Modélisation et traitement de l'interférence dans les récepteurs radar exploitant des signaux de communication OFDM

Coping with interference in radar receivers in presence of OFDM communication signals

• Auteur / Autrice : Steven Mercier
• Direction : Stéphanie Bidon, Damien Roque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et Télécommunications
• Date : Soutenance le 05/01/2021
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Équipe d'accueil doctoral Signal, communication, antenne et navigation, radar (Toulouse, Haute-Garonne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse, Haute-Garonne). Département électronique, optronique et signal
• Jury : Président / Présidente : Pascal Chevalier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphanie Bidon, Damien Roque, Pascal Chevalier, Thierry Chonavel, Pascal Lazarbal, Stéphane Kemkemian, Philippe Pouliguen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Chonavel, Pascal Lazarbal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence

Traitement du signal

Mots clés libres

Partage du spectre

Partage de forme d'onde

Traitement du signal

Radar-Communications

Modulations multiporteuses

OFDM

Traitement d'interférence

Spectrum sharing

Waveform sharing

Signal processing

Radar-Communications

OFDM Multicarrier modulations

OFDM

Interference mitigation

Résumé

À travers ces travaux de thèse, on s’intéresse à l’utilisation d’une formed’onde unique pour remplir simultanément une double fonction radar/communication. Enplus de répondre à la problématique grandissante de congestion du spectre, cette approchefaciliterait en outre l’intégration des systèmes radiofréquences au sein de plateformes mobiles.La volonté de garantir une efficacité spectrale élevée et un coût calculatoire acceptable ausystème de transmission, combinée au caractère doublement sélectif des canaux de propagationrencontrés, nous amènent à nous focaliser sur l’étude des modulations multiporteuses à filtrescourts (WCP-OFDM). Cependant, l’information portée par le signal émis génère un phénomèned’interférence dans les récepteurs radar usuels basés sur la corrélation, qui se manifeste parune élévation du plancher de bruit dans les cartes distance-Doppler. Dans un premier temps,nous modélisons cette interférence et comparons son impact sur les performances en détectionde ces différents filtres de réception. Les atouts du symbol-based sont notamment mis enexergue. Dans un second temps, ce récepteur est alors enrichi de techniques visant à traiterl’interférence. À chaque fois, les effets de l’opération de mise en forme du signal sont examinés.

In this PhD thesis, we are interested in using a single waveform to fulfillradar and communication functions simultaneously. While addressing the spectrum congestionissue, such an approach could also ease the integration of radiofrequency systems withinmoving platforms. The desire for a high spectral efficiency and a reasonable computationcomplexity, in conjunction with the doubly selective property of the encountered propagationchannels, specifically lead us to consider multicarrier modulations with short pulses (WCPOFDM).However, the data symbols carried by the transmitted signal induce an interferencephenomenon in classical correlation-based radar receivers, which translates into an increasednoise floor in the range-Doppler maps. First, we model this interference and compare its impacton the detection performance of these receiving filters. Benefits of the symbol-based processingare evidenced. Then, this receiver is augmented with interference cancellation techniques. Ineach case, the relevance of pulse-shaping is examined.