رادار OFDM برای آشکار کردن اهداف با اعوجاج رایلی در نویز گوسی
محورهای موضوعی : مهندسی مخابرات
1 - گروه مهندسی برق، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
کلید واژه: نرخ هشدار کاذب ثابت, فیلتر منطبق, تبدیل فوریه سریع, رادار مدولاسیون تقسیم فرکانس عمودبرهم (OFDM), هدف با اعوجاج رایلی.,
چکیده مقاله :
این مقاله به بررسی روش‌هایی برای آشکارسازی اهداف در رادار مدولاسیون تقسیم فرکانس عمودبرهم می‌پردازد. در ابتدا مدل هدف و نویز گسسته گوسی معرفی می‌شوند. سپس برای آشکارسازی هدف از فیلتر منطبق استفاده می‌شود و نشان داده می‌شود که فیلتر منطبق برای اهداف ساده خوب عمل می‌کند؛ اما در مورد اهدافی که اعوجاج رایلی دارند عملکرد فیلتر منطبق به شدت افت می‌کند. در این مقاله چکیده روشی جدید بر اساس تبدیل فوریه سریع برای چنین اهدافی ارائه می‌شود. این روش که بار محاسباتی کمتری نسبت به فیلتر منطبق دارد، دارای عملکرد بهتری در آشکار کردن هدف می‌باشد. اثربخشی رویکرد پیشنهادی هم به صورت تئوری و هم با استفاده از تحلیل‌های شبیه‌سازی، نشان داده شده است.
we develop methods for detecting a target for continuous wave orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based radars. As a preliminary step we introduce the target and Gaussian noise models in discrete time form. Then resorting to match filter (MF) we derive a detector for two different scenarios (a non- fluctuating target and a Rayleigh fluctuating target). It will be shown that a MF is not suitable for Rayleigh fluctuating targets. In this paper we propose a reduced complexity method based on fast Fourier transform (FFT) for such a situation. The proposed method has better detection performance. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated both by providing theoretical performance prediction expressions and by using simulated analyses.
[1] M. Mirabella, P.D. Viesti, A. DavolGiorgio, M. Vitetta” Deterministic Signal Processing Techniques for OFDM-Based Radar Sensing: An Overview”, IEEE Access , Vol. 11, pp. 68872 – 68889, July.2023. doi: 10.1109/ACCESS.2023.3292937
[2] Li, Hao. Principle of OFDM and multi-carrier modulations. In Encyclopedia of Wireless Networks, pp. 1093-1097. Cham: Springer International Publishing, 2020. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-78262-1_164
[3] Kawon Han, Seonghyeon Kang, Songcheol Hong, "Sub-Nyquist Sampling OFDM Radar", IEEE Transactions on Radar Systems, vol. 1, pp. 669-680, Nov. 2023. doi: 10.1109/TRS.2023.3333430
[4] J. T. Rodriguez, F. Colone, and P. Lombardo,” Supervised Reciprocal Filter for OFDM radar signal processing,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 59, no. 4, August 2023.doi: 10.1109/TAES.2023.3235317
[5] B. Nuss, J. Mayer, S. Marahrens, T. Zwick “Frequency comb OFDM radar system with high range resolution and low sampling rate” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.68, Issue: 9, pp. 3861 - 3871 Sep. 2020. doi: 10.1109/TMTT.2020.2988254
[6] G. Liu, Y. Wang, W. Yang ”Radar Sensor and Data Communication System Based on OFDM Without Cyclic Prefix” IEEE Sensors Journal, Vol. 23, Issue: 7, pp. 7578-7590 April 2023. doi: 10.1109/JSEN.2022.3229034
[7] A. Coluccia, A. Fascista, G. Ricci” Robust CFAR Radar Detection Using a K-nearest Neighbors Rule“ IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 2020. doi: 10.1109/ICASSP40776.2020.9054283
[8] Y. RAO, H. HE, X. WAN, J. YI” Range-Angle Dependent Beampattern Synthesis Method for OFDM-Based Passive Radar” Wuhan Univ. J. Nat. Sci.Volume 27, Number 3, 2022. doi: https://doi.org/10.1051/wujns/2022273255
[9] S. Sen and A. Nehorai,” Sparsity-based multi-target tracking using OFDM radar,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 59, no. 4, pp.1902-1906, Apr. 2011. doi: 10.1109/TSP.2010.2103064
[10] A. F. Molisch, Wideband Wireless Digital Communications. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall PTR, 2001.
[11] Peng Yuan, Zulin Wang, Qin Huang, Yuanhan Ni, "Integrated Sensing and Communications System With Multiple Cyclic Prefixes", IEEE Communications Letters, vol.27, no.8, pp.2043-2047, 2023. doi: 10.1109/LCOMM.2023.3286985
[12] G. Morris, and L. Harkness, Airborne Pulse Doppler Radar, 2nd ed. Artech House,1996.