方设备之间传输。而我方设备拥有与一体化波形有关的先验信息，可以通过控制接收机，完成对RadCom波形的前段的触发式接收。
按照本发明的设计思路，RadCom波形能够达到以下通信性能：
通信的有效性，即信息传输速率方面。本发明采用8PSK将信息加载至波形上，波形的联合编码部分的每个子脉冲携带的比特数为3bits。若雷达发射脉冲的脉宽为50微秒左右，子脉冲的宽度选取为1μs，则RadCom波形作为一个发射脉冲能够传输约48～96bits。这样的信息速率在传统的通信领域并不亮眼，但在新体制雷达所处的现代战场环境中，已经满足了战场信息的传输要求。
通信的可靠性方面，RadCom波形在高斯白噪声信道下的误比特率曲线如图9所示。当信噪比大于等于0dB时，所设计波形的误比特率基本为0。这说明从波形中解调恢复的通信信息是非常可靠的，除非信道环境发生进一步恶化。
步骤6：雷达通信一体化波形组合生成。
本发明所设计的波形，由于脉内调制方式的不同，可以看作由两段波形组合而成。利用这个特点，将步骤4、5调制生成的编码波形前后组合，就能生成本发明的RadCom波形。RadCom波形的组合方式如图10所示，结合公式(3)与(7)，可以得到图10中波形的表达式：
Figure BDA0004068954010000091
由图10可见，根据脉内调制方式的不同，组合而成的波形有前后两个部分。其中，采用了8PSK的波形前段为步骤5的联合编码波形，起着承载通信信息和作为射频掩护的作用。波形的后段为步骤4的DFC-LFM波形，在接收端的匹配滤波过程中会用作参考信号。组合而成的波形整体，将作为发射脉冲对目标进行雷达探测。在RadCom波形的构造过程中，使用两组长度相同但码字不同的DFC序列是关键。
按照本发明的设计思路，RadCom波形在目标探测与分辨、抗截获、抗干扰三个方面的预期性能如下：
假设RadCom波形的回波中含有两个相距15m且速度差为0.15m/s的点目标，在低信噪比环境下，单个回波脉冲经过匹配滤波的HRRP结果如图11所示。
由图11可见，RadCom波形能够实现对两个距离相近的目标的区分，具有较高的距离分辨率。对比图中的上下两种结果可以发现：在低信噪比情况下，以发射波形整体作为参考的HRRP出现了多个虚假目标，这将导致检测门限的设置相当困难，很容易造成明显的虚警检测；而以波形后段作为参考的HRRP，在相同信噪比条件下，对检测门限的设置要求较低很多，拥有较为优秀的目标检测性能。
图12是对多个回波脉冲的HRRP进行相干积累所得的R-D图及其速度(多普勒)维度的切片示意图。
从切片结果可以看出，RadCom波形可以明显地区分两个近距离且速度相似的目标，说明无论在距离维度还是速度维度，波形的分辨能力都十分优异。
RadCom波形的频域特性如图13所示，其中图13(a)为波形的频谱，图13(b)为波形的时频图。
通过图13可以看出，RadCom波形具有较大的带宽，而且其频谱分布像噪声谱一样杂乱。时频分布方面，RadCom波形的时频图呈现随机跳变特征，无规律可循。这样的频域特征，增大了敌方侦察接收机对波形的截获接收及后续破译的难度，提升了波形的抗截获性能。
抗干扰方面，干扰机通常会基于波形信号的前沿进行复制处理。通过采样复制获得局部信号(即切片)后，最直接的干扰方式就是将其延时转发，即将切片转发干扰叠加在回波中，进而扰乱雷达接收端的目标检测过程。
根据步骤1中DFC序列的互相关特性，经由不同序列编码得到的DFC波形之间存在着正交性。由于本发明所设计的RadCom波形采用两组不同的DFC序列进行编码，而且以局部波形作为匹配滤波的参考信号。这样的设计使得切片转发干扰在波形前段的射频掩护作用下，无法在接收端获得足够的增益，能够有效避免干扰对于目标检测的影响。
综上所述，本发明具有以下特点：
1、设计了一种低截获、抗干扰的RadCom波形，对抗的干扰类型为切片转发干扰；
2、提出了DFC与PSK的联合编码波形设计方法，所设计的波形能够实现雷达探测与通信信息传输两种功能的兼得，而且具备良好的低截获特性；
3、发明了多功能一体化组合波形的构造方法。通过控制分段波形的脉内调制方式(频率调制、相位调制等)与组合顺序，配合接收端匹配滤波的参考波形的选择，有效提高波形的目标检测、目标分辨以及抗干扰能力；
4、所设计的波形属于隐蔽性极高的RadCom波形，敌方侦察接收机无法通过常用的频域或时频分析方法得知波形携带着通信信息；
5、设计了一种射频掩护波形，以提升雷达抗干扰性能。
