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【正文】

編輯|雷達(dá)小助理 審核|調(diào)皮哥

1、DDMA-MIMO波形原理

在通信系統(tǒng)中，復(fù)用、分集、多址三個(gè)概念本質(zhì)上是不同的，但是在雷達(dá)系統(tǒng)中，我感覺論文里大家都在混用，感覺這三個(gè)概念沒有什么區(qū)別。比如TDM-MIMO，一些論文說是時(shí)分復(fù)用，一些論文又說時(shí)分多址，真會(huì)把人搞昏。

DDMA被稱多普勒分多址，或者多普勒多通道分離、多普勒分集發(fā)射。DDMA波形通過DDMA的多天線同時(shí)發(fā)射，結(jié)合雷達(dá)上新的相關(guān)檢測信號(hào)鏈，能夠比常用的 TDMA(時(shí)間分集發(fā)射)波形獲得更高的 SNR(信噪比)和更遠(yuǎn)的探測距離，分集發(fā)射增益如下公式所示。同時(shí)采用基于 Empty-band 的波形設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)DDMA解調(diào)，從而全面提升雷達(dá)的性能。

其中，Nt是發(fā)射天線個(gè)數(shù)。

DDMA波形原理本文不再論述，讀者可直接閱讀相關(guān)論文及其引用文獻(xiàn)：

Fast-Chirp FDMA MIMO Radar System Using Range-Division Multiple-Access and Doppler-Division Multiple-Access。

DDM-MIMO雷達(dá)技術(shù)存在一些缺點(diǎn)，限制了其在汽車?yán)走_(dá)中的應(yīng)用。在多目標(biāo)場景中，每個(gè)目標(biāo)將在距離多普勒譜中生成一個(gè)真實(shí)位置，但在同一距離單元之間伴隨著多根發(fā)射天線的干擾，當(dāng)有多個(gè)目標(biāo)在相同距離但速度不同時(shí)出現(xiàn)問題，真正的目標(biāo)和干擾將被混淆。

2、DDMA-MIMO MATLAB仿真

仿真環(huán)境：MATLAB2022a

操作系統(tǒng): Windos10

4T4R，2個(gè)空帶，R=30m,V=0m/s,snr=20dB的仿真距離速度譜效果：

4T4R，2個(gè)空帶R1=30m,V1=0m/s,R2=50m,V2=10m/s,R3=100m,V3=20m/s,SNR=20dB的仿真距離速度譜效果：

12T16R，4個(gè)空帶R1=30m,V1=0m/s,R2=50m,V2=10m/s,R3=100m,V3=20m/s,SNR=20dB的仿真距離速度譜效果：

3、關(guān)鍵代碼解析

主程序RSP.m，包含了雷達(dá)參數(shù)、目標(biāo)參數(shù)、DDMA-MIMO信號(hào)建模、距離維FFT和速度維FFT。

%% 公眾號(hào) ：調(diào)皮連續(xù)波%% 時(shí)間：2023年05月11日clc;clear all;close all;
%% 雷達(dá)參數(shù)設(shè)置parameter  = generateParameter();%% 雷達(dá)回波信號(hào)建模rawData    = generateSignal(parameter);firstChirp = rawData(1,:,1);
%% 雷達(dá)信號(hào)處理rangeRes     = parameter.c / (2 * parameter.BandwidthValid); %距離分辨率 有效帶寬rangeIndex   = (0:parameter.rangeBin-1) * rangeRes;speedRes     = parameter.lambda / (2 * parameter.dopplerBin * parameter.Tr);dopplerIndex = (-parameter.dopplerBin/2parameter.dopplerBin/2 - 1) * speedRes;angleRes     = parameter.lambda / (parameter.virtualAntenna * parameter.dx) * 180 / pi;angleIndex   = (-parameter.virtualAntenna/2parameter.virtualAntenna/2 - 1) * angleRes;
%%1D FFTfft1dData    = fft(firstChirp);figure(3);plot(db(abs(fft1dData)./max(abs(fft1dData))));xlabel('距離(m)'); ylabel('幅值(dB)');title('距離維FFT');
%% 2D FFT%% 距離-多普勒譜channelNum    = size(rawData,1);rangebinNum   = size(rawData,2);dopplerbinNum = size(rawData,3);fft2dDataPower= zeros(size(rawData));fft2dDataDB   = zeros(size(rawData));fftRADataPower= zeros(size(rawData));
for chanId = 1channelNum    fft2dDataPower(chanId,:,:) = RDfftMatrix(rawData(chanId,:,:));end
figure(4);imagesc(dopplerIndex',rangeIndex,db(abs(squeeze(fft2dDataPower(2,:,:)))));axis xyview(2);xlabel('速度(m/s)'); ylabel('距離(m)'); zlabel('幅值');title('DDMA-MIMO（RD譜）');

DDMA信號(hào)建模，首先按照不同Chirp和發(fā)射通道生成相位值，然后讓所有發(fā)射通道的信號(hào)疊加，最后根據(jù)目標(biāo)參數(shù)獲得回波信號(hào)，然后混頻得到中頻信號(hào)，疊加噪聲。

空帶Empty_Band設(shè)置如下：

Empty_band=4;%空帶數(shù)目

相位和發(fā)射信號(hào)模型如下：

phi_offset = (chirpId-1)*(txId-1)*2*pi/(txNum+Empty_band);St1 = 10*exp(1j*2*pi*(centerFreq*(t+(chirpId-1)*Tr)+slope/2*t.^2)+1j*phi_offset); %發(fā)射信號(hào)

好了，總的來說DDMA-MIMO仿真并不是那么難，感興趣的朋友可以試試，本文所涉及到的代碼已經(jīng)放入會(huì)員庫，年度會(huì)員可以直接下載，非會(huì)員請(qǐng)私信。

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【本期結(jié)束】

本文是空閑時(shí)個(gè)人的心得體會(huì)，僅供參考。目前我還有很多內(nèi)容需要學(xué)習(xí)，如果還有沒有說到或者不全面的地方，還請(qǐng)指正，感謝大家。

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