基于软件无线电的雷达通信一体化技术研究

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1、硕士学位论文基于软件无线电的雷达通信一体化技术研究RESEARCHONTECHNOLOGIESOFRADARCOMMUNICATIONINTEGRATIONBASEDONSOFTWARERADIO李怀远哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN915学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于软件无线电的雷达通信一体化技术研究硕士研究生：李怀远导师：戴伏生教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:

2、TN915U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTECHNOLOGIESOFRADARCOMMUNICATIONINTEGRATIONBASEDONSOFTWARERADIOCandidate：LiHuaiyuanSupervisor：Prof.DaiFushengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommunicationEngineeringAffi

3、liation：SchoolofInformationandElectricalEngineeringDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要电子技术迅速发展，随之作战平台面临的威胁越来越多。为了提高生存能力和综合作战能力，作战平台不得不配备诸如雷达、通信等多种电子设备，然而电子设备的增加不仅带来更多能源和空间的需求，也造成作战平台机动性的下降。解决上述矛盾的一个有效方法是将多个系统的硬件尽可

4、能多地共用，即实现一体化。近几年的另一个研究热点是软件无线电技术，用软件编程的方式实现无线电系统，不仅有效提高了无线电系统的复用性，而且大大减少了系统的空间需求。如果能基于软件无线电技术将通信功能加载到作战平台的雷达系统中，将具有重大意义。以高速移动平台为背景，以通用软件无线电外设(UniversalSoftwareRadioPeripheral,USRP)平台为基础，探索了利用软件无线电技术实现雷达通信一体化的关键技术，并通过USRP平台对系统进行了设计与验证。首先依据雷达与通信系统的实现机制，对USRP平台实现雷达方式通信的可行性进行了探讨

5、；通过对USRP平台的上位机和下位机的深入研究，得出USRP平台雷达方式工作的实现方法，并结合GNURadio软件平台进行了实际验证。其次，对雷达通信一体化的关键技术进行了探讨，着重研究了系统的载波同步、定时同步及其联合同步问题。为实现载波同步，重点对二阶差分方法进行了研究；在定时同步中，重点分析了多相滤波器组定时同步实现结构，并将最大似然定时误差估计算法应用于该结构中。在GNURadio中分别对上述载波同步和定时同步方法进行了设计实现与仿真试验，讨论了雷达方式通信系统中载波同步与定时同步的先后顺序，并通过理论推导和仿真结果比较确定了一体化系统

6、所采用的“锁频环+最大似然定时同步+二阶差分载波同步”的联合同步方案。最后，对一体化系统进行了设计与验证。将一体化系统划分为雷达方式工作的硬件前端、软件收发机和基带通信系统三个模块。通过软件无线电平台的研究，硬件前端采用自动收发控制方式；软件收发机的设计利用了Python内置定时器，对发送与接收状态进行切换；在GNURadio中，设计一体化系统的通信功能部分，从发射机和接收机的角度分别对系统的MAC层和物理层进行了设计，并结合USRP硬件平台对系统的误码率性能和数据包传输性能进行了实测。最终的测试结果表明，所设计的一体化系统能够实现以雷达的方式

7、进行通信，并且在存在一定的载波频差/相差和定时偏差的情况下，仍然能够具备一定-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文的通信能力。关键词：软件无线电；雷达通信一体化；USRP；同步-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofelectronictechnology,combatplatformisfacingmoreandmorethreat.Theplatformhastobeequippedwithavarietyofelectronicequipments,suchasradarand

8、communicationdevices,toimprovethesurvivalabilityandthecomprehensiveoperatio