面向无人驾驶的先进车载雷达与通信一体化设计文献综述

 2023-08-15 02:08

一、选题背景和意义:

无人驾驶作为未来信息自动化产业的重要增长点,由于其巨大的市场背景,受到人们的广泛关注。作为当前无人驾驶的主要传感器,车载雷达可为汽车提供精确的目标定位及测速等功能。此外,车联网无线通信技术能够提供车辆间的实时通信,在复杂路况与密集车辆场景下对于保证无人驾驶的安全性也不可或缺。由于车载雷达与无线通信设备的设计目标不同,两者对于发射波形的要求也有所区别。相应的车载雷达与无线通信设备往往采用分离式设计,带来较高的成本与能耗问题。近年来,研究者发现4G无线通信中采用的正交频分(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)波形兼具较好的雷达探测与信息传输性能,为雷达通信一体化设计提供了一种有效途径。但由于其通信能力针对高速移动场景的抗多普勒频移性能较差,较难适用于高速无人驾驶场景。

近来被提出的正交时频空间调制(orthogonal time frequency space, OTFS)波形利用延迟-多普勒域的信号表示理论,可对抗时变多径信道的动态影响,相比OFDM可显著提高高速无人驾驶场景下的通信传输性能。本课题拟研究OTFS波形的参数(距离、速度以及角度)估计性能,以探究其在无人驾驶车载雷达通信一体化设计中的适用性。进一步可针对具体的无人驾驶场景和系统性能指标,设计基于OTFS的车载雷达通信一体化传输方案。

二、课题关键问题及难点:

1、掌握时延多普勒信道的表示方法

2、掌握Heisenberg变换和Wigner变换

3、掌握时频调制的过程

4、在时频调制的基础上,通过OTFS变换转化为OTFS调制

5、构建OTFS信号的参数估计模型并设计相应的估计方案

6、评估OTFS信号在不同场景下的雷达目标参数估计性能

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