CN117607820A - Ddma目标混叠的解调方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种DDMA目标混叠的解调方法、系统、设备及介质,所述方法包括:获取雷达信号接收时的不同通道的回波信号;基于所述回波信号解调出各个通道的信号发射顺序;若响应于目标的发射信号之间存在混叠,利用不混叠位置的接收项确定各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量;结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号。本申请可以有效的恢复出混叠位置目标各自的原始信号,从而纠正目标测角误差,提高精度并抑制旁瓣。
Description
技术领域
本申请属于雷达信号处理的技术领域,涉及一种信号解调方法,特别是涉及一种DDMA目标混叠的解调方法、系统、设备及介质。
背景技术
现代的雷达例如车载毫米波雷达致力于追求更高的雷达角度分辨率,雷达的角度分辨率和阵元数直接相关,阵元数越多,雷达可实现的角度分辨率就越高。受制于系统成本,毫米波雷达芯片所支持的通道数是有限的。在现代雷达中,一般通过MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出)技术来增加雷达的虚拟通道数,从而提高雷达的角度分辨率。
DDMA(Doppler diversity multiple access,多普勒频分多址)波形体制作为MIMO雷达波形一大类,由于可以充分利用全部发射资源,从而增强车载毫米波雷达的探测范围,因此目前得到了广泛的应用。DDMA波形下,对于同一个接收天线,同一个目标对应的不同发射天线的回波信号在多普勒维上由于各个发射天线设置的相位偏移不同而分布在不同区域,由此可以来实现通道分离。然而在某些情况下分离出来的通道相位可能被另一个目标污染,导致最终目标的测角出现错误。
发明内容
本申请提供一种DDMA目标混叠的解调方法、系统、设备及介质,用于解决双目标混叠的问题。
第一方面,本申请提供一种DDMA目标混叠的解调方法,所述方法包括:获取雷达信号接收时的不同通道的回波信号;基于所述回波信号解调出各个通道的信号发射顺序;响应于目标的发射信号之间存在混叠,利用不混叠位置的接收项确定各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量;结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号。
在第一方面的一种实现方式中,所述基于所述回波信号解调出各个通道的信号发射顺序的步骤,包括:对各个接收阵元的回波信号分别做二维快速傅里叶变换;通过恒虚警检测获得各个目标在多普勒二维频谱上的位置;针对恒虚警检测的结果,依据距离维索引进行信号解调,得到正确的发射顺序。
在第一方面的一种实现方式中,所述获取雷达信号接收时的不同通道的回波信号的步骤,包括:构建多普勒频分多址发射模式下的信号模型;根据所述信号模型确定回波信号的表达式。
在第一方面的一种实现方式中,在所述响应于目标的发射信号之间存在混叠的步骤之前,所述方法还包括:利用不同目标之间多普勒频率的相差程度,判断目标的信号之间是否存在混叠及确定混叠位置。
在第一方面的一种实现方式中,所述判断目标的信号之间是否存在混叠及确定混叠位置的步骤,包括:对解调出的不同信号的谱峰多普勒索引进行两两组合,在组合后的多普勒索引剔除掉重复索引后,如果多普勒索引个数小于预设个数,则判定两组信号间存在混叠;确定混叠位置以及剔除掉虚假的解调信号。
在第一方面的一种实现方式中,所述确定混叠位置的步骤,包括:若空间中存在两个目标,距离相同,两个目标的多普勒频率相差一个频率差,该频率差由两发射信号的调制相位引起,在组合后的多普勒索引剔除掉重复索引后,如果多普勒索引个数等于对应的谱峰个数,则说明这两组解调的信号组合是有效的,重复的多普勒索引位置即为混叠位置,即判定第一目标的第二发射谱峰位置和第二目标的第一发射谱峰位置出现混叠。
在第一方面的一种实现方式中,在所述结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号的步骤之后,所述方法还包括:利用恢复出来的信号分别进行波达方向估计,得到不同目标的角度估计结果。
第二方面,本申请提供一种DDMA目标混叠的解调系统,所述系统包括:信号获取模块,被配置为获取雷达信号接收时的不同通道的回波信号;顺序解调模块,被配置为基于所述回波信号解调出各个通道的信号发射顺序;混叠处理模块,被配置为响应于目标的发射信号之间存在混叠,利用不混叠位置的接收项确定各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量;信号恢复模块,被配置为结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号。
第三方面,本申请提供一种电子设备,所述电子设备包括:处理器及存储器;所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述电子设备执行所述的方法。
第四方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被电子设备执行时实现所述的方法。
如上所述,本申请所述的DDMA目标混叠的解调方法、系统、设备及介质,具有以下有益效果:
本申请对于DDMA波形,当存在两个目标,距离相同,速度相差整数倍的发射天线调相间隔对应的速度大小时,此时会出现两个目标不同发射天线的回波信号重叠的现象,本申请基于最小二乘方法提出一种DDMA解多目标混叠的方法,一方面识别DDMA波形下是否存在双目标混叠情况,以及混叠的发射天线位置;另一方面恢复混叠区域目标各自的原始信号,从而重构目标各自的接收数据矩阵,以纠正因为混叠导致的测角错误,提高精度,抑制旁瓣。
