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基于LFM-OFDM系统的车载雷达距离速度估计方法研究
| 论文题名： | 基于LFM-OFDM系统的车载雷达距离速度估计方法研究 |
| 关键词： | 车联网;LFM-OFDM系统;距离速度估计;车载雷达 |
| 摘要： | 车联网环境下的车载雷达测距测速是未来无人驾驶技术的其中一个重要方面，可从信号的时延和多普勒频移中分别提取出被测目标车辆的距离和速度信息。线性调频信号（LFM）在雷达系统中有着普遍的应用，随着时间的增加，它的频率呈现出线性变化的规律，这正好解决了如何兼顾雷达空间分辨率和作用距离的问题。而且作为扩频信号，LFM信号对多普勒频移的敏感性很低，抗干扰性很强，导致在无线通信市场 LFM信号也很受欢迎。然而，LFM信号的主要局限在于达到充足脉冲间多样性比较复杂，存在距离多普勒耦合，单路 LFM信号传输速率过低以及频谱效率不高。目前已将 OFDM信号应用于车载雷达测距测速，为了满足更高的测距测速分辨率以及精度等需求，同时结合 LFM信号与 OFDM信号的优势，本文提出了一种基于线性调频信号的扩频多载波体制，即 LFM-OFDM，旨在研究如何将 LFM-OFDM信号及其导频应用于车载雷达测距测速且分析其性能的提升情况。 首先，给出研究基于的信道模型及应用场景，介绍线性调频信号和OFDM系统基础，建立起LFM-OFDM信号模型，具体说明其在车载环境中的发送信号模型、接收信号模型及区别于其他信号的特征，同时证明了其正交性。 接下来，推导了LFM-OFDM信号具体的测距测速方法，给出其频域矩阵与被测目标距离速度的关系，并对各种频率估计算法进行比较选择，选出一种没有旁瓣效应且频谱衰减快的相对最优的算法。然后从分辨率和精度两方面对经典OFDM信号和LFM-OFDM信号测距测速进行仿真实验性能对比，发现在选取合适仿真参数的情况下本方法确实能较大提升性能，与理论推导一致，更好地满足了车联网系统的需求。 最后，对LFM-OFDM导频信号及其测距测速方法进行研究，还在遵循导频设计准则的基础上，从数量和结构两方面进行LFM-OFDM导频的设计。具体分析了块状、梳状和离散LFM-OFDM导频信号各自的测距测速特点，在推导LFM-OFDM导频信号的测距测速方法同时进行性能仿真分析，发现LFM-OFDM梳状导频测速和块状导频测距的分辨率与抗噪声性能与LFM-OFDM一帧信号类似，且通信性能良好。 |
| 作者： | 叶恒 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 余小游 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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