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內(nèi)容簡介

　　雷達(dá)通信的頻譜共享及一體化是當(dāng)前的熱門話題之一，被公認(rèn)為 B5G/6G 無線通信系統(tǒng)中新興的核心技術(shù)。本書主要介紹雷達(dá)通信頻譜共享及一體化方向的理論與方法，以及相關(guān)研究的新進(jìn)展。全書共6章。第一章介紹雷達(dá)通信一體化的背景、應(yīng)用和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并介紹閱讀本書所需的通信與雷達(dá)方面的基本知識(shí)。第2章~第4章分別介紹分立的雷達(dá)與通信的頻譜共享機(jī)制、雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)的波束賦形設(shè)計(jì)，以及基于給定雷達(dá)波束圖樣的波形設(shè)計(jì)、雷達(dá)與通信性能的折中設(shè)計(jì)、恒包絡(luò)雷達(dá)通信一體化波形設(shè)計(jì)這 3種波形設(shè)計(jì)方法。第 5章介紹雷達(dá)通信一體化在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。第 6章對(duì)全書內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和梳理，并提出雷達(dá)通信一體化領(lǐng)域的若干開放問題。本書結(jié)構(gòu)清晰，內(nèi)容安排合理，可作為高等院校電氣工程、信息工程、通信工程等相關(guān)專業(yè)的高年級(jí)本科生和研究生的教材或參考書，也可供科研院所的相關(guān)工程技術(shù)人員及對(duì)該領(lǐng)域感興趣的讀者閱讀。

作者簡介

　　劉凡博士，南方科技大學(xué)電子與電氣工程系助理教授、博士生導(dǎo)師。2018年獲北京理工大學(xué)博士學(xué)位，2018—2020 年在英國倫敦大學(xué)學(xué)院從事博士后研究工作。主要研究方向?yàn)橥ㄐ鸥兄惑w化，車聯(lián)網(wǎng)與智能交通等。目前擔(dān)任《IEEE 通信快報(bào)》編委、《IEEE通信領(lǐng)域選刊》客座編委，以及IEEE通信學(xué)會(huì)通信感知一體化新興技術(shù)倡議委員會(huì)首屆學(xué)術(shù)主席。入選2018年歐盟“瑪麗·居里”學(xué) 者，博士論文入選2019年度中國電子學(xué)會(huì)優(yōu) 秀博士學(xué)位論文。周建明博士，1976年出生于浙江省江山市，2004年獲北京理工大學(xué)電磁場與微波技術(shù)專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位并留校工作，主要研究方向?yàn)槲⒉?、毫米波電路與系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈、相控陣通信和雷達(dá)一體化。發(fā)表論文10多篇。獲得國防科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。安建平北京理工大學(xué)特聘教授、網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院院長，中國電子學(xué)會(huì)會(huì)士，中國通信學(xué)會(huì)會(huì)士、常務(wù)理事，入選國家“百千萬人才工程”第一層次，享受國務(wù)院“政府特殊津貼”。研究領(lǐng)域聚焦空間通信、空天信息網(wǎng)絡(luò)與安全。作為第一完成人獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)、中國通信學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

