طراحي دنباله كد فرستنده به منظور آشكارسازي اهداف گسترده در حضور تداخل وابسته به سيگنال

Transmit Code Design for Detection of an Extended Target Embedded in Signal-Dependent Interference

در اين مقاله، مسئله‌­ طراحي دنباله كد فرستنده به ­منظور بهبود كارآيي آشكارسازي يك هدف گسترده در حضور تداخل را در نظر مي‌گيريم. پاسخ ضربه­ هدف (TIR) ­­به دو صورت مدل مي‌شود: ضرب پاسخ ضربه­ قطعي در يك ضريب انعكاس نامعلوم و يا به‌صورت بردار تصادفي گوسي با كوواريانس معلوم. براي هر يك از دو مدل مذكور، قيد نسبت پيك به توان متوسط و قيد شباهت را به‌صورت مجزا، به مسئله­ طراحي كد اعمال مي‌كنيم. در مدل اول، كارآيي آشكارساز آزمون نسبت درست­ نمايي تعميم‌يافته (GLRT)، به‌طور يكنوا به نسبت سيگنال به اختلال باضافه‌­ نويز (SINR) وابسته است. بنابراين، با بيشينه كردن SINR، كد را طراحي مي‌كنيم. مسئله‌­ بهينه‌سازي حاصل، غيرمحدب بوده كه براي حل آن يك روش جديد پيشنهاد مي‌كنيم. در مدل دوم، وابستگي كارآيي آشكارساز بهينه به پارامترهاي مسئله، بسيار پيچيده است. بنابراين، از اطلاعات متقابل بين TIR و اكوي دريافتي، به­ عنوان معيار طراحي استفاده مي‌كنيم. براي حل مسئله‌­ بهينه‌سازي غيرمحدب حاصل، يك روش تكرار بر اساس روش (MM (Majorization-Minimization ارائه مي‌كنيم. هم‌چنين، روش پيشنهادي را در مقابل عدم قطعيت در دانش اوليه در مورد تداخل، مقاوم‌سازي مي‌كنيم. نتايج و تحليل‌هاي عددي، مؤثر بودن روش‌هاي پيشنهادي در مقايسه با روش‌هاي موجود را نشان مي‌دهند.

We consider the problem of transmit code design to enhance the detection performance of an extended target embedded in clutter. We model the target impulse response (TIR) in two frameworks, either via the product of a deterministic TIR with an unknown reflection factor or as a Gaussian random vector (with known covariance). For both frameworks, we impose either the peak-to-average-power ratio or the similarity constraints on the sought code, separately. In the former framework, the performance of the generalized likelihood-ratio test depends monotonically on the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) of the detector. Hence, we cope with the code design, maximizing the SINR. The resulting optimization problem is nonconvex, and we propose a novel approach to tackle it. In the latter, dependence of the optimal detector’s performance on the metrics is too complex for code design. Consequently, we employ the mutual information between the TIR ensemble and the received echo as the design metric. We devise an iterative method based on majorization-minimization technique to deal with the resulting non-convex constrained problem. We make the proposed method robust to deal with uncertainties about prior knowledge of clutter and interference. Numerical analyses highlight the effectiveness of the proposed methods comparing to their counterparts.