文章标题：无人船的OFDM-LFM激光雷达通信一体化信号性能分析
文章作者：封斌1, 张凌雲2, 吕志胜1, 黄媛2, 曹明华2
关 键 字：无人船;雷达通信一体化;无线光通信;OFDM-LFM
文章摘要：为提高无人船的安全性、雷达目标探测精度和通信效率，提出一种在船舶间集成无线激光通信与激光雷达的正交频分复用-线性调频（Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Linear Frequency Modulation，OFDM-LFM）一体化信号系统。运用比尔-朗伯定律、瑞利散射及菲涅耳公式对水面光学特性进行建模，分别考察了水面对光的吸收、散射以及水面起伏对光信号的影响。分析了16进制正交振幅调制（16-Quadrature Amplitude Modulation，16QAM）、 正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）、 二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying， BPSK）以及最小频移键控（Minimum Shift Keying，MSK）4种调制方式下系统的通信误码性能，并在确保一体化系统雷达速度分辨率的条件下，引入脉冲压缩技术来提升雷达的距离分辨率。仿真结果表明，无人船OFDM-LFM激光雷达通信一体化信号系统在BPSK调制方式下具有最优性能，其误码率在信噪比为8 dB时可达到10-5以下，优于传统连续相位调制（Continuous Phase Modulation，CPM）下的OFDM-LFM系统3.5 dB；一体化信号系统经过脉冲压缩处理后，具有5.9 m的最佳距离分辨率和2.04081 m/s的速度分辨率。