一种时频空域联合优化的OTFS雷达通信一体化信号处理方法及系统

1.一种时频空域联合优化的OTFS雷达通信一体化信号处理方法，其特征在于，包括：根据信道状态的时间稳定性和带宽特性，在信号时频域网格中配置导频符号的位置及密度，基于所述导频符号的位置及密度，设定多普勒索引范围，形成导频分布参数以优化信道状态信息采集效率；部署可控反射面，基于目标空间位置及通信链路信道参数构建相位调制矩阵，根据目标运动方向的多普勒频移极性，动态调整所述相位调制矩阵的相位梯度方向，分离目标回波与通信信号在传播路径上的能量分布；在所述多普勒索引范围内，通过导频符号的相位差计算频率偏移估计值，基于所述频率偏移估计值对接收信号的时域采样点进行校正，消除频域线性相位偏差，并基于校正后的导频符号，重构动态信道的多径时延参数与子多普勒频移参数，生成相位修正向量；基于重构的所述多径时延参数，定位空间混叠信号的主波束干扰区，在所述主波束干扰区内，利用所述相位修正向量和子多普勒频移参数，在频域对信号进行波束赋形加权与相位旋转补偿，抑制高速目标引起的符号间干扰及空域路径混叠，实现空间波束聚焦与时频域符号解耦。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，部署可控反射面，基于目标空间位置及通信链路信道参数构建相位调制矩阵，根据目标运动方向的多普勒频移极性，动态调整所述相位调制矩阵的相位梯度方向，分离目标回波与通信信号在传播路径上的能量分布，包括：部署可控反射面阵列，基于目标空间位置及通信链路信道参数构建相位调制矩阵，获取目标在空间坐标系中的方位角度和俯仰角度，基于所述方位角度和俯仰角度，计算所述可控反射面阵列中各单元的位置相位差；根据所述位置相位差，从所述通信链路信道参数中提取路径损耗系数，利用所述路径损耗系数，推导所述相位调制矩阵的初始相位梯度步长；基于所述初始相位梯度步长，检测目标运动方向的多普勒频移极性，若所述多普勒频移极性为正向，设置所述相位梯度方向与空间坐标系方位角正方向匹配，若所述多普勒频移极性为负向，设置所述相位梯度方向与空间坐标系方位角负方向匹配；根据所述相位梯度方向，将所述初始相位梯度步长与所述相位梯度方向相乘，合成所述可控反射面阵列各单元的相位值，并基于所述相位值，分离目标回波与通信信号在传播路径上的能量分布。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于重构的所述多径时延参数，定位空间混叠信号的主波束干扰区，在所述主波束干扰区内，利用所述相位修正向量和子多普勒频移参数，在频域对信号进行波束赋形加权与相位旋转补偿，抑制高速目标引起的符号间干扰及空域路径混叠，实现空间波束聚焦与时频域符号解耦，包括：依据重构的所述多径时延参数，扫描空域谱的能量分布，基于所述能量分布定位空间混叠信号的主波束干扰区；在所述主波束干扰区内，将所述相位修正向量作用于频域子载波索引，得到频域波束的赋形加权系数，将所述子多普勒频移参数作用于频域采样点索引，生成相位旋转补偿量；叠加所述赋形加权系数以及所述相位旋转补偿量，以抑制高速目标引起的符号间干扰及空域路径混叠，实现空间波束聚焦与时频域符号解耦，得到补偿后的频域信号，转换所述补偿后的频域信号至时延多普勒域，完成分离操作。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述多普勒索引范围内，通过导频符号的相位差计算频率偏移估计值，基于所述频率偏移估计值对接收信号的时域采样点进行校正，消除频域线性相位偏差，并基于校正后的导频符号，重构动态信道的多径时延参数与子多普勒频移参数，生成相位修正向量，包括：在所述多普勒索引范围内，选择两个相邻的所述导频符号，计算两个相邻的所述导频符号的相位差值，并结合两个相邻的所述导频符号间的时间间隔，确定频率偏移估计值；根据所述频率偏移估计值，对所述接收信号的时域采样点进行相位校正，利用校正后的导频符号，分析不同时延索引的相关峰幅度，根据所述相关峰幅度重构动态信道的多径时延参数；在所述多径时延参数对应的时延索引处，求解所述多普勒索引范围内的相位变化率，根据所述相位变化率重构子多普勒频移参数；将重构的所述多径时延参数及所述子多普勒频移参数进行融合，生成相位修正向量。