Compensation of Motion-Induced Phase Errors and Enhancement of Doppler Unambiguity in TDM–MIMO Systems by Model-Based Estimation
Compensation of Motion-Induced Phase Errors and Enhancement of Doppler Unambiguity in TDM–MIMO Systems by Model-Based Estimation
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通过基于模型的估计补偿运动引起的相位误差并增强 TDMâMIMO 系统中的多普勒明确度
DOI：
10.1109/lsens.2020.3020700
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Reiner Thom
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stephan Häfner;Reiner Thom
近年来，多输入多输出（MIMO）系统在雷达和航道探测中的应用受到越来越多的关注。通常，在发射机处采用时分复用（TDM）来实现正交波形。除了优点之外，TDM还有两个严重的缺点。首先，由于信号到达的方向不同，运动引起的相位变化与相位偏移难以区分。这被称为角-多普勒耦合，它会导致角度和多普勒估计的模糊性。其次，明确可分辨的多普勒，即多普勒带宽，被减少。在这封信中，将提出一种基于模型的估计方法，补偿角度-多普勒耦合，并恢复多普勒带宽。导出了MIMO观测的数据模型，该模型利用最大似然估计器从观测中推断角度、延迟和多普勒。仿真结果验证了该方法的有效性。
Utilization of multiple input multiple output (MIMO) systems in radar and channel sounding has gained increased attention in recent years. Quite often, time-division multiplexing (TDM) is employed to realize orthogonal waveforms at the transmitter. Apart from its advantages, TDM has two severe drawbacks. First, motion-induced phase variations become indistinguishable from phase migration due to the signal's arrival direction. This is termed angle-Doppler coupling, which causes ambiguities in angle, and Doppler estimation. Second, the unambiguously resolvable Doppler, i.e., the Doppler bandwidth, is reduced. In this letter, a model-based estimation approach will be proposed, which compensates for angle-Doppler coupling, and restores the Doppler bandwidth. A data model for the MIMO observations is derived, which is exploited by a maximum likelihood estimator to infer angle, delay, and Doppler from the observations. The performance of the proposed approach will be testified by simulations.
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