技術(shù)特征：

1.一種基于OFDM的無線電近感探測方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(1)，根據(jù)無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)對探測算法距離分辨率ΔR和最大不模糊距離R_MUTR的要求，按照公式(1)和公式(2)所示關(guān)系，預(yù)先設(shè)定OFDM系統(tǒng)參數(shù)和發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)，確定無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)；

$\mathrm{\Δ}R=\frac{c}{2N\mathrm{\Δ}f}---\left(1\right)$

且R_MUTR>R_max (2)

其中：R_max為無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)的最大探測距離，所述預(yù)先設(shè)定的OFDM系統(tǒng)參數(shù)包括：OFDM基帶信號子載波個數(shù)N、子載波頻率間隔Δf以及循環(huán)前綴長度T_g，其中子載波頻率間隔Δf必須滿足Δf＞＞f_d，f_d＝2v_relf_c/c為目標(biāo)相對運動產(chǎn)生的多普勒頻移，v_rel為目標(biāo)相對運動速度，f_c為載波頻率，循環(huán)前綴長度T_g必須滿足T_g＞＞2R_max/c；

所述無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)的表達(dá)式如式(3)所示：

$x\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\Σ}}D\left(k\right)\exp \left(j2{\mathrm{\πf}}_{k}t\right),0\<t\<T---\left(3\right)$

其中，f_k＝kΔf為第k個子載波頻率，T＝1/Δf為基本OFDM符號持續(xù)時間、不計入循環(huán)前綴長度T_g；

步驟(2)，根據(jù)步驟(1)中無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)，得到經(jīng)目標(biāo)反射到達(dá)無線電近感探測器接收端的OFDM基帶脈沖信號y(t)，對接收端OFDM基帶脈沖信號y(t)進(jìn)行OFDM解調(diào)得到接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)；

所述接收端OFDM基帶脈沖信號y(t)和接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)的表達(dá)式如式(4)所示：

$\left\{\begin{array}{c}y\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{D}_r\left(k\right)\exp \left(j2{\mathrm{\πf}}_{k}t\right)\\ D_r\left(k\right)=D\left(k\right)\exp (-j2{\mathrm{\πf}}_k\frac{2R}{C})\exp (-j2{\mathrm{\πf}}_d{T}_{sym})\end{array}\right.---\left(4\right)$

其中，R為目標(biāo)距離，當(dāng)載波頻率f_c遠(yuǎn)大于子載波頻率間隔Δf時，各個子載波的多普勒頻移近似相等，T_sym＝T+T_g為包含循環(huán)前綴長度的OFDM符號持續(xù)時間，接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)包含了目標(biāo)距離R和相對運動引起的全部失真信息；

步驟(3)，根據(jù)步驟(1)中發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)和步驟(2)中接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)，計算信道傳遞函數(shù)I_div(k)；

所述信道傳遞函數(shù)I_div(k)的計算公式如式(5)所示：

$I_{div}\left(k\right)=\frac{D_r\left(k\right)}{D\left(k\right)}=\exp (-j2{\mathrm{\πf}}_k\frac{2R}{c})\exp (-j2{\mathrm{\πf}}_d{T}_{sym}),k=0,1,...,N-1---\left(5\right)$

上述信道傳遞函數(shù)I_div(k)的計算公式中通過運算消去了發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)，即距離估算過程與具體發(fā)射數(shù)據(jù)無關(guān)，由于發(fā)射數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性因此不易被干擾機(jī)識別，從而提高無線電近感探測器抗干擾能力；

步驟(4)，根據(jù)步驟(3)中信道傳遞函數(shù)I_div(k)計算h(n)；

所述h(n)通過對信道傳遞函數(shù)I_div(k)進(jìn)行離散傅里葉逆變換(IDFT)得到，h(n)的計算公式為：

$h\left(n\right)=\frac{sin\mathrm{\π}l\left(n\right)}{\sin \frac{\mathrm{\π}}{N}l\left(n\right)}\exp \[j\mathrm{\π}l\left(n\right)\frac{(N-1)}{N}-j2{\mathrm{\πf}}_d{T}_{sym}\],n=0,1,...,N-1---\left(6\right)$

其中，l(n)＝n-2NΔfR/c；

步驟(5)，根據(jù)步驟(4)中h(n)計算目標(biāo)距離R，即實現(xiàn)無線電近感探測器的目標(biāo)距離估計；

所述目標(biāo)距離R的計算公式如式(7)所示：

$R=\frac{cn}{2N\mathrm{\Δ}f}---\left(7\right)$

其中，n為所述步驟(4)得到的h(n)的模取最大值時所對應(yīng)的n值。

2.一種基于OFDM的無線電近感探測方法，其特征在于：根據(jù)無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)對探測算法距離分辨率ΔR和最大不模糊距離R_MUTR的要求，預(yù)先設(shè)定OFDM系統(tǒng)參數(shù)和發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)，確定無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)；無線電近感探測器接收經(jīng)目標(biāo)反射的回波信號，對接收端OFDM基帶脈沖信號y(t)進(jìn)行OFDM解調(diào)得到接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)；利用發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)和接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)計算信道傳遞函數(shù)I_div(k)；對信道傳遞函數(shù)I_div(k)進(jìn)行IDFT變換得到h(n)；由h(n)的模取最大值時所對應(yīng)的n值計算目標(biāo)距離，實現(xiàn)無線電近感探測器目標(biāo)距離估計的目的。

