要提高正交頻分復用（OFDM）雷達通信共享信號的通信速率,子載波須采用高階正交幅度調制（QAM）,則需要深入研究QAM-OFDM共享信號的雷達處理性能。針對此問題,研究了高階QAM對匹配濾波及目標檢測性能的影響,得出了信噪比損失公式和推廣的目標檢測概率公式。理論推導與仿真結果表明:大于四階的QAM調制使OFDM共享信號在匹配濾波過程中產生了信噪比損失,而提高時寬帶寬積可以有效減小這種損失,當時寬帶寬積大于256時,QAM-OFDM共享信號具有與常規(guī)雷達信號基本相同的目標檢測性能,并且提高調制階數幾乎不會影響其性能。由此證明了高階QAM-OFDM信號是一種適用于高速通信的雷達通信一體化共享信號。 

【文章來源】：現代雷達. 2020,42(08)北大核心

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【部分圖文】：

16PSK與16QAM星座圖對比

表1 QAM星座圖的δ0值 調制階數QAM δ0值 4QAM 0 16QAM 0.341 3 64QAM 0.387 0 128QAM 0.345 4 256QAM 0.396 8圖2表明:大于四階的QAM調制使信號產生了信噪比損失,并且在高SNR0時更為明顯。原因是當SNR0較小時熱噪聲的功率更大;當SNR0提高時,δ0的影響才逐漸顯現出來。而在高信噪比下,雷達的工作狀態(tài)比較理想,對一定程度的信噪比損失相對不敏感。因此,增加QAM調制階數對信噪比損失的影響不大。

實驗方法:模擬產生隨機通信信息,通過蒙特卡洛仿真統(tǒng)計信號匹配濾波后的輸出信噪比。仿真參數:采用64QAM-OFDM信號,時寬帶寬積MN分別為64、256、1 024,蒙特卡洛仿真5 000次,結果如圖3所示。從圖3可以看出:在不同的時寬帶寬積下,蒙特卡洛仿真結果均與理論值高度吻合,驗證了理論推導的正確性。圖3還表明:通過提高時寬帶寬積,能夠有效減小輸出信噪比的損失,當時寬帶寬積達到1 024時,SNR0=30 dB處的信噪比損失僅有1.4 dB,對雷達性能的影響非常小。因此,QAM-OFDM共享信號存在的信噪比損失是可控的,采用大的時寬帶寬積可抵消信噪比損失。

【參考文獻】：
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