طراحی ماتریس کواریانس برای افزایش SINR در حضور تداخل‌کننده‌های وابسته به سیگنال
الموضوعات :مصطفي بوالحسنی 1 , سجاد ایمانی 2 , سیدعلی قرشی 3
1 - دانشگاه شهید بهشتی
2 - دانشگاه صنعتی شریف
3 - دانشگاه شهید بهشتی
الکلمات المفتاحية: رادار MIMOطراحی شکل موجماتریس کواریانس SINR,
ملخص المقالة :
در این مقاله، مسئله طراحی ماتریس کواریانس جهت بیشینه‌کردن نسبت سیگنال به نویز به علاوه تداخل (SINR) در گیرنده برای رادارهای چندورودی- چندخروجی (MIMO) در نظر گرفته شده است. هدف از این پژوهش، طراحی ماتریس کواریانسی است که دارای قابلیت حذف تعداد تداخل بیشتری در مقایسه با رادارهای آرایه فازی و روش‌های اخیر طراحی ماتریس کواریانس بوده و همچنین دارای SINR بیشتری نسبت به آنها و رادار MIMO با شکل موج‌های متعامد باشد. در این مقاله حداکثر SINR ماتریس پیشنهادی به شکل بسته محاسبه شده و نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد ماتریس پیشنهادی علاوه بر دارابودن کارایی بهتر نسبت به روش‌های موجود طراحی ماتریس کواریانس، می‌تواند با استفاده از چندگانگی شکل موج و با تعداد آنتن‌های برابر، تعداد تداخل‌کننده‌های بیشتری را نسبت به رادار آرایه فازی و روش‌های اخیر طراحی ماتریس کواریانس، حذف کند. نتایج شبیه‌سازي دستاوردهاي تحلیلی ارائه‌شده در این مقاله را تأیید می‌کند.
[1] S. Haykin, J. Litva, and T. J. Shepherd, Radar Array Processing, New York: Springer-Verlag, 1993.
[2] J. Li and P. Stoica, MIMO Radar Signal Processing, Wiley, 2009.
[3] J. Li and P. Stoica, "MIMO radar with colocated antennas," IEEE Signal Process. Mag., vol. 24, no. 5, pp. 106-114, Sept. 2007.
[4] A. Haimovich, R. Blum, and L. Cimini, "MIMO radar with widely separated antennas," IEEE Signal Process. Mag., vol. 25, no. 1, pp. 116-129, Jan. 2008.
[5] L. Xu, J. Li, and P. Stoica, "Target detection and parameter estimation for mimo radar systems," IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 44, no. 3, pp. 927-939, Jul. 2008.
[6] I. Bekkerman and J. Tabrikian, "Target detection and localization using mimo radars and sonars," IEEE Trans. Signal Process., vol. 54, no. 10, pp. 3873-3883, Oct. 2006.
[7] J. Li, P. Stoica, L. Xu, and W. Roberts, "On parameter identifiability of mimo radar," Signal Processing Letters, IEEE, vol. 14, no. 12, pp. 968-971, Dec. 2007.
[8] P. Stoica, J. Li, and Y. Xie, "On probing signal design for mimo radar," IEEE Trans. Signal Process., vol. 55, no. 8, pp. 4151-4161, Aug. 2007.
[9] P. Stoica, J. Li, and X. Zhu, "Waveform synthesis for diversity-based transmit beampattern design," IEEE Trans. Signal Process., vol. 56, no. 6, pp. 2593-2598, Jun. 2008.
[10] D. Fuhrmann and G. San Antonio, "Transmit beamforming for mimo radar systems using signal cross-correlation," IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 44, no. 1, pp. 171-186, Jan. 2008.
[11] S. Ahmed, J. Thompson, Y. Petillot, and B. Mulgrew, "Unconstrained synthesis of covariance matrix for mimo radar transmit beampattern," IEEE Trans. Signal Process., vol. 59, no. 8, pp. 3837-3849, Aug. 2011.
[12] S. Ahmed, J. Thompson, Y. Petillot, and B. Mulgrew, "Finite alphabet constant-envelope waveform design for mimo radar," IEEE Trans. Signal Process., vol. 59, no. 11, pp. 5326-5337, Nov. 2011.
[13] S. Ahmed and M. S. Alouini, "MIMO-radar waveform covariance matrix for high SINR and low side-lobe levels," IEEE Trans. on Signal Processing, vol. 62, no. 8, pp. 2056-2065, Apr. 2014.
[14] A. Khabbazibasmenj, A. Hassanien, S. Vorobyov, and M. Morency, "Efficient transmit beamspace design for search-free based doa estimation in mimo radar," IEEE Trans. Signal Process., vol. 62, no. 6, pp. 1490-1500, Mar. 2014.
[15] J. Lipor, S. Ahmed, and M. S. Alouini, "Fourier-based transmit beampattern design using mimo radar," IEEE Trans. Signal Process., vol. 62, no. 9, pp. 2226-2235, May 2014.
[16] S. Jardak, S. Ahmed, and M. S. Alouini, "Generation of correlated finite alphabet waveforms using gaussian random variables," Signal Processing, IEEE Trans. on, vol. 62, no. 17, pp. 4587-4596, Sep. 2014.
[17] Y. Yang and R. Blum, "Mimo radar waveform design based on mutual information and minimum mean-square error estimation," IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 43, no. 1, pp. 330-343, Jan. 2007.
[18] A. Leshem, O. Naparstek, and A. Nehorai, "Information theoretic adaptive radar waveform design for multiple extended targets," Selected Topics in Signal Processing, IEEE J. of, vol. 1, no. 1, pp. 42-55, Jun. 2007.
[19] J. Yang, Z. Qiu, W. Jiang, and X. Li, "Poly-phase codes optimisation for multi-input-multioutput radars," Signal Processing, IET, vol. 7, no. 2, pp. 93-100, Apr. 2013.
[20] J. Liu, H. Li, and B. Himed, "Joint optimization of transmit and receive beamforming in active arrays," Signal Processing Letters, IEEE, vol. 21, no. 1, pp. 39-42, Jan. 2014.
[21] A. Duly, D. Love, and J. Krogmeier, "Time-division beamforming for mimo radar waveform design," IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 49, no. 2, pp. 1210-1223, Apr. 2013.
[22] S. Imani and S. A. Ghorashi, "Transmit signal and receive filter design in co-located MIMO radar using a transmit weighting matrix," Signal Processing Letters, IEEE, vol. 22, no. 10, pp. 1521-1524, Oct. 2015.
[23] R. T. Hoctor and S. A. Kassam, "The unifying role of the coarray in aperture synthesis for coherent and incoherent imaging," Proceedings of the IEEE, vol. 78, no. 4, pp. 735-752, Apr. 1990.
