Sürekli Dalga Frekans Modülasyonu İle Elde Edilen Radyo Kanalı Yayınım Verilerinde Bant İçi Girişimin Bastırımı

Abstract

Bant içi girişim, sürekli dalga frekans modülasyonu kullanan radyo kanalı yayınımında, algılayıcı çıkışındaki sinüslerin toplamından oluşan sinyalin yapısını bozar ve sinyalde ani genlik değişimlerine yol açar. Bant içi girişim, ortalama yankı profilinde gürültü tabanını yükselterek zayıf yankıların ayrıştırılmasını zorlaştırır. Eğer gürültü tabanı çok yükselmiş ise yankı profilinden hesaplanacak kanal değişkenleri hatalı olur.Bu tezin amacı girişimin etkisini inceledikten sonra girişimin etkisini azaltmak için kullanılan yöntemleri incelemek ve iyileştirmek ve de yeni yöntemler geliştirmektir. Bu amaç için girişimin bozduğu kısma genlik kırpma veya sıfırlama uygulaması, öz bağlaşımlı yürüyen ortalamalı (autoregressive moving average, ARMA) sinyal modelleme ve alt-uzay tabanlı tayf kestirim yöntemleri kullanıldı. Ayrıca Doppler tayfında süzgeçleme önerildi. Yöntemlerin başarımları, ortalama yankı profilleri ve Doppler tayfları kullanılarak, hızlı Fourier dönüşümü ile elde edilenler ile karşılaştırarak değerlendirildi.Yankıların ayrıştırılması açısından, alt uzay yöntemlerinden çoklu sinyal sınıflandırma, en küçük norm ve özvektör yöntemlerinin başarımlarının daha iyi olduğu görüldü. Pisarenko yöntemi ile elde edilen yankı profilinde sahte tepeler (gürültüler) gözlendi.Doppler tayfında süzgeçleme yöntemi ile gürültü tabanı seviyesi azaltıldı ve yankılar daha iyi ayrıştırıldı. Bu yöntemin başarımı, incelenen verinin Doppler tayfının genişliğine bağlı olarak değişir. Özellikle, dar bantlı süzgeçler kullanıldığında, yöntemin başarımı artar. Bu yöntem sonucunda elde edilen veriye, Prony modelleme uygulandığında ise Prony yönteminin başarımını iyileştirdiği görüldü.Anahtar Kelimeler: Bant İçi Girişim; Çok Yollu Yayınım; Doppler Tayfı; Girişim Bastırma; Prony Yöntemi; Alt Uzay Yöntemleri.In band interference distorts the receiver output signal in Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW, also known as chirp) sounding. The in-band interference manifests itself as unwanted fluctuations in output signal of the channel sounder which is normally sum of sinusoidal signals. The interference raises the noise floor and makes it difficult to detect weak echoes in average power delay profile (APDP). A significant increase in the noise floor will be resulted in error of estimation of channel parameters.The aim of this thesis is to investigate the effect of in-band interference and its countermeasures. For this purpose, clipping the level of interference, setting the corrupted data to zero, ARMA signal modeling and subspace based spectrum estimation approaches were studied. Furthermore, filtering in the Doppler spectrum is proposed. Performance of the methods are evaluated by comparing APDPs and Doppler profiles with those obtained from FFT processing.In terms of ability to detect multipath components which is obscured by the increased noise floor multiple signal classification, minimum-norm and eigenvector methods were applied and significant performance improvements were obtained. Spurious peaks were observed in the APDPs obtained with Pisarenko method.Filtering on Doppler spectrum reduced the noise floor of APDPs. The performance of the method depends on Doppler spread. The performance of the method gets better when a narrow band filter is used. Prony modelling with pre-filtering in Doppler spectrum improved the performance of Prony modeling method.Key Words: In-band Interference; Multipath Propagation; Doppler Spectrum; Interference Suppression; Prony Method; Subspace Methods.