دانلود ترجمه مقاله روش تجمیع زمان طولانی برای مکانیابی تداخلی TDOA/FDOA

1. مقدمه 2. مدل مکانیابی دو ماهواره ای و الگوریتم تخمین پارامتر مشترک 3. روش تجمیع زمان طولانی پیشنهادی 4. نتایج تجربی برروی داده های حقیقی 5. نتیجه گیری

چکیده – در سیستم مکانیابی تداخلی ماهوار مضاعف، مکان منبع تداخل، با تخمین اختلاف زمان رسیدن (TDOA) و اختلاف فرکانس رسیدن (FDOA) بین سیگنال های باز منتقل شده بوسیله دو ماهواره، محاسبه می شود. روش تخمین TDOA/FDOA مبتنی بر «تابع ابهام متقابل» (CAF) سنتی، TDOA/FDOA ثابت بین دو سیگنال دریافت شده را ملزم می کند که تنها هنگامی که طول سیگنال کوتاه باشد، این امر قابل انجام است. بنابراین، روش تخمین CAF را نمی توان در تجمیع زمان طولانی (LTA) مورد استفاده قرار داد. برای رفع این مسئله، یک روش LTA نوین براساس بخش بندی سیگنال، پیشنهاد می شود. در روش پیشنهادی، دو سیگنال دریافت ابتدا به چند بخش یا مقطع سیگنال کوتاه تقسیم می شوند. سپس، TDOA، FDOA اولیه و نرخ تغییر FDOA هر مقطع سیگنال بوسیله یک روش CAF اصلاح شده، تخمین زده می شوند. بعد از جبرانسازی اختلاف FDOA بین مقطع های سیگنال، نتایج مجدداً تفکیک می شوند تا یک سیگنال کامل بدون تغییرات FDOA بدست آید. در نتیجه، انرژی سیگنال را می توان متمرکز نمود و دقت تخمین FDOA را می توان بهبود داد. نتایج تجربی داده های واقعی نشان می دهند که نسبت سیگنال به نویز (SNR) بزرگتر با روش پیشنهادی در مقایسه با روش مبتنی بر CAF سنتی، بدست می آید. مقدمه: امروزه، ارتباطات ماهواره ای به میزان گسترده ای در زمینه های نظامی، غیرنظامی و تجاری مورد استفاده قرار می گیرند. اما رویدادهای تداخل ماهواره های ارتباطاتی، همیشه در مقیاس جهانی رخ می دهد (کولمن، 2015؛ دمپستر و ستین، 2016؛ هاوورث، 2000؛ ایسوز و همکاران، 2014). تداخل بدخواهانه عادی، سرویس های ارتباطات ماهواره ای نرمال را تخریب می کند، درحالی که تداخل در مواجهه نظامی ممکن است امنیت ملی را به خطر بیاندازد. به این دلیل، پژوهش در مورد مکانیابی تداخلی ماهواره ای از اهمیت زیادی برای حفظ خدمات و سرویس های نرمال ارتباطات ماهواره ای برخوردار است. انواع فنون معمول برای مکانیابی تداخلی وجود دارد، مانند «قدرت سیگنال دریافتی» (RSS) (مالانی، 2007، تامسون، 2015)، زاویه رسیدن (AOA) (دمپستر، 2006؛ ترینکل و گری، 2002)، اختلاف زمان رسیدن (TDOA) (کی، 1993)، و اختلاف فرکانس رسیدن (FDOA) (هاورث و همکاران، 1997؛ مویزکی و کاچ، 2008). اکثر سیستم های مکانیابی تداخلی بر یک یا چند روش برای پیاده سازی مکانیابی تداخلی استفاده می کنند. مزیت اصلی روش RSS، پیچیدگی پیاده سازی کم است اما با افزایش فاصله، عملکرد آن تنزل پیدا می کند. روش AOA را می توان برای هر پهنای باند سیگنال بکار گرفت، اما عملکرد روش AOA در موارد چند مسیری و فاصله بیشتر، بسیار ضعیف می شود. علاوه بر آن، پیچیدگی پیاده سازی روش AOA زیاد است و نیاز به کالیبراسیون برای آرایه آنتن دارد (ژو و همکاران، 2010). مزیت روش TDOA در مقایسه با روش AOA این است که دقت آن با فاصله تنزل پیدا نمی کند ، اما ممکن است از عملکرد ضعیف برای سیگنال های باند محدود یا باریک، رنج ببرد (کی، 1993). از سوی دیگر، روش FDOA نیاز به سیگنال های باند محدود دارد. بنابراین روش ترکیبی TDOA/FDOA می تواند برای محدوده گسترده تری از منابع مناسب باشد (موزیکی و همکاران، 2010). علاوه برآن، روش TDOA/FDOA می تواند مکانیابی تداخلی دقیقتری نسبت به روش های دیگر فراهم کند.

In double-satellite interference localization system, the position of the interference source is computed by estimating the time difference of arrival (TDOA) and the frequency difference of arrival (FDOA) between the signals retransmitted by two satellites. The traditional cross ambiguity function (CAF)-based TDOA/FDOA estimation method requires the constant TDOA/FDOA between the two received signals, which can be satisfied only when the signal length is short. Therefore, the CAF estimation method cannot be applied in long-time accumulation (LTA). To solve this problem, a novel LTA method is proposed based on signal segmentation. In the proposed method, the two received signals are first divided into several short signal segments. Subsequently, the TDOA, the initial FDOA, and the FDOA change rate of each signal segment are estimated by a modified CAF method. After compensating the FDOA difference between the signal segments, the results are spliced again to form a complete signal without FDOA variation. Consequently, the signal energy can be concentrated and the estimation accuracy of FDOA can be improved. Experimental results of real data demonstrate that greater signal-to-noise ratio (SNR) gain is achieved by the proposed method, compared to the traditional CAF-based method. Introduction: Nowadays, satellite communication is widely used in military, civil, and commercial fields. However, the interference events of communication satellites constantly happen on a global scale (Coleman, 2015; Dempster & Cetin, 2016; Haworth, 2000; Isoz et al., 2014). Ordinary malicious interference destroys the normal satellite communication services, while the interference in military confrontation may endanger the national security. For this reason, research on satellite interference localization is of great importance to maintain the normal services of satellite communication. There are some typical techniques used for interference localization, such as the received signal strength (RSS) (Malaney, 2007; Thompson, 2015), angle of arrival (AOA) (Dempster, 2006; Trinkle & Gray, 2002), time difference of arrival (TDOA) (Kay, 1993), and frequency difference of arrival (FDOA) (Haworth et al., 1997; Musicki & Koch, 2008). Most interference localization systems rely on either one or multiple techniques to implement interference localization. The main advantage of the RSS technique is its low implementation complexity, but its performance degrades with increased distance. AOA technique can be applied for any signal bandwidth, but the performance of AOA technique is quite poor in cases of multipath and larger distance. Besides, the implementation complexity of AOA technique is high, and it requires calibration for antenna array (Xu et al., 2010). Compared to AOA technique, the advantage of TDOA technique is that its accuracy does not degrade with distance, but it may suffer from poor performance for narrowband signals (Kay, 1993). On the other hand, FDOA technique requires narrowband signals. Thus, the TDOA/FDOA hybrid method can be suitable for a much wider range of sources (Musicki et al., 2010). In addition, the TDOA/FDOA method can provide more accurate interference localization than other methods.

بخشی از ترجمه مقاله (صفحه 14 فایل ورد ترجمه)