存在相位噪声下基于 OFDM 的单站感知：从抑制到利用
信号处理
2022-09-29 v2
摘要
我们考虑在由振荡器非理想性引起的相位噪声（PN）存在的情况下，正交频分复用（OFDM）雷达通信联合（JRC）系统中的单站雷达感知问题。我们首先对自由振荡器（FROs）和锁相环（PLLs）在多个 OFDM 符号上的雷达接收端 PN 进行了严格的统计表征。基于依赖于延迟的 PN 协方差矩阵，我们推导了确定性延迟-多普勒参数和随机 PN 的混合最大似然（ML）/最大后验（MAP）估计器，这导致了一个具有挑战性的高维非线性优化问题。为了规避 PN 的非线性，我们随后开发了一种迭代小角度近似（ISAA）算法，该算法在每次迭代中通过将 PN 作为延迟-多普勒的函数进行闭式更新，逐步细化延迟-多普勒-PN 估计。此外，与现有将 PN 视为必须抑制的纯损伤的方法不同，我们提出利用 PN 的依赖于延迟的统计特性（即距离相关效应）来解决距离模糊，通过构建参数化 Toeplitz-块 Toeplitz 协方差矩阵重构问题来实现。仿真结果表明，对于 FROs 和 PLLs，在各种工作条件下，ISAA 均能快速收敛至混合 Cramér-Rao 界（CRB），且其性能显著优于最先进的基准方法，同时表明 PN 的不利影响可以转化为感知上的优势。
引用
@article{arxiv.2205.08376,
title = {Monostatic Sensing with OFDM under Phase Noise: From Mitigation to Exploitation},
author = {Musa Furkan Keskin and Henk Wymeersch and Visa Koivunen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.08376},
year = {2022}
}