附图说明
图1显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的应用波形示意图。
图2显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的原理流程图。
图3显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的接收频谱分布图。
图4显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的接收信号混叠示意图。
图5显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的接收天线二维频谱图。
图6显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的混叠频谱位置示意图。
图7显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的阵列布局图。
图8显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的目标2解混叠前后DOA估计结果对比图。
图9显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的目标1解混叠前后DOA估计结果对比图。
图10显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调系统的结构原理图。
图11显示为本申请实施例所述的电子设备的结构连接示意图。
元件标号说明
1 DDMA目标混叠的解调系统
11 信号获取模块
12 顺序解调模块
13 混叠处理模块
14 信号恢复模块
2 电子设备
21 处理器
22 存储器
23 通信接口
24 系统总线
S21~S24 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想,遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
本申请以下实施例提供了DDMA目标混叠的解调方法、系统、设备及介质,包括但不限于应用于DDMA多目标混叠的解调场景中,以下将以该场景为例进行描述。
请参阅图1,显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的应用波形示意图。如图1所示,本实施例提供一种DDMA波形示例,DDMA波形下,对于同一个接收天线,同一个目标对应的不同发射天线的回波信号在多普勒维上由于各个发射天线设置的相位偏移不同而分布在不同区域。然而当存在两个目标距离相同,速度刚好相差整数倍的发射天线间的调相间隔对应的速度大小时,此时在二维频谱上表现为两个目标的不同发射天线混叠在同一个位置。利用本申请的DDMA目标混叠的解调方法识别DDMA波形下是否存在双目标混叠情况,以及混叠的发射天线位置;并且恢复混叠区域目标各自的原始信号,从而重构目标各自的接收数据矩阵,以纠正因为混叠导致的测角错误,提高精度,抑制旁瓣。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行详细描述。
请参阅图2,显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的原理流程图。如图2所示,本实施例提供一种DDMA目标混叠的解调方法,具体包括以下步骤:
S21,获取雷达信号接收时的不同通道的回波信号。
于一实施例中,步骤S21具体包括:
(1)构建多普勒频分多址发射模式下的信号模型。
具体地,DDMA发射模式下,每帧所有发射天线同时发射,且每个发射天线的起始周期(chirp)相位都为0(或者某一固定值),每个发射天线的前后chirp之间偏移一个特定的相位值(且相互之间不一样),通过这一设置的偏移相位使不同发射天线的信号在多普勒(Doppler)域上能分离开来。
如图1所示,假设雷达系统的发射天线个数为Nt,接收天线个数为Nr,每个发射天线Tx上面叠加的相位分别为[ω1 ω2 … ωNt]。
(2)根据所述信号模型确定回波信号的表达式。
对于Tx1发射天线,其所发射的信号表达式为:
其中,f0表示调频连续波载频,Tr表示单个扫频周期的时间,k=B/Tr表示调频连续波的斜率,B表示调频信号带宽,n表示t时刻处于第几个chirp。符号表示向下取整。
假设空间中存在一个距离为R,速度为V,角度为θ的目标,则Rx1接收天线接收到的回波信号为:
其中:
其中,dtx1表示Tx1发射天线相对于其参考点的阵元坐标,drx1表示Rx1接收天线相对于其参考点的阵元坐标。
S22,基于所述回波信号解调出各个通道的信号发射顺序。
于一实施例中,步骤S22具体包括:
(1)对各个接收阵元的回波信号分别做二维快速傅里叶变换。
(2)通过恒虚警检测获得各个目标在多普勒二维频谱上的位置。
具体地,恒虚警检测是雷达信号处理领域内检测是否存在目标的方法统称,包括CA_CFAR,SOGO_CFAR,NR_CFAR等。
(3)针对恒虚警检测的结果,依据距离维索引进行信号解调,得到正确的发射顺序。具体地,恒虚警检测的结果是指CFAR检测完之后得到的各个目标的谱峰值,LFMCW(,Linear Frequency Modulated Continuous Wave,线性调频连续波)体制雷达,在经过二维FFT之后,称快时间维为距离维,慢时间维为多普勒维,距离维索引指的是CFAR目标谱峰距离维对应坐标值。
