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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明属于太赫兹通信技术领域，具体涉及一种在大多普勒频偏下的太赫兹通信感知一体化系统。本发明采用一个额外的OFDM符号作为导频放置在帧头，此额外的OFDM符号中仅携带一个子载波N△f2数据。接收端根据分析此符号的非原点DFT则得到多普勒的粗估计，补偿后利用传统OFDM感知算法得到多普勒的细估计，最终合成得到估计的多普勒和速度。此方案保证了速度分辨率不变的情况下速度范围的约N倍扩展，解决了大多普勒频偏时速度估计的模糊性问题，同时也能在通信端获得频偏的粗估计。

主权项：1.一种在大多普勒频偏下的太赫兹通信感知一体化系统，定义系统中发射端和接收端均为单天线，并仅有单目标，信道为窄带太赫兹通信和感知信道，子载波个数为N，子载波间隔为△f，考虑多普勒频偏|fD|N△f2，其特征在于：发射端：在OFDM发射信号的基础上，在帧头增加一个导频符号： 其中，是用于保证导频符号与后续发射符号的功率相同，MQAM表示QAM符号映射时的总星座点数，k表示一个OFDM基础符号的采样后的索引号，T为OFDM基础符号长度；接收端：在OFDM接收信号的基础上，通过导频符号进行多普勒频偏粗估计，具体为：对导频符号pk经过多普勒频偏为fD后的信号qk采用非原点为起始点的DFT分析，得到多普勒频偏的粗估计值fD,rough；所述非原点为起始点的DFT分析是指以起始点为f0＝-0.5△f,-0.4△f,…,0,…,0.4△f对qk做非原点为起始点的DFT分析： 对比各自DFT结果中的峰值，取最大的峰值所对应的横坐标为多普勒频偏对应值： 考虑多普勒频偏超出一个子载波间隔△f的范围，最终得到多普勒频偏粗估计值fD,rough为： 将多普勒频偏粗估计值fD,rough补偿给接收基带信号，并做OFDM解调，相当于得到距离为R、速度为vtiny的回波基带信号： 其中，b表示衰减系数，M表示OFDM符号个数，Sμ,n表示第μ+1个OFDM符号第n+1个子载波上携带的数据，Tcp表示CP的时间长度；Ts表示OFDM总符号长度，zt表示加性高斯白噪声；对yst采样并作FFT运算将其转换到频域： 其中，Zμ,n表示噪声项；进行多普勒频偏细估计：将Ysμ,n与发送端OFDM调制时的频域符号Sμ,n逐元素相除，得到感知的信道矩阵Hs： 其中，Hsμ,n表示Hs的第μ+1列第n+1行，Zμ,nSμ,n表示依赖于数字调制的噪声底面；对Hsμ,n沿OFDM符号方向做M点FFT，独立地恢复出速度信息： 其中，表示噪声部分；当时Vp,n取得峰值，将Vp,n取得峰值时的横坐标p′换算为速度尺度，得到速度的细估计值： 最终目标速度估计值由下式给出：

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