在现有的波形设计技术中，所设计的RadCom波形一般不具备抗截获与抗干扰特性。而具有良好抗干扰性能的LPI雷达波形，其信息携带能力还未得到研究。本发明提出了一种新式的多功能波形设计方法，设计了一种低截获、抗干扰的RadCom波形。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-On ly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式计算机盘盒(磁装置)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种雷达通信一体化波形设计方法，其特征在于，包括：
生成DFC序列和LFM波形；
根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形；
将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控；
根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形；
根据所述联合编码波形，生成RadCom波形。
2.根据权利要求1所述的一种雷达通信一体化波形设计方法，其特征在于，所述生成DFC序列和LFM波形，包括：
对顺序序列进行乱序重排得到所述DFC序列，或者，生成伪随机序列作为所述DFC序列；
根据雷达系统的脉冲压缩波形，确定所述LFM波形。
3.根据权利要求2所述的一种雷达通信一体化波形设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
将雷达脉冲拆分成多个子脉冲；
控制每个所述子脉冲的载频按照所述DFC序列进行跳变，生成编码波形；
根据所述编码波形确定DFC序列的自相关峰值的出现时刻。
4.根据权利要求2所述的一种雷达通信一体化波形设计方法，其特征在于，所述根据雷达系统的脉冲压缩波形，确定所述LFM波形，包括：
根据预设的波形脉宽和波形带宽，确定基带LFM波形的表达形式；
根据所述基带LFM波形的表达形式计算LFM波形的相位对时间的微分，得到LFM波形的瞬时频率；
确定LFM波形的瞬时频率与时间之间的线性关系。
5.根据权利要求1所述的一种雷达通信一体化波形设计方法，其特征在于，所述根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形这一步骤具体为：
根据所述DFC序列，对所述LFM波形进行编码，得到所述DFC-LFM波形。
6.根据权利要求1所述的一种雷达通信一体化波形设计方法，其特征在于，所述将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控，包括：
在通信调制的过程中，将三位待通信传输的信息比特映射为一个符号相位，构建利用8种不同的相位特征来表征数字信息的相移键控。
7.根据权利要求1所述的一种雷达通信一体化波形设计方法，其特征在于，所述根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形，包括：
获取DFC序列的长度；
根据相移键控的比特相位映射规则，得到相移键控序列；
根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控序列，得到联合编码波形的表达式。
8.根据权利要求1所述的一种雷达通信一体化波形设计方法，其特征在于，所述根据所述联合编码波形，生成RadCom波形，包括：
将所述DFC-LFM波形与所述联合编码波形进行前后组合，得到RadCom波形。
9.一种雷达通信一体化波形设计装置，其特征在于，包括：
第一模块，用于生成DFC序列和LFM波形；
第二模块，用于根据所述DFC序列和所述LFM波形，生成DFC-LFM波形；
第三模块，用于将雷达通信过程的通信信息映射到相移键控；
第四模块，用于根据所述DFC-LFM波形与所述相移键控，生成所述DFC-LFM波形与所述相移键控的联合编码波形；
第五模块，用于根据所述联合编码波形，生成RadCom波形。
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。
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