WiFi外輻射源雷達(dá)參考信號重構(gòu)及其對探測性能影響研究

饒云華　明燕珍　林 靜　朱逢園　萬顯榮　龔子平

（武漢大學(xué)電子信息學(xué)院 武漢 430072）

WiFi外輻射源雷達(dá)參考信號重構(gòu)及其對探測性能影響研究

饒云華*明燕珍林 靜朱逢園萬顯榮龔子平

（武漢大學(xué)電子信息學(xué)院 武漢 430072）

利用WiFi（Wireless Fidelity）信號作為外輻射源進(jìn)行探測可獲得較好的性能，然而WiFi信號本身及其應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性又決定了其參考信號獲取的難度。該文分析了利用WiFi信號進(jìn)行探測的特點，探討了參考信號獲取的不同方式，針對典型WiFi信號結(jié)構(gòu)，提出了與WiFi無源探測相適應(yīng)的參考信號重構(gòu)方法，并結(jié)合接收信號的信噪比分析了參考信號重構(gòu)質(zhì)量對探測性能的影響。研究表明，參考信道所接收信號的信噪比越高，其解調(diào)誤比特率越低，重構(gòu)后的參考信號對于雜波抑制性能越好，其模糊函數(shù)噪聲基底也越低，越有利于目標(biāo)探測。同時，針對接收信號中的非監(jiān)測信號成分所產(chǎn)生的虛假目標(biāo)“重影”，提出了基于重構(gòu)的參考信號修正方法進(jìn)行消除。仿真分析表明了以上處理方法對參考信號獲取的有效性。

WiFi；外輻射源雷達(dá)；參考信號；重構(gòu)

引用格式：饒云華，明燕珍，林靜，等.WiFi外輻射源雷達(dá)參考信號重構(gòu)及其對探測性能影響研究［J］.雷達(dá)學(xué)報，2016，5（3）：284-292.DOI：10.12000/JR15108.

Reference format：Rao Yunhua，Ming Yanzhen，Lin Jing，et al..Reference signal reconstruction and its impact on detection performance of WiFi-based passive radar［J］.Journal of Radars，2016，5（3）：284-292.DOI：10.12000/JR15108.

1　引言

外輻射源雷達(dá)因具有隱蔽性好、不占用頻譜等優(yōu)點而受到雷達(dá)界廣泛研究［1］。目前，外輻射源雷達(dá)所利用的輻射源主要集中于廣播、電視等信號，而基于IEEE無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（802.11）的WiFi信號已覆蓋世界各大城市，且具有帶寬大，副峰抑制后的信號模糊函數(shù)為圖釘狀等優(yōu)點，非常有利于用作無源探測［1，2］。利用WiFi信號進(jìn)行無源探測是一個新領(lǐng)域，國內(nèi)外研究還不多，目前國外主要有英國的UCL和意大利Rome大學(xué)等［3-8］，國內(nèi)主要有武漢大學(xué)等在該方向進(jìn)行了一些初步研究［9］，并開展了相關(guān)實驗。

利用外輻射源雷達(dá)進(jìn)行目標(biāo)探測過程中，其參考信號質(zhì)量對于實現(xiàn)探測功能及性能都有很大的影響［10］。通常參考信號獲取有空時域濾波等方法，但在WiFi外輻射源雷達(dá)中，尤其是在穿墻探測應(yīng)用中，作為輻射源的WiFi路由器方位并不能完全預(yù)先確定，所以天線不能完全直接對準(zhǔn)發(fā)射源。同時，室內(nèi)環(huán)境給信號傳輸帶來的多徑效應(yīng)、墻體回波及多普勒擴(kuò)展等［11］使得采用空域濾波［12］和時域自適應(yīng)濾波［13］等方法的效果都受到極大影響而無法正常應(yīng)用。

因此，在WiFi外輻射源雷達(dá)參考信號獲取方面，Rome大學(xué)通過網(wǎng)線直接連接路由器獲得參考信號［6，7］，該方法回避了參考信號傳輸過程中可能帶來的問題，但只能用于實驗，實用性差；UCL最初的研究采用空域濾波方法，將天線直接對準(zhǔn)路由器獲取參考信號［8］，但由于效果較差，故在最新的實驗研究中與Rome大學(xué)一樣，也采用了網(wǎng)線直接連接路由器獲取參考信號的方法［3］。