具体地,回波信号经过和本振混频之后,得到Tx1发射,Rx1接收的通道信号表达式为:
将式(3)代入式(4),经过化简之后,可以得到如下表达式:
其中,表示目标距离位置引起的回波信号和本振信号之间的差频,称为距离差频,/>表达多普勒频移。
对式(5)进行离散化表示,则有:
其中,Ts表示采样时间间隔,m表示一个周期内的第m个采样点,n表示第n个周期。由式(5)可以看出,和常规的线性调频连续波体制(LFMCW)相比,DDMA体制目标在多普勒维上根据Tx的调制相位产生对应的偏移。
于实际应用中,以1个4T4R(四发四收)的MIMO雷达系统为例,距离维采样点数为1024,多普勒维采样点数为256,假设4个Tx的调制相位分别为:那么对于同一个Rx天线,属于同一个目标的4个Tx的回波谱峰等效于将频谱上的多普勒维分成8子带,然后基于初始fd,依次平移0、1、4、6个子带位置,如图3所示。RX接收天线的二维频谱如图5所示,一个目标对应4个谱峰,谱峰位置按照[0 1 4 6]的规律落在TX1、TX2、TX3、TX4对应的子带内。
S23,响应于目标的发射信号之间存在混叠,利用不混叠位置的接收项确定各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量。
于一实施例中,在所述响应于目标的发射信号之间存在混叠的步骤之前,所述方法还包括:利用不同目标之间多普勒频率的相差程度,判断目标的信号之间是否存在混叠及确定混叠位置。
于一实施例中,所述判断目标的信号之间是否存在混叠及确定混叠位置的步骤,包括:
对解调出的不同信号的谱峰多普勒索引进行两两组合,在组合后的多普勒索引剔除掉重复索引后,如果多普勒索引个数小于预设个数,则判定两组信号间存在混叠;确定混叠位置以及剔除掉虚假的解调信号。具体地,所述预设个数可以是2*Ntx,其中,Ntx是指TX发射天线个数。
于一实施例中,所述确定混叠位置的步骤,包括:若空间中存在两个目标,距离相同,两个目标的多普勒频率相差一个频率差,该频率差由两发射信号的调制相位引起,在组合后的多普勒索引剔除掉重复索引后,如果多普勒索引个数等于对应的谱峰个数,则说明这两组解调的信号组合是有效的,重复的多普勒索引位置即为混叠位置,即判定第一目标的第二发射谱峰位置和第二目标的第一发射谱峰位置出现混叠。
具体地,假设空间中存在两个目标,距离R相同,角度分别为θ1、θ2,记目标1的速度为V,目标2的速度为V+ΔV,其中即两个目标的多普勒频率相差一个TX2和TX1的调制相位引起的频率差。此时目标1的TX2谱峰位置和目标2的TX1谱峰位置出现混叠,如图4所示。
对于混叠位置,由于属于同一个峰值,因此混叠位置的信号有如下等式成立:
其,中xq表示第q个Rx接收天线混叠位置处的信号,RXq表示第q个接收天线,a表示目标1的信号能量,b表示目标2的信号能量。
对上式进行变形,可得:
矩阵化表示:
令SV1和SV2分别代表目标1对应的RX天线间的阵列导向矢量和目标2对应的RX天线间的阵列导向矢量,对于SV1和SV2的求解可以利用不混叠位置的接收项进行求解,对于SV1:
对不混叠位置的RX接收信号利用下式进行幅度各自的归一化,消除幅度:
sig_normal=sig_tx1./abs(sig_tx1) (12)
求取各个接收阵元相对于RX1的相位差,则可得目标1对应的RX天线间的阵列导向矢量SV1:
同理,目标2对应的RX天线间的阵列导向矢量SV2也可以利用公式(11)-公式(14)同样的方法进行求取。
S24,结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号。
再得到SV1和SV2之后,利用式(10)可以得到:
coe=(SVH*SV)-1*SVH*X (15)则恢复出来的混叠部分的目标1信号为:
sig_alis1=SV1*coe(1) (16)
混叠部分的目标2信号为:
sig_alis2=SV2*coe(2) (17)
于一实施例中,在所述结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号的步骤之后,所述方法还包括:利用恢复出来的信号分别进行波达方向估计,得到不同目标的角度估计结果。
具体地,利用恢复出来的信号分别进行DOA(Direction Of Arrival,波达方向定位技术)估计,得到目标1和目标2的正确估计结果,包括但不限于常见的子空间类DOA算法(如MUSIC、ESPRIT等)以及DML算法等。
本申请中DOA估计的目标是为了测角,本申请的整个目标是要解决DDMA波形存在的双目标混叠导致DOA估计的结果出错的问题,由此在信号解混叠之后需要进行DOA估计,以获得精确的角度估计结果。
予以实际应用中,本申请针对DDMA目标混叠的解调方法提供一具体实施例,雷达参数设置如下:
4T4R(四个发送四个接收),雷达带宽B=375Mhz,载波频率f0=76.5Ghz,单个脉冲周期Tr=38.28ms,采样频率为35Mhz,单周期内采样点数Ns=1024,脉冲重复周期Nr=256;4个Tx的调制相位分别为:目标1的距离为15m,速度为0.1999m/s,角度为-30°;目标2的距离为15m,速度为6.5967m/s,角度为15°。
则两个目标在二维频谱上的谱峰位置如图6所示,其中横坐标为距离单元,纵坐标为速度值。由图6可以看出,经过CFAR检测和DDMA信号解调后,属于同一个距离单元,同时多普勒单元符合Tx调制相位规律的谱峰共有7个,且分别落于[0 1 2 4 5 6 7]对应的子带区域内。
经过DDMA解调后可以得到表1所示的4种组合信号。
表1组合信号表
解调信号 | 信号谱峰对应多普勒索引 |
信号1 | [2 34 130 194]->[0 1 4 6] |
