CIF: Small: Collaborative Research: Signal Design for Low-Complexity Active Sensing
CIF:小型:协作研究:低复杂性主动传感的信号设计
基本信息
- 批准号:0916314
- 负责人:
- 金额:$ 16.15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2009
- 资助国家:美国
- 起止时间:2009-07-01 至 2013-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Abstract"This award is funded under the American Recovery and Reinvestment Act of 2009(Public Law 111-5)."This research program is motivated by the recognition that the volume of sensor data is expected to overwhelm even the enormous performance improvements in silicon technology expressed by Moore's Law. The focus is the development of a low-complexity alternative to non-adaptive image formation through innovations in signal design. The objectives support closer monitoring of weather patterns and may lead to a more detailed understanding of climate change. They also impact a wider range of surveillance applications from microwave landing systems to through-wall imaging. The research program is highly interdisciplinary with signal processing as the bridge between application domains and the mathematics of sequence design.Current hardware allows transmission of wavefields that vary across space, polarization, time and frequency and which can be changed in rapid succession. However, sensing resolution is limited, not by hardware, but by the complexity of remote image formation. This research program develops new signal design principles that enable fast and reliable active sensing with minimal receiver signal processing complexity. The basic unit of transmission is a unitary matrix of phase coded waveforms indexed by array element and by pulse repetition interval, where the polarization of constituent waveforms may vary. Golay Complementary waveforms appear as entries of these matrices. Appropriate sequencing of unitary waveform matrices in time eliminates Doppler induced range sidelobes and provides resilience to multipath without compromising the simplicity of signal processing. OFDM signaling of complementary waveforms improves performance beyond conventional matched filtering by introducing nonlinear signal processing that exchanges static sidelobes for more dynamic cross-terms. The development of a new mathematical framework based on group theory enables the systematic construction of new complementary sequences.
该奖项是根据2009年美国复苏和再投资法案(公法111-5)资助的。“这项研究计划的动机是认识到,传感器数据的量预计将压倒即使是巨大的性能改进,在硅技术所表达的摩尔定律。重点是通过信号设计创新开发非自适应图像形成的低复杂度替代方案。这些目标有助于更密切地监测天气模式,并可能导致对气候变化的更详细的了解。它们还影响了从微波着陆系统到穿墙成像的更广泛的监视应用。该研究计划是高度跨学科的信号处理作为应用领域和序列设计数学之间的桥梁。当前的硬件允许跨空间,极化,时间和频率变化的波场的传输,并且可以快速连续地改变。然而,传感分辨率是有限的,不是由硬件,而是由远程图像形成的复杂性。该研究项目开发了新的信号设计原理,能够以最小的接收器信号处理复杂度实现快速可靠的主动感知。传输的基本单元是由阵列元素和脉冲重复间隔索引的相位编码波形的酉矩阵,其中组成波形的极化可以变化。Golay互补波形显示为这些矩阵的条目。酉波形矩阵在时间上的适当排序消除了多普勒引起的距离旁瓣,并提供了对多径的弹性,而不损害信号处理的简单性。互补波形的OFDM信令通过引入将静态旁瓣交换为更多动态交叉项的非线性信号处理来改进传统匹配滤波之外的性能。基于群论的新数学框架的发展使得能够系统地构造新的互补序列。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
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