Компенсация Доплера подняла PSLR с 28.48 до 62.15 дБ и убрала ложный угол
Два передатчика смотрят на одну движущуюся цель, посылают кодированные последовательности, а приёмник пытается разделить их отражения. В численной модели авторы получили PSLR 62.15 дБ вместо 28.48 дБ у обычного CDM-MIMO и убрали ложный угловой пик. Порядок обработки здесь оказался решающим: сначала по slow-time данным оценивают Доплер и компенсируют фазовый набег внутри последовательности и между STC-слотами, затем декодируют пространственно-временной код и только после этого коррелируют сигнал по дальности.
Движение цели портит разделение передатчиков
PMCW-радар измеряет задержку отражения корреляцией принятой псевдослучайной бинарной последовательности с известным кодом. В MIMO-схеме нужно одновременно понять, какому передатчику принадлежит каждый вклад. Пространственно-временное кодирование позволяет разделить два TX, однако движущаяся цель за время передачи соседних слотов меняет фазу отражения. Ортогональность, на которой держится разделение каналов, нарушается: энергия чужого канала попадает в дальностную корреляцию и способна создать высокий боковой лепесток либо ложное направление.
Авторы предлагают не пытаться лечить этот след уже на готовом дальностном профиле. Доплеровскую частоту сначала находят DFT по последовательности импульсов. Для каждого обнаруженного доплеровского бина компенсируют фазу fast-time отсчётов и межслотовую фазу STC, после чего выполняют декодирование, корреляцию и DOA-обработку. Так фазовый поворот от движения удаляется в той точке тракта, где он ещё мешает разделять сигналы передатчиков.
Фазу исправляют до дальностной корреляции
В сценарии с целью на дальности 499.5 м и скоростью 30 м/с обычный CDM-MIMO дал PSLR 28.48 дБ. У одного STC без доплеровской компенсации показатель вырос до 39.51 дБ, а компенсация по ближайшему доплеровскому бину довела его до 62.15 дБ. PSLR здесь показывает, насколько отклик истинной дальности возвышается над самым сильным паразитным откликом. Оценённая скорость составила 30.07066 м/с, оставив ошибку Доплера около 37.22 Гц, однако результат почти совпал с 62.16 дБ при компенсации точной известной частотой.
В отдельной угловой сцене цель под углом 40° и со скоростью 34 м/с породила ghost-пик около −20.93°. До компенсации он был ниже настоящего всего на 1.92 дБ: для алгоритма сопровождения такая пара пиков выглядит опасно правдоподобно. После фазовой коррекции ложный максимум исчез в модели; оставшиеся лепестки авторы связывают с конечной апертурой виртуальной антенной решётки.
Что пока остаётся внутри модели
Стенд был полностью численным: несущая 79 ГГц, два передатчика, восемь приёмников, m-последовательность длиной 2047 и добавленный комплексный гауссов шум. Аппаратного радара, измерений фазового шума, разброса RF-каналов, многолучёвости и ошибок калибровки массива в работе нет. Для нескольких целей остаётся ещё одна трудность: доплеровские боковые лепестки одной цели могут просачиваться в бин другой; авторы предлагают снижать этот эффект окном по slow-time.