信号2 | [34 66 162 226]->[1 2 5 7] |
信号3 | [130 162 2 66]->[4 5 0 2] |
信号4 | [194 226 66 130]->[6 7 2 4] |
具体地,判断信号是否存在混叠以及确定混叠位置的具体过程如下:
首先对解调出的4组信号的谱峰多普勒索引两两进行组合,组合后的多普勒索引剔除掉重复索引后,如果多普勒索引个数小于2*Ntx,则说明这两组信号间存在混叠。其中,Ntx是指TX发射天线个数。
如信号1和信号2进行组合,[2 34 130 194 34 66 162 226],剔除掉重复单元后为[2 34 130 194 66 162 226]总共只有7个索引,小于8,故存在混叠。
接着确定混叠位置以及剔除掉虚假的解调信号。
同样的对解调出的4组信号的谱峰多普勒索引两两进行组合,组合后的多普勒索引剔除掉重复索引后,如果多普勒索引个数等于总的谱峰个数,则说明这两组信号组合是有效的,重复的多普勒索引位置即为混叠位置;如果多普勒索引个数小于总的谱峰个数,则说明该组信号组合是无效的。
如信号1和信号2进行组合,[2 34 130 194 34 66 162 226],剔除掉重复单元后为[2 34 130 194 66 162 226]总共只有7个索引,与谱峰个数相同,说明该组信号时有效的,混叠位置为34,即信号1的Tx2和信号2的Tx1混叠。
信号1和信号3组合,[2 34 130 194 130 162 2 66],剔除掉重复单元后为[2 34130 194 162 66]总共只有6个索引,故该组合无效。
确定完是否混叠以及混叠位置后,就可以依据所提的DDMA双目标混叠信号重构方法进行信号重构,然后进行DOA估计。
MIMO系统阵元布局如图7所示,图8和图9示出了利用本发明解混叠前后DOA估计结果对比。从图8可以看出,经过解混叠之后,目标2的角度估计误差得以纠正,并且旁瓣也从-9.47dB恢复到该阵列的理论值-13.1dB附近。对比图8、图9,说明混叠位置对DOA估计的影响也取决于混叠位置对应的发射阵元在对应的阵列中的位置,不同位置对估计结果的影响大小不同。
本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序,凡是根据本申请的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本申请的保护范围内。
本申请实施例还提供一种DDMA目标混叠的解调系统,所述DDMA目标混叠的解调系统可以实现本申请所述的DDMA目标混叠的解调方法,但本申请所述的DDMA目标混叠的解调方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的DDMA目标混叠的解调系统的结构,凡是根据本申请的原理所做的现有技术的结构变形和替换,都包括在本申请的保护范围内。
请参阅图10,显示为本申请实施例所述的DDMA目标混叠的解调系统的结构原理图。
如图10所示,本实施例提供一种DDMA目标混叠的解调系统1,包括:信号获取模块11、顺序解调模块12、混叠处理模块13和信号恢复模块14。
所述信号获取模块11被配置为获取雷达信号接收时的不同通道的回波信号。
所述顺序解调模块12被配置为基于所述回波信号解调出各个通道的信号发射顺序。
所述混叠处理模块13被配置为响应于目标的发射信号之间存在混叠,利用不混叠位置的接收项确定各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量。
所述信号恢复模块14被配置为结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置或方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅是示意性的,例如,模块/单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或单元可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块/单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块/单元显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块/单元来实现本申请实施例的目的。例如,在本申请各个实施例中的各功能模块/单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块/单元单独物理存在,也可以两个或两个以上模块/单元集成在一个模块/单元中。
本领域普通技术人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请提供一种电子设备,所述电子设备包括:处理器及存储器;所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述电子设备执行所述的方法。
请参阅图11,显示为本申请实施例所述的电子设备的结构连接示意图。如图11所示,本申请的电子设备2包括:处理器21、存储器22、通信接口23或/和系统总线24。存储器22和通信接口23通过系统总线24与处理器21连接并完成相互间的通信,存储器22用于存储计算机程序,通信接口23用于和其他设备进行通信,处理器21用于运行计算机程序,使所述电子设备2执行DDMA目标混叠的解调方法的各个步骤。
上述的处理器21可以是通用处理器,包括中央处理器(Central ProcessingUnit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