和空時域濾波等方法相比，重構(gòu)是WiFi外輻射源雷達(dá)參考信號獲取的一個很好的選擇，即對接收到的發(fā)射信號進(jìn)行解調(diào)和再調(diào)制，從而使參考信號與發(fā)射信號一致。但與廣播、電視等信號不同，WiFi不僅具有CDMA和OFDM等不同的信道接入方式，也隨信道條件不同而具有QAM、PSK等不同調(diào)制方式，而且其協(xié)議還變得更復(fù)雜，這使得WiFi信號的重構(gòu)一直是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。同時，WiFi信號是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號，采用分組傳輸，則在探測過程中雷達(dá)會接收到來自路由器和與其關(guān)聯(lián)的移動端信號，即會收到多站同頻照射源的信號，而且傳輸協(xié)議相同，則在探測中會出現(xiàn)虛假目標(biāo)的“重影”，且無法通過空域及時域自適應(yīng)濾波方法進(jìn)行抑制。但在參考信號重構(gòu)過程中可根據(jù)信號結(jié)構(gòu)進(jìn)行有用信號識別而僅保留來自路由器的信號，從而消除“重影”，這對WiFi參考信號重構(gòu)具有重要意義，也是區(qū)別于其它外輻射源雷達(dá)信號重構(gòu)的不同之處，該方法目前尚未見到公開報道。

本文從WiFi外輻射源探測應(yīng)用出發(fā)對WiFi信號形式進(jìn)行分析，并針對典型OFDM的WiFi信號建立了發(fā)射信號的重構(gòu)流程及多站同頻信號識別與修正方法?；诜抡鏀?shù)據(jù)研究了重構(gòu)過程中直達(dá)波信噪比等因素對重構(gòu)及探測性能的影響，并用實測數(shù)據(jù)驗證了重構(gòu)算法的有效性。

本文第2節(jié)介紹了典型的WiFi信號結(jié)構(gòu)，第3節(jié)研究了典型WiFi信號的重構(gòu)流程及信號識別方法，第4節(jié)和第5節(jié)進(jìn)行了重構(gòu)信號質(zhì)量及其對探測性能的影響分析，最后對全文進(jìn)行了總結(jié)。

2　典型WiFi信號模型

IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)包括a/b/g/n等一系列協(xié)議，其中802.11g以其高速率與后向兼容性成為第3代WLAN標(biāo)準(zhǔn)，IEEE工作組為這一標(biāo)準(zhǔn)定義了DSSS/CCK（Complementary Code Keying）和OFDM等4種物理層。本文將以典型的OFDM模式進(jìn)行分析，該模式下信號帶寬可達(dá)20 MHz，具有較好的距離分辨率，其物理層幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由于信道的突發(fā)性，每幀信號長度具有時變特性，由圖1可知，信號結(jié)構(gòu)主要由前導(dǎo)符號、信號、數(shù)據(jù)3部分組成。前導(dǎo)符號由短訓(xùn)練序列和長訓(xùn)練序列組成。信號部分包含數(shù)據(jù)部分的調(diào)制信息，單獨形成一個OFDM符號，以魯棒性較強(qiáng)的BPSK調(diào)制和1/2編碼率發(fā)送。數(shù)據(jù)部分以Rate字段中指示的數(shù)據(jù)速率發(fā)送，并且可能組成多個OFDM符號。

圖1　OFDM模式物理層幀結(jié)構(gòu)Fig.1 Physical layer frame structure of OFDM mode

OFDM模式下，基帶復(fù)信號s（t）可以表示為：

其中，Spreamble（t）為前導(dǎo)符號部分，Ssignal（t-Tpre）為信號部分，Sdata（t-Td）為數(shù)據(jù)部分。Tpre=16 μs，為前導(dǎo)符號持續(xù)時間，Td=20 μs，為前導(dǎo)符號和信號部分持續(xù)時間。

3　參考信號獲取方法

3.1參考通道信號模型

與其它無源雷達(dá)信號模型一致，參考通道接收天線獲得的信號除了含有直達(dá)波外，還包括多徑分量、雜波和噪聲等，故信號模型可表示為：

3.2基于同步信號的自適應(yīng)濾波提純算法

其中，用離散序號n代替了連續(xù)時間t，wk是濾波器抽頭系數(shù)，M為濾波器階數(shù)。

每一幀WiFi信號都具有2個已知的完全相同的長訓(xùn)練序列符號。利用這個訓(xùn)練序列可實時捕獲信道的變化，求取濾波器的抽頭系數(shù)wk，構(gòu)造濾波器。將該濾波器應(yīng)用于WiFi信號的數(shù)據(jù)符號部分，如式（3），即可濾除參考信號中的多徑干擾。同步信號求取濾波器系數(shù)需采用自適應(yīng)算法，本文選取遞歸最小二乘方（RLS，Recursive Least Square）算法［13］進(jìn)行時域參考信號提純，并與重構(gòu)方法進(jìn)行比較。3.3 基于WiFi發(fā)射信號的重構(gòu)算法

