雷達通信的頻譜共享及一體化是當前的熱門話題之一，被公認為 B5G/6G 無線通信系統(tǒng)中新興的核心技術。本書主要介紹雷達通信頻譜共享及一體化方向的理論與方法，以及相關研究的新進展。
全書共6章。第 一章介紹雷達通信一體化的背景、應用和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并介紹閱讀本書所需的通信與雷達方面的基本知識。第2章~第4章分別介紹分立的雷達與通信的頻譜共享機制、雷達通信一體化系統(tǒng)的波束賦形設計，以及基于給定雷達波束圖樣的波形設計、雷達與通信性能的折中設計、恒包絡雷達通信一體化波形設計這 3種波形設計方法。第 5章介紹雷達通信一體化在車聯(lián)網(wǎng)中的應用。第 6章對全書內(nèi)容進行總結和梳理，并提出雷達通信一體化領域的若干開放問題。
本書結構清晰，內(nèi)容安排合理，可作為高等院校電氣工程、信息工程、通信工程等相關專業(yè)的高年級本科生和研究生的教材或參考書，也可供科研院所的相關工程技術人員及對該領域感興趣的讀者閱讀。
系統(tǒng)介紹雷達通信一體化的專著；
系統(tǒng)總結MIMO雷達與多用戶MIMO通信的頻譜共享的理論研究；
理論嚴謹，相關模型和算法原理經(jīng)過嚴謹?shù)耐茖В?多位通信、雷達領域學 者對本書涵蓋的研究成果進行了把關
劉凡
博士，南方科技大學電子與電氣工程系助理教授、博士生導師。2018年獲北京理工大學博士學位，2018—2020 年在英國倫敦大學學院從事博士后研究工作。主要研究方向為通信感知一體化，車聯(lián)網(wǎng)與智能交通等。目前擔任《IEEE 通信快報》編委、《IEEE通信領域選刊》客座編委，以及IEEE通信學會通信感知一體化新興技術倡議委員會首 屆學術主席。入選2018年歐盟“瑪麗·居里”學 者，博士論文入選2019年度中國電子學會優(yōu) 秀博士學位論文。
周建明
博士，1976年出生于浙江省江山市，2004年獲北京理工大學電磁場與微波技術專業(yè)工學博士學位并留校工作，主要研究方向為微波、毫米波電路與系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈、相控陣通信和雷達一體化。發(fā)表論文10多篇。獲得國防科技進步二等獎、三等獎各1項。
安建平
北京理工大學特聘教授、網(wǎng)絡空間安 全學院院長，中國電子學會會士，中國通信學會會士、常務理事，入選國家“百千萬人才工程”第 一層次，享受國務院“政府特殊津貼”。研究領域聚焦空間通信、空天信息網(wǎng)絡與安 全。作為第 一完成人獲得國家技術發(fā)明二等獎和國家科技進步三等獎各1項、中國通信學會科學技術一等獎1項。
第 1 章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 應用場景 2
1.2.1 雷達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 定位及動作識別 3
1.2.4 無人機感知與通信 4
1.2.5 空天網(wǎng)絡遙感與導航增強 5
1.2.6 多功能射頻系統(tǒng) 5
1.2.7 雷達輔助的低截獲概率通信 6
1.2.8 無源雷達 6
1.2.9 其他應用場景 7
1.3 研究現(xiàn)狀 7
1.3.1 雷達與通信同頻共存的研究現(xiàn)狀 7
1.3.2 雷達通信一體化的研究現(xiàn)狀 11
1.4 預備知識 16
1.4.1 雷達信號處理的基礎知識 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 雷達與通信的頻譜共享 23
2.1 雷達與通信同頻共存的主要問題 23
2.2 雷達與通信的互干擾信道估計 24
2.2.1 系統(tǒng)模型及基本假設 25
2.2.2 衰落信道估計的假設檢驗方法 27
2.2.3 視距信道估計的假設檢驗方法 31
2.2.4 理論性能分析 36
2.2.5 信道估計性能分析 44
2.2.6 數(shù)值仿真結果 45
2.3 雷達與通信的同頻共存預編碼 52
2.3.1 系統(tǒng)模型與基本假設 53
2.3.2 基于干擾抑制的預編碼 55
2.3.3 建設性干擾預編碼 60
2.3.4 對雷達性能影響的分析 67
2.3.5 數(shù)值仿真結果 71
2.4 本章小結 75
第 3 章 雷達通信一體化波束賦形技術 77
3.1 雷達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 雷達通信一體化下行鏈路模型 78
3.2.2 雷達通信一體化波束圖樣設計 81
3.2.3 數(shù)值仿真結果 85
3.3 估計性能最優(yōu)的一體化波束賦形 87
3.3.1 系統(tǒng)模型 88
3.3.2 點目標場景下的聯(lián)合波束賦形 91
3.3.3 擴展目標場景下的聯(lián)合波束賦形 102
3.3.4 數(shù)值仿真結果 108
3.4 本章小結 112
第 4 章 雷達通信一體化波形設計方法 114
4.1 基本模型及性能指標 115
4.2 基于給定雷達波束圖樣的波形設計 116
4.2.1 嚴格全向搜索波形設計 116
4.2.2 嚴格定向跟蹤波形設計 117
4.3 雷達與通信性能的折中設計 118
4.4 恒包絡雷達通信一體化波形設計 125
4.4.1 問題建模 125
4.4.2 分支定界算法 127
4.4.3 定界函數(shù)設計 129
4.4.4 收斂性與復雜度分析 133
4.5 數(shù)值仿真結果 136
4.5.1 給定雷達波束圖樣的波形設計 136
4.5.2 給定雷達參考波形的恒包絡波形設計 139
4.6 本章小結 141
第 5 章 雷達通信一體化在車聯(lián)網(wǎng)中的應用 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)轉移模型 146
5.1.3 信號模型 149
5.2 波束的預測、跟蹤與關聯(lián) 153
5.2.1 基于擴展卡爾曼濾波的波束預測與跟蹤 153
5.2.2 波束關聯(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)估計的后驗 CRLB 157
5.3.3 功率分配問題的建模與分析 159
5.4 數(shù)值仿真結果 163
5.4.1 單車跟蹤性能 163
5.4.2 雷達通信一體化方案與基于上行反饋的純通信方案的性能對比 165
5.4.3 多車跟蹤性能 167
5.5 本章小結 171
第 6 章 總結與展望 172
6.1 本書總結 172
6.2 雷達通信一體化技術展望 173
參考文獻 175
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