圖書目錄

第 1 章緒論\t1
1．1　引言　1
1．2　應(yīng)用場景　2
1．2．1　雷達(dá)與商用無線通信系統(tǒng)的共存　2
1．2．2　5G/B5G 車聯(lián)網(wǎng)通信感知一體化　3
1．2．3　Wi-Fi 定位及動(dòng)作識(shí)別　3
1．2．4　無人機(jī)感知與通信　4
1．2．5　空天網(wǎng)絡(luò)遙感與導(dǎo)航增強(qiáng)　5
1．2．6　多功能射頻系統(tǒng)　5
1．2．7　雷達(dá)輔助的低截獲概率通信　6
1．2．8　無源雷達(dá)　6
1．2．9　其他應(yīng)用場景　7
1．3　研究現(xiàn)狀　7
1．3．1　雷達(dá)與通信同頻共存的研究現(xiàn)狀　7
1．3．2　雷達(dá)通信一體化的研究現(xiàn)狀　11
1．4　預(yù)備知識(shí)　16
1．4．1　雷達(dá)信號(hào)處理的基礎(chǔ)知識(shí)　16
1．4．2　多用戶 MIMO 下行通信模型　19
1．5　后續(xù)章節(jié)的內(nèi)容安排　22
第　2 章雷達(dá)與通信的頻譜共享　23
2．1　雷達(dá)與通信同頻共存的主要問題　23
2．2　雷達(dá)與通信的互干擾信道估計(jì)　24
2．2．1　系統(tǒng)模型及基本假設(shè)　25
2．2．2　衰落信道估計(jì)的假設(shè)檢驗(yàn)方法　27
2．2．3　視距信道估計(jì)的假設(shè)檢驗(yàn)方法　31
2．2．4　理論性能分析　36
2．2．5　信道估計(jì)性能分析　44
2．2．6　數(shù)值仿真結(jié)果　45
2．3　雷達(dá)與通信的同頻共存預(yù)編碼　52
2．3．1　系統(tǒng)模型與基本假設(shè)　53
2．3．2　基于干擾抑制的預(yù)編碼　55
2．3．3　建設(shè)性干擾預(yù)編碼　60
2．3．4　對(duì)雷達(dá)性能影響的分析　67
2．3．5　數(shù)值仿真結(jié)果　71
2．4　本章小結(jié)　75
第　3 章雷達(dá)通信一體化波束賦形技術(shù)　77
3．1　雷達(dá)通信一體化主要研究的問題　77
3．2　基于波束圖樣逼近的一體化波束賦形　78
3．2．1　雷達(dá)通信一體化下行鏈路模型　78
3．2．2　雷達(dá)通信一體化波束圖樣設(shè)計(jì)　81
3．2．3　數(shù)值仿真結(jié)果　85
3．3　估計(jì)性能最優(yōu)的一體化波束賦形　87
3．3．1　系統(tǒng)模型　88
3．3．2　點(diǎn)目標(biāo)場景下的聯(lián)合波束賦形　91
3．3．3　擴(kuò)展目標(biāo)場景下的聯(lián)合波束賦形　102
3．3．4　數(shù)值仿真結(jié)果　108
3．4　本章小結(jié)　112
第　4 章雷達(dá)通信一體化波形設(shè)計(jì)方法　114
4．1　基本模型及性能指標(biāo)　115
4．2　基于給定雷達(dá)波束圖樣的波形設(shè)計(jì)　116
4．2．1　嚴(yán)格全向搜索波形設(shè)計(jì)　116
4．2．2　嚴(yán)格定向跟蹤波形設(shè)計(jì)　117
4．3　雷達(dá)與通信性能的折中設(shè)計(jì)　118
4．4　恒包絡(luò)雷達(dá)通信一體化波形設(shè)計(jì)　125
4．4．1　問題建?！?25
4．4．2　分支定界算法　127
4．4．3　定界函數(shù)設(shè)計(jì)　129
4．4．4　收斂性與復(fù)雜度分析　133
4．5　數(shù)值仿真結(jié)果　136
4．5．1　給定雷達(dá)波束圖樣的波形設(shè)計(jì)　136
4．5．2　給定雷達(dá)參考波形的恒包絡(luò)波形設(shè)計(jì)　139
4．6　本章小結(jié)　141
第　5 章雷達(dá)通信一體化在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用　142
5．1　系統(tǒng)模型　143
5．1．1　基本框架　144
5．1．2　車輛狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型　146
5．1．3　信號(hào)模型　149
5．2　波束的預(yù)測、跟蹤與關(guān)聯(lián)　153
5．2．1　基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的波束預(yù)測與跟蹤　153
5．2．2　波束關(guān)聯(lián)問題　155
5．3　基于通信感知一體化的多波束功率分配　156
5．3．1　注水功率分配法　157
5．3．2　參數(shù)估計(jì)的后驗(yàn) CRLB　157
5．3．3　功率分配問題的建模與分析　159
5．4　數(shù)值仿真結(jié)果　163
5．4．1　單車跟蹤性能　163
5．4．2　雷達(dá)通信一體化方案與基于上行反饋的純通信方案的性能對(duì)比　165
5．4．3　多車跟蹤性能　167
5．5　本章小結(jié)　171
第　6 章總結(jié)與展望　172
6．1　本書總結(jié)　172
6．2　雷達(dá)通信一體化技術(shù)展望　173
參考文獻(xiàn)　175