雷达系统和通信系统无论是民用领域还是军用领域都有着非常广泛的应用前景。随着信息化技术的快速发展,为缓解频谱资源紧张问题,减少多功能平台设备的冗余,设计雷达通信融合系统必将成为研究热点。雷达通信融合系统将雷达和通信集成在同一硬件平台,结合软件无线电技术,同时实现雷达探测和无线通信的功能。设计融合系统可以节省平台空间、成本和功耗,减少设备间的干扰,提高频谱利用率,还可以提升平台的协同工作能力等。其中,正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）信号作为融合系统的共享信号,有着高频谱利用率,低函数旁瓣,抗多径杂波干扰等优点,在通信和雷达两方面都有广泛应用。因此,本文开展了基于OFDM信号的雷达通信融合系统设计的研究工作,先设计OFDM共享信号,接着搭建硬件实验平台,然后分别给出雷达和通信信号处理方案,并通过硬件平台实测,验证融合系统的雷达探测和无线通信性能。首先,介绍了融合系统设计的思路及总体框架。总体框架主要包括OFDM共享信号设计、硬件实验平台搭建、雷达和通信信号处理三部分。其中,OFDM共享信号是参考频分双工长期演进（Frequency Division Duplexing Long Term Evolution,FDD-LTE）的物理层帧结构进行设计,可以提高通信传输的可靠性和雷达探测的隐蔽性。硬件实验平台搭建部分给出了硬件链路示意图和控制程序设计框图,并分析了实验平台的整体工作流程。在雷达信号处理及性能验证方面,首先分析了OFDM信号雷达模糊函数性能,包括其距离分辨率和多普勒分辨率,以及FDD-LTE帧结构对模糊函数的影响。接着分析了基于符号域的模糊函数测距测速方法,但其受限于固有分辨率影响,不利于近距离目标探测。为提升雷达的近距离目标探测精度和分辨率,在OFDM符号域的基础上,提出了基于空间平滑的多信号分类（Multiple Signal Classification,MUSIC）的雷达测距测速算法,实现对目标的距离速度超分辨估计。在仿真验证的基础上,通过硬件平台USRP RIO-2943R进行户外实测,验证了雷达一维超分辨估计性能。实验结果表明,基于空间平滑的一维超分辨算法能正确地估计出两个距离差小于固有分辨率的目标距离信息。在通信信号处理及性能验证方面,首先分析了融合系统的无线通信性能,包括通信传输速率和误码率。接着分析了通信接收端的时间同步、载波频率同步、信道估计与均衡等处理方法,其中载波频率同步基于循环前缀和导频信号,采用了最大似然估计方法,估计精度能到达10-9,而信道估计基于导频信号采用了计算复杂度低的最小二乘法。在仿真验证的基础上,通过硬件平台户外实测,验证了无线通信性能。实验结果表明,通信端的同步、信道估计与均衡等处理算法是可靠有效的,同时共享信号的传输距离加大和调制阶数增多也会导致通信误码率增加。最后,总结了本文的主要研究工作及成果,根据前期研究发现的不足给出了后续工作展望。