上述的存储器22可能包含随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM),也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
上述提到的系统总线24可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,简称EISA)总线等。该系统总线24可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(如客户端、读写库和只读库)之间的通信。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成,所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中,所述存储介质是非短暂性(non-transitory)介质,例如随机存取存储器,只读存储器,快闪存储器,硬盘,固态硬盘,磁带(magnetic tape),软盘(floppy disk),光盘(optical disc)及其任意组合。上述存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digital video disc,DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk,SSD))等。
上述各个附图对应的流程或结构的描述各有侧重,某个流程或结构中没有详述的部分,可以参见其他流程或结构的相关描述。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种DDMA目标混叠的解调方法,其特征在于,所述方法包括:
获取雷达信号接收时的不同通道的回波信号;
基于所述回波信号解调出各个通道的信号发射顺序;
响应于目标的发射信号之间存在混叠,利用不混叠位置的接收项确定各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量;
结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取雷达信号接收时的不同通道的回波信号的步骤,包括:
构建多普勒频分多址发射模式下的信号模型;
根据所述信号模型确定回波信号的表达式。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述回波信号解调出各个通道的信号发射顺序的步骤,包括:
对各个接收阵元的回波信号分别做二维快速傅里叶变换;
通过恒虚警检测获得各个目标在多普勒二维频谱上的位置;
针对恒虚警检测的结果,依据距离维索引进行信号解调,得到正确的发射顺序。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述响应于目标的发射信号之间存在混叠的步骤之前,所述方法还包括:
利用不同目标之间多普勒频率的相差程度,判断目标的信号之间是否存在混叠及确定混叠位置。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述判断目标的信号之间是否存在混叠及确定混叠位置的步骤,包括:
对解调出的不同信号的谱峰多普勒索引进行两两组合,在组合后的多普勒索引剔除掉重复索引后,如果多普勒索引个数小于预设个数,则判定两组信号间存在混叠;
确定混叠位置以及剔除掉虚假的解调信号。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述确定混叠位置的步骤,包括:
若空间中存在两个目标,距离相同,两个目标的多普勒频率相差一个频率差,该频率差由两发射信号的调制相位引起,在组合后的多普勒索引剔除掉重复索引后,如果多普勒索引个数等于对应的谱峰个数,则说明这两组解调的信号组合是有效的,重复的多普勒索引位置即为混叠位置,即判定第一目标的第二发射谱峰位置和第二目标的第一发射谱峰位置出现混叠。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号的步骤之后,所述方法还包括:
利用恢复出来的信号分别进行波达方向估计,得到不同目标的角度估计结果。
8.一种DDMA目标混叠的解调系统,其特征在于,所述系统包括:
信号获取模块,被配置为获取雷达信号接收时的不同通道的回波信号;
顺序解调模块,被配置为基于所述回波信号解调出各个通道的信号发射顺序;
混叠处理模块,被配置为响应于目标的发射信号之间存在混叠,利用不混叠位置的接收项确定各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量;
信号恢复模块,被配置为结合各个目标对应的接收天线间的阵列导向矢量恢复混叠部分各个目标的信号。
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:处理器及存储器;
所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述电子设备执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被电子设备执行时实现权利要求1至7所述的方法。
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CN202311578407.8A CN117607820A (zh) | 2023-11-23 | 2023-11-23 | Ddma目标混叠的解调方法、系统、设备及介质 |
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