مقاوم سازي تخمين زاويه ورود پهن باند سيگنال‌هاي مدولاسيون فركانس خطي با استفاده از الگوريتم دچيرپ با تعداد كم فريم زماني در آرايه خطي

Robust Direction of Arrival Estimation of Wideband LFM Signals using Dechirping Algorithms with a few Snapshots in the Linear Array

سيگنال‌هاي مدولاسيون فركانس خطي پهن باند به‌طور گسترده‌اي در سيستم‌هايي مانند رادار، سونار و موبايل استفاده مي‌‌شود. الگوريتم‌هاي تخمين زاويه ورود سيگنال‌هاي مدولاسيون فركانس خطي به تعداد زيادي فريم زماني متكي هستند. به همين دليل براي كاربردهاي با توان پايين و بلادرنگ مناسب نيستند. در اين مقاله ما يك روش برآورد مبتني بر الگوريتم SPICE با محاسبات كم براي آرايه خطي با استفاده از تبديل فوريه ارائه داده‌ايم. روش كار بدين ترتيب است كه ابتدا با استفاده از تبديل فوريه فرايند دچيرپ را براي سيگنال‌هاي مدولاسيون فركانس خطي توسعه داده‌ايم، سپس الگوريتم SPICE را براي آرايه‌هاي خطي اصلاح مي نماييم، آنگاه محاسبات تخمين زاويه ورود را براي تعداد كم فريم زماني با حجم محاسبات پايين بدست آورده‌ايم. نتايج شبيه‌سازي الگوريتم پيشنهادي MSPICE (الگوريتم SPICE بهبوديافته) در مقايسه با ساير الگوريتم‌ها نظير طبقه‌بندي سيگنال چندگانه و SPICE، بهتر بودن الگوريتم پيشنهادي را نشان مي‌دهد. نشان خواهيم داد كه روش پيشنهادي در نسبت توان سيگنال به توان نويز پايين داراي دقت قابل قبولي است و همچنين در نسبت توان سيگنال به توان نويز بالا خطاي كمي از خود نشان خواهد داد و علاوه بر آن از لحاظ حجم محاسبات بسيار كمتر از روش MUSIC و SPICE است و مقاوم سازي مناسبي را نسبت به روش‌هاي ديگر خواهد داشت.

Wideband linear frequency modulation (LFM) signals are widely used in systems such as radar, sonar and mobile. DOA estimation algorithms LFM signals rely on a large number of time frames (Snapshot). Therefore, they are not suitable for low power and real-time applications. In this paper, we present a low computation based estimation method based on the SPICE algorithm for linear arrays using the Fourier transform FFT. The method is to first develop the dechirping algorithm for LFM signals using the FFT converter, then modify the SPICE algorithm for uniform linear arrays (ULA), then obtain the DOA calculations for a few number of snapshots with low computational volumes. The simulation results of the proposed MSPICE algorithm (i.e. modified SPICE algorithm) show that the proposed algorithm is better than other algorithms such as MUSIC and SPICE. We have shown that the proposed method has acceptable accuracy in both low SNRs and low error in high SNRs. In addition, in terms of computational volume, it is much less than the MUSIC and SPICE methods and will have a good robustness compared to other methods.