3.一種基于OFDM的無線電近感探測智能化方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟1，根據(jù)無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)選擇探測模式或通信模式；

步驟2，根據(jù)步驟1所選擇的探測模式或通信模式實現(xiàn)相應(yīng)的通信功能或探測功能；

步驟2.1，實現(xiàn)基于OFDM的無線電近感探測功能；

步驟(1)，根據(jù)無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)對探測算法距離分辨率ΔR和最大不模糊距離R_MUTR的要求，按照公式(1)和公式(2)所示關(guān)系，預(yù)先設(shè)定OFDM系統(tǒng)參數(shù)和發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)，確定無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)；

$\mathrm{\Δ}R=\frac{c}{2N\mathrm{\Δ}f}---\left(1\right)$

且R_MUTR>R_max (2)

其中R_max為無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)的最大探測距離，所述預(yù)先設(shè)定的OFDM系統(tǒng)參數(shù)包括：OFDM基帶信號子載波個數(shù)N、子載波頻率間隔Δf以及循環(huán)前綴長度T_g，其中子載波頻率間隔Δf必須滿足Δf＞＞f_d，f_d＝2v_relf_c/c為目標(biāo)相對運動產(chǎn)生的多普勒頻移，v_rel為目標(biāo)相對運動速度，f_c為載波頻率，循環(huán)前綴長度T_g必須滿足T_g＞＞2R_max/c；

所述無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)的表達(dá)式如式(3)所示：

$x\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\Σ}}D\left(k\right)\exp \left(j2{\mathrm{\πf}}_{k}t\right),0\<t\<T---\left(3\right)$

其中，f_k＝kΔf為第k個子載波頻率，T＝1/Δf為基本OFDM符號持續(xù)時間、不計入循環(huán)前綴長度T_g；

步驟(2)，根據(jù)步驟(1)中無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)，得到經(jīng)目標(biāo)反射到達(dá)無線電近感探測器接收端的OFDM基帶脈沖信號y(t)，對接收端OFDM基帶脈沖信號y(t)進(jìn)行OFDM解調(diào)得到接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)；

所述接收端OFDM基帶脈沖信號y(t)和接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)的表達(dá)式如式(4)所示：

$\left\{\begin{array}{c}y\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{D}_r\left(k\right)\exp \left(j2{\mathrm{\πf}}_{k}t\right)\\ D_r\left(k\right)=D\left(k\right)\exp (-j2{\mathrm{\πf}}_k\frac{2R}{C})\exp (-j2{\mathrm{\πf}}_d{T}_{sym})\end{array}\right.---\left(4\right)$

其中，R為目標(biāo)距離，當(dāng)載波頻率f_c遠(yuǎn)大于子載波頻率間隔Δf時，各個子載波的多普勒頻移近似相等，T_sym＝T+T_g為包含循環(huán)前綴長度的OFDM符號持續(xù)時間，接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)包含了目標(biāo)距離R和相對運動引起的全部失真信息；

步驟(3)，根據(jù)步驟(1)中發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)和步驟(2)中接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)，計算信道傳遞函數(shù)I_div(k)；

所述信道傳遞函數(shù)I_div(k)的計算公式如式(5)所示：

$I_{div}\left(k\right)=\frac{D_r\left(k\right)}{D\left(k\right)}=\exp (-j2{\mathrm{\πf}}_k\frac{2R}{c})\exp (-j2{\mathrm{\πf}}_d{T}_{sym}),k=0,1,...,N-1---\left(5\right)$

上述信道傳遞函數(shù)I_div(k)的計算公式中通過運算消去了發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)，即距離估算過程與具體發(fā)射數(shù)據(jù)無關(guān)，由于發(fā)射數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性因此不易被干擾機(jī)識別，從而提高無線電近感探測器抗干擾能力；

步驟(4)，根據(jù)步驟(3)中信道傳遞函數(shù)I_div(k)計算h(n)；

所述h(n)通過對信道傳遞函數(shù)I_div(k)進(jìn)行離散傅里葉逆變換(IDFT)得到，h(n)的計算公式為：

$h\left(n\right)=\frac{sin\mathrm{\π}l\left(n\right)}{\sin \frac{\mathrm{\π}}{N}l\left(n\right)}\exp \[j\mathrm{\π}l\left(n\right)\frac{(N-1)}{N}-j2{\mathrm{\πf}}_d{T}_{sym}\],n=0,1,...,N-1---\left(6\right)$

