آشكارسازي و تخمين پارامتر در رادارهاي MIMO بر اساس تنكي سيگنال

دكتري

چكيده هدف اصلي اين رساله، بهبود دقت تفكيك اهداف در سه بعد برد-زاويه-داپلر در رادار MIMO پالس-داپلر با استفاده از خاصيت تنكي سيگنال مي‌باشد كه به صورت يك مسئله تخمين پارامتر مطرح مي‌شود. همچنين با توجه به حجم بالاي محاسباتي حل معادله تنك در حالت پالس-داپلر رادار MIMO، ارائه راه كارهايي براي افزايش سرعت تخمين پارامترها در اين رادار، يكي ديگر از اهداف اين رساله مي‌باشد. بدين منظور در اين رساله، مدل دوبعدي سيگنال به منظور كاهش حجم محاسبات در تخمين پارامترهاي سيگنال تنك ارائه شده كه براي حل اين مدل پيشنهادي، الگوريتم‌هاي تنك دوبعدي توسعه و استخراج شده‌اند. چهار الگوريتم تنك دوبعدي 2D-IAA، 2D-SLIM، 2D-SBL-LP و 2D-TNIPM در اين رساله بر اساس كمينه‌سازي معيارها و نرم‌هاي متفاوت براي بازيابي سيگنال تنك حاصل مي‌شوند كه اين معيارهاي مختلف باعث مي‌شود كه هر كدام از اين الگوريتم‌هاي پيشنهادي در يك شرايط خاص از رادار MIMO و در يك كاربرد خاص از آن, عملكرد مناسب‌تري نسبت به بقيه از خود نشان دهد. در ادامه اين رساله، بررسي عملكرد مدل و الگوريتم‌هاي دوبعدي پيشنهادي در حضور جمر و ارائه راهكارهايي جهت جبران‌سازي اثر مخرب جمر بر روي عملكرد الگوريتم‌هاي تنك دوبعدي پيشنهادي در رادار MIMO انجام مي‌شود. يكي ديگر از كارهاي انجام شده در اين پايانان‌نامه، ارائه روشي جهت طراحي ماتريس اندازه‌گيري در حسگري فشرده دوبعدي مي‌باشد كه باعث بهبود آشكارسازي رادار در نمونه برداري زير نرخ نايكويست ميشود. براي ارزيابي الگوريتم‌ها از لحاظ حجم پردازش، تعداد ضرب‌هاي مورد نياز هر الگوريتم و همچنين مدت زمان مورد نياز براي پردازش الگوريتم‌هاي مختلف را با يكديگر مقايسه مي‌كنيم. همچنين راندمان اين الگوريتم‌ها را در تخمين برد، زاويه و شيفت داپلر اهداف مورد ارزيابي قرار مي‌دهيم. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه الگوريتم پيشنهادي دوبعدي 2D-SBL-LP در مقايسه با الگوريتم مشهور BCS-LP نه تنها داراي دقت بهتر در تخمين پارامترهاي رادار MIMO مي‌باشد بلكه داراي حجم پردازشي كمتري نسبت به آن است. همچنين الگوريتم‌هاي پيشنهادي دوبعدي 2D-SLIM، 2D-IAA و 2D-TNIPM در مقايسه با الگوريتم‌هاي يك‌بعدي، داراي عملكرد يكسان در بازسازي پارامترهاي رادار MIMO هستند در حالي كه حجم پردازشي بسيار پايين‌تري نسبت به الگوريتم‌هاي يك‌بعدي دارند. واژه‌هاي كليدي: پردازش سيگنال تنك، رادار چند ورودي-چند خروجي MIMO، مدل سيگنال دوبعدي، الگوريتم بازسازي سيگنال، حسگري فشرده.

188919

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات سيستم

دكتر محمد حسين كهايي