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据信道状态的时间稳定性和带宽特性，在信号时频域网格中配置导频符号的位置及密度，基于所述导频符号的位置及密度，设定多普勒索引范围，形成导频分布参数以优化信道状态信息采集效率，包括：根据信道状态的时间稳定性和带宽特性，通过提取一体化信号的持续时间和带宽参数，确定所述信号时频域网格的总行数及总列数；基于所述总行数及总列数，结合目标运动的最大多普勒频移范围，在所述多普勒索引范围内划分正向区域及负向区域；在所述正向区域及负向区域内，根据所述总行数及总列数的比例关系，配置所述导频符号的位置坐标及密度分布；基于所述导频符号的位置坐标及密度分布，设定所述多普勒索引范围的上限值和下限值，并与雷达信号的多普勒通道索引建立映射关系；整合所述导频符号的位置坐标及密度分布以及所述映射关系，生成导频分布参数以优化信道状态信息采集效率。 6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，叠加所述赋形加权系数以及所述相位旋转补偿量，以抑制高速目标引起的符号间干扰及空域路径混叠，实现空间波束聚焦与时频域符号解耦，得到补偿后的频域信号，转换所述补偿后的频域信号至时延多普勒域，完成分离操作，包括：将所述赋形加权系数施加至频域子载波索引对应的信号分量上，生成第一组调整分量，所述第一组调整分量的每个单元与空间波束的聚焦方向关联；将所述相位旋转补偿量映射至频域采样点索引对应的信号分量上，生成第二组调整分量，所述第二组调整分量的每个单元与符号解耦的相位修正关联；将所述第一组调整分量与所述第二组调整分量进行合并，生成合并信号分量，其中合并操作中每个频域采样点索引的合并信号分量由同索引的第一组调整分量与第二组调整分量叠加构成；基于所述合并信号分量，转换所述频域子载波索引与频域采样点索引至时延索引与多普勒索引，输出时延多普勒域信号，完成目标回波与通信信号的分离操作。 7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述初始相位梯度步长，检测目标运动方向的多普勒频移极性，若所述多普勒频移极性为正向，设置所述相位梯度方向与空间坐标系方位角正方向匹配，若所述多普勒频移极性为负向，设置所述相位梯度方向与空间坐标系方位角负方向匹配，包括：将所述初始相位梯度步长作为输入参数，对目标运动方向进行频谱分析，获取频谱分析结果中的频率偏移特征；根据所述频率偏移特征与预设中心频率的对比关系，若所述频率偏移特征高于所述预设中心频率，判定所述多普勒频移极性为正向，若所述频率偏移特征低于所述预设中心频率，判定所述多普勒频移极性为负向；当所述多普勒频移极性为正向时，将所述相位梯度方向赋值为空间坐标系方位角正方向的单位向量，当所述多普勒频移极性为负向时，将所述相位梯度方向赋值为空间坐标系方位角负方向的单位向量；输出所述相位梯度方向，作为可控反射面阵列各单元相位值合成的输入参数。 8.一种时频空域联合优化的OTFS雷达通信一体化信号处理系统，其特征在于，包括：优化模块，用于根据信道状态的时间稳定性和带宽特性，在信号时频域网格中配置导频符号的位置及密度，基于所述导频符号的位置及密度，设定多普勒索引范围，形成导频分布参数以优化信道状态信息采集效率；分离模块，用于部署可控反射面，基于目标空间位置及通信链路信道参数构建相位调制矩阵，根据目标运动方向的多普勒频移极性，动态调整所述相位调制矩阵的相位梯度方向，分离目标回波与通信信号在传播路径上的能量分布；重构模块，用于在所述多普勒索引范围内，通过导频符号的相位差计算频率偏移估计值，基于所述频率偏移估计值对接收信号的时域采样点进行校正，消除频域线性相位偏差，并基于校正后的导频符号，重构动态信道的多径时延参数与子多普勒频移参数，生成相位修正向量；修正模块，用于基于重构的所述多径时延参数，定位空间混叠信号的主波束干扰区，在所述主波束干扰区内，利用所述相位修正向量和子多普勒频移参数，在频域对信号进行波束赋形加权与相位旋转补偿，抑制高速目标引起的符号间干扰及空域路径混叠，实现空间波束聚焦与时频域符号解耦。 9.一种计算设备，其特征在于，包括处理组件以及存储组件；所述存储组件存储一个或多个计算机指令；所述一个或多个计算机指令用以被所述处理组件调用执行，实现如权利要求1至7任一项所述的一种时频空域联合优化的OTFS雷达通信一体化信号处理方法。 10.一种计算机存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时，实现如权利要求1至7任一项所述的一种时频空域联合优化的OTFS雷达通信一体化信号处理方法。