其中，l(n)＝n-2NΔfR/c；

步驟(5)，根據(jù)步驟(4)中h(n)計算目標(biāo)距離R，即實現(xiàn)無線電近感探測器的目標(biāo)距離估計；

所述目標(biāo)距離R的計算公式如式(7)所示：

$R=\frac{cn}{2N\mathrm{\Δ}f}---\left(7\right)$

其中，n為所述步驟(4)得到的h(n)的模取最大值時所對應(yīng)的n值；

步驟2.2，實現(xiàn)基于OFDM的無線電近感探測器通信功能；

步驟3，根據(jù)無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)需要，重復(fù)步驟1、步驟2，利用探測功能獲取目標(biāo)距離信息，利用通信功能將探測到的目標(biāo)距離信息以及自身狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，實現(xiàn)無線電近感探測器與探測網(wǎng)絡(luò)中其他探測節(jié)點之間的協(xié)同工作，直至完成探測任務(wù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于OFDM的無線電近感探測智能化方法，其特征在于：步驟2.2具體實現(xiàn)方法為，

步驟(1)，根據(jù)無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)以及無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)約定好的通信協(xié)議選擇通信功能中的發(fā)送數(shù)據(jù)子功能或接收數(shù)據(jù)子功能；

步驟(2)，根據(jù)步驟(1)的選擇結(jié)果實現(xiàn)相應(yīng)的發(fā)送數(shù)據(jù)子功能或接收數(shù)據(jù)子功能；

步驟1)，實現(xiàn)基于OFDM的無線電近感探測器通信功能中的發(fā)送數(shù)據(jù)子功能；

步驟i，將無線電近感探測器探測到的目標(biāo)距離信息以及自身狀態(tài)信息等原始數(shù)據(jù)按無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)約定好的通信協(xié)議進(jìn)行編碼得到發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)；

步驟ii，根據(jù)無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)之間約定好的通信協(xié)議，預(yù)先設(shè)定OFDM系統(tǒng)參數(shù)，確定無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)；

步驟2)，實現(xiàn)基于OFDM的無線電近感探測器通信功能中的接收數(shù)據(jù)子功能；

步驟i，按照無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)之間約定好的通信協(xié)議，對接收端OFDM基帶脈沖信號y(t)進(jìn)行OFDM解調(diào)得到接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)；

步驟ii，對接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)按照無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)之間約定好的通信協(xié)議進(jìn)行解碼得到探測網(wǎng)絡(luò)其他探測節(jié)點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于OFDM的無線電近感探測智能化方法，其特征在于：所述無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)約定好的通信協(xié)議為現(xiàn)有技術(shù)中的無線通信協(xié)議；優(yōu)選通信協(xié)議為802.11a。

6.一種基于OFDM的無線電近感探測智能化方法，其特征在于：根據(jù)無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)選擇探測模式或通信模式；當(dāng)選擇探測模式時，根據(jù)無線電近感探測器所執(zhí)行探測任務(wù)對探測算法距離分辨率ΔR和最大不模糊距離R_MUTR的要求，預(yù)先設(shè)定OFDM系統(tǒng)參數(shù)和發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)，確定無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)；無線電近感探測器接收經(jīng)目標(biāo)反射的回波信號，對接收端OFDM基帶脈沖信號y(t)進(jìn)行OFDM解調(diào)得到接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)；利用發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)和接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)計算信道傳遞函數(shù)I_div(k)；對信道傳遞函數(shù)I_div(k)進(jìn)行IDFT變換得到h(n)；由h(n)的模取最大值時所對應(yīng)的n值計算目標(biāo)距離；當(dāng)選擇通信模式時，先進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)還是接收數(shù)據(jù)判斷；當(dāng)選擇發(fā)送數(shù)據(jù)時，將探測到的目標(biāo)距離信息以及自身狀態(tài)信息等原始數(shù)據(jù)按無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)約定好的通信協(xié)議進(jìn)行編碼得到發(fā)射復(fù)調(diào)制符號D(k)，根據(jù)無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)之間約定好的通信協(xié)議，預(yù)先設(shè)定OFDM系統(tǒng)參數(shù)，確定無線電近感探測器發(fā)射端OFDM基帶脈沖信號x(t)；當(dāng)選擇接收數(shù)據(jù)時，按照無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)之間約定好的通信協(xié)議，對接收端OFDM基帶脈沖信號y(t)進(jìn)行OFDM解調(diào)得到接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)，對接收復(fù)調(diào)制符號D_r(k)按照無線電近感探測器與所處探測網(wǎng)絡(luò)之間約定好的通信協(xié)議進(jìn)行解碼得到探測網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；根據(jù)所執(zhí)行探測任務(wù)需要重復(fù)探測模式或通信模式，利用探測功能獲取目標(biāo)距離信息，利用通信功能將探測到的目標(biāo)距離信息以及自身狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，直至完成所執(zhí)行探測任務(wù)。