随着人类逐渐增长的高可靠、广覆盖位置服务需求,全球卫星导航系统在城区、丛林等场景下的覆盖能力以及面向其它通信系统影响甚至恶意干扰时的生存能力存在不足,难以满足我国未来的时空基准保障需求。在此背景下,通信信号以其广泛的覆盖性与日益增强的传输能力,非常适合用于与定位技术进行融合设计,由此产生的通导一体化技术成为当前研究的热点。在通导一体化技术的研究不断深入的过程中,存在着通信与定位信号间的互干扰、通信信号定位授时方法的性能瓶颈、通信定位资源的分配不均等问题,需要在信号设计的过程中考虑通信与定位信号不同层次的融合,并在此基础上,进一步提升通信导航的高效兼容与弹性融合水平。为了解决上述问题,本文的主要研究内容包括:1.在通信与定位信号的轻度融合方面,本文开展了多信号协同的通导融合模型设计与兼容互操作研究。设计了 OFDM+UWB的室内空间通信定位一体化系统模型,并利用等效载噪比的方法对该模型中通信与定位信号的同频互干扰造成的不良影响进行定量分析。针对受扰环境下系统定位性能受损严重的问题,提出了一种分布式高效能的通导融合网络设计方案,实现了实验区域中通信性能几乎不受影响情况下定位性能的显著提升。2.为了实现通信与定位信号的深度融合,本文基于F-OFDM信号,将通信载荷与测距序列共同引入到时分多址的帧结构设计中,在信号调制解调的过程中完成多节点自组网的通信与PNT服务,实现了通信导航在信号体制上的融合。在此原理的基础上,设计了通导一体化的系统架构、物理层架构与协议帧结构等。针对信号体制中存在的弹性融合不足,难以满足复杂电磁环境下不同通信、定位性能需求的问题,本文提出了一种多模式型通导一体化信号优化方案,并通过攻防博弈机制设计,使信号体制能够随干扰态势调整策略达到自身整体收益的最优,实现了其环境自主适应能力。3.本文设计的F-OFDM通导一体化自组网信号体制与物理层架构在Zynq-7000 SoC ZC706基带板+AD9361射频板的硬件开发平台上得以试验验证。对测距、同步等关键技术模块进行硬件设计与实现,并在54所人工智能试验场、331测试基地完成了对原型系统的多场景自组网通信与定位性能的测试。