Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

OFDM ազդանշանների կիրառումը ռադիոլոկացիոն խնդիրներում

Թովմասյան, Խաչատուր Ժիրայրի (2014) OFDM ազդանշանների կիրառումը ռադիոլոկացիոն խնդիրներում. PhD thesis, ՀՀ ԳԱԱ Ռադիոֆիզիկայի և էլեկտրոնիկայի ինստիտուտ.

[img]
Preview
PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (6Mb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1333Kb) | Preview

      Abstract

      Ատենախոսությունը վերաբերվում է վերջին ժամանակներում բուռն զարգացում ստացած OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) բարդ ազդանշանների ուսումնասիրությանը և կիրառմանը ռադիոլոկացիոն համակարգերում։ Ի սկզբանե, այդ դասի ազդանշանները նախատեսված էին հեռահաղորդակցական խնդիրների լուծման համար, սակայն, ժամանակին համընթաց, սկսեցին զարգանալ այնպիսի հիբրիդային համակարգեր, ինչպիսիք են ռադիոլոկացիոն-հեռահաղորդակցական համակարգերը։ Դրանց միջոցով հնարավոր է լինում ռադիոլոկացիա իրականացնելուն զուգընթաց փոխանցել ինֆորմացիա։ Այդպիսի համակարգերը իրենց կիրառությունն են գտել ինչպես կենցաղային, այնպես էլ ռազմական ոլորտներում։ Ռադիոլոկացիոն համակարգերի զարգացմանը զուգընթաց աճել է դրանց իրականացման մեխանիզմների բարդությունը, և հետևաբար, նաև ծախսատարությունը, քանի որ այդպիսի ազդանշանների մշակման համար անհրաժեշտ են արագագործ և թանկարժեք սարքավորումներ։ Այդ իսկ պատճառով արդյունավետության, ճշգրտության և ինտերակտիվության ապահովմանը զուգահեռ, առաջնային խնդիրներից մեկն է դարձել համակարգի իրագործման ծախսատարության մաքսիմալ նվազեցումը։ OFDM ազդանշանի՝ արտաքին պայմաններում տարածվելու կայունության և ճկունության շնորհիվ` հնարավոր է դառնում այն կիրառել միաժամանակ և՛ ռադիոլոկացիոն, և՛ հեռահաղորդակցական խնդիրներում։ Քանի որ այն օժտված է ինֆորմացիոն սիմվոլների մեծ տևողությամբ և լայն սպեկտրով, ապա դա ապահովում է չափված ռադիոլոկացիոն պարամետրերի մեծ ճշգրտություն։ Ընդ որում, նախկինում կիրառվող պիլոտ-ազդանշանների փոխարեն, OFDM-ը թույլ է տալիս ռադոիոլոկացիոն ազդանշանում տեղակայել ինֆորմացիա և միաժամանակ լուծել երկու խնդիր՝ ռադիոլոկացիա և հեռահաղորդակցություն։Применение OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) сигналов в активной и пассивной радиолокации является актуальным направлением в области цифрового синтеза и обработки радиолокационных сигналов. Большая база OFDM сигнала, обусловленная значительной шириной суммарного спектра большого числа поднесущих частот и большой длительностью OFDM символа определяет его перспективность как радиолокационного сигнала. Основной проблемой в этой области является разработка эффективных методов обработки отраженных радиолокационных OFDM сигналов с целью выделения движущихся целей и определение их дальностных и скоростных характеристик. Целью данной работы является исследование влияния рдиолокационных характеристик на сигнальное созвездие OFDM символов и разработка методов выделения радиолокационных параметров только на основе оценки искажения сигнальной решетки. Для достижения указанной цели в диссертации поставлены следующие задачи: 1. Исследовать и разработать методы обработки OFDM радиолокационных сигналов, на основе анализа сигнального созвездия OFDM символа. 2. Используя эти методы, разработать алгоритмы обработки OFDM радиолокационных сигналов, не требующих многообъемных вычислительных ресурсов. 20 3. В разработанных методах применить информационные OFDM сигналы, что даст возможность решить одновременно и радиолокационные, и телекоммуникационные задачи. 4. Провести сравнение и оценку эффективности и точности измерения, и помехоустойчивости разработанных алгоритмов. В диссертации получены следующие основные результаты: 1. Обработка радиолокационного комплексного OFDM эхо-сигнального созвездия дает возможность рассчитать основные радиолокационные параметры - скорость и дальность цели, используя малообъемные вычислительные ресурсы. 2. Изменения созвездия радиолокационных сигналов OFDM под воздействием радиолокационных харакетристик показывают, что сначала необходимо провести обработку по дальности цели, и только потом, провести обработку по скорости. 3. Разработан и выполнен новый метод рассчета дальности и скорости цели, основанный на оценке среднеквадратического отклонения разброса созвездия OFDM символов эхо-сигнала. 4. Разработан и выполнен новый метод рассчета дальности цели, в основе которого лежит извлечение фазового сдвига сигнального созвездия новых символов, полученных разделением всех последующих соседних информационных символов OFDM эхо-сигнала. 5. Основываясь на усреднении OFDM сигнала и рассчета общего фазового сдвига, разработан новый метод решения скорости цели, особенностью которого являеться рассчет скорости в течение одного символа OFDM сигнала.Utilization of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signals in radar systems is trending higher on the year over year basis, so does the number of publications and investigations. Several methods and proposals has been designed and developed to solve various OFDM radar applications. OFDM signals have two significant characteristics that make them usable in radar applications: their symbol long duration and wide spectrum. Long duration helps to measure the Doppler shift with high accuracy. Its wide spectrum, from the other side, allows finding the time delay of the received echo signal. These two values will lead us to get both velocity and distance of the target from the radar station. The dissertation is devoted to OFDM signal constellation processing. Proposal of new methods lead to achieve better performance and resolution of the system and detection accuracy of target distance and velocity. To reach the stated aim the following steps have been made: 1. Explore and design OFDM radar signal processing methods, based on OFDM signal all-constellation analysis. 2. Utilizing the methods of OFDM radar signal processing, design algorithms, which will give an opportunity to solve radar applications requiring low-capacity computing resources. 3. Use OFDM information signals in proposed methods, which will let us solve both radar and communication applications. 22 4. Compare and make an estimation of effectiveness, measurement accuracy and noise stability. During research work the following main results have been achieved: 1. OFDM complex radar echo-signal constellation processing gives an opportunity to calculate main radar applications - target velocity and distance from radar station, using low-capacity computing resources. 2. OFDM signal constellation impact because of radar characteristics show that first of all it is necessary to calculate the target distance, only after that, the radial velocity. 3. It is processed and implemented a new method of solving target distance and velocity, based on estimation of OFDM echo-signal constellation symbols standard deviation. 4. It is processed and implemented a new method of solving target distance, based on phase shift extraction of new symbols constellation resulted from division of each consequitive OFDM echo-signal neighbor symbols. 5. Based on averaging and calculation of main phase shift, it is designed a new method of target velocity solving, particularity of which is that velocity calculation could be done during one OFDM symbol.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Применение OFDM сигналов в радиолокации. OFDM signals in radar applications.
      Uncontrolled Keywords: Товмасян Хачатур Жирайрович
      Subjects: Physics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Thesis Dissertations
      Date Deposited: 17 Nov 2015 12:15
      Last Modified: 22 Nov 2015 18:07
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/27

      Actions (login required)

      View Item