OFDM技術(shù)有很強(qiáng)的抗多徑衰落和窄帶噪聲的能力，參考信號提取應(yīng)該充分利用信號結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢，為此，在深究WiFi信號形成機(jī)制的基礎(chǔ)上，我們提出了適用于WiFi無源探測的參考信號重構(gòu)方法，其流程如圖2所示。

圖2　WiFi信號重構(gòu)流程框圖Fig.2 Block diagram of WiFi signal reconstruction

參考天線接收信號后，經(jīng)放大、濾波和下變頻等處理并得到數(shù)字化的基帶信號后，依次進(jìn)行同步、信道估計、均衡、解交織和解碼［16］，再經(jīng)糾錯之后得到原始二進(jìn)制位流，對于該位流數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行協(xié)議解包以根據(jù)上層協(xié)議進(jìn)行無關(guān)信號識別與剔除，僅保留來自路由器的數(shù)據(jù)，再按照發(fā)射端信號的形成步驟進(jìn)行再調(diào)制，并對重構(gòu)后的物理層數(shù)據(jù)進(jìn)行副峰抑制，最后得到經(jīng)修正后的參考信號。

由圖2可以看出，在整個信號重構(gòu)過程中，同步和信道估計算法是關(guān)鍵，直接影響參考信號的質(zhì)量。同步的主要任務(wù)是獲取信號的幀起點，估計出混頻過程中出現(xiàn)的頻率偏差和采樣過程中引進(jìn)的采樣誤差，并對其進(jìn)行補(bǔ)償。頻率偏差和采樣誤差會影響同步結(jié)果，增大信道解碼的誤比特率，降低重構(gòu)信號的準(zhǔn)確性。信道估計主要被用于信道均衡，以抵消信道對發(fā)射信號帶來的畸變。

3.3.1同步算法根據(jù)WiFi信號結(jié)構(gòu)，OFDM的前導(dǎo)符號由10個完全相同的短訓(xùn)練序列和2個長訓(xùn)練序列組成，利用延時和自相關(guān)算法［17］可以獲取同步信號的位置，其中幀同步利用802.11g標(biāo)準(zhǔn)中10個短訓(xùn)練序列符號。若第n個接收信號為rn，則

其中，延遲單位D=16，即一個短訓(xùn)練序列符號的長度，Cn是接收信號和接收信號延時的互相關(guān)，Pn表示了相應(yīng)接收信號的能量，用于做判決統(tǒng)計的歸一化，當(dāng)Mn跳變?yōu)樽畲笾?，表明?shù)據(jù)幀信號已經(jīng)到達(dá)。

對于符號定時，我們采用長訓(xùn)練序列的相關(guān)矢量來確定符號的起始點，利用接收的信號和本地已知的長訓(xùn)練序列互相關(guān)，然后歸一化，如式（7）。

由于多普勒效應(yīng)或者接收機(jī)本地載波和發(fā)射機(jī)載波頻偏不匹配，會產(chǎn)生收發(fā)端之間的載頻偏差。從而影響OFDM信號子載波之間的正交性，導(dǎo)致解調(diào)錯誤。根據(jù)信號結(jié)構(gòu)，在符號同步后，再利用前導(dǎo)序列之間的相關(guān)關(guān)系來實現(xiàn)載波同步，即

其中，D為兩個連續(xù)重復(fù)符號之間的延時，R為周期重復(fù)的接收信號的延時相關(guān)和，Tsym=4 μs，為符號間隔。

為了驗證信道估計和均衡的性能，我們進(jìn)行了仿真，其設(shè)置為：信噪比SNR=30 dB，瑞利信道，5條多徑（各徑延時系數(shù)為delay=［1，2，3，4，5］；各徑衰落系數(shù)為decay=［0.15，0.12，0.11，0.20，0.05］），其結(jié)果如圖3所示。

圖3　基于LS信道估計均衡圖Fig.3 Channel estimation equalization based on LS

由圖3可以看出，未實施相位跟蹤前，還存在少量殘余的頻率偏差，造成了星座圖上復(fù)數(shù)點的相位旋轉(zhuǎn)，在經(jīng)過信道估計與均衡后，消除了多徑、多普勒等導(dǎo)致的符號間干擾ISI和載波間干擾ICI，能夠得到較好的星座圖，但是傳輸過程中存在的噪聲還是會產(chǎn)生一定的誤比特率，這可進(jìn)一步通過信道解碼進(jìn)行糾錯。

參考通道接收信號經(jīng)過同步、信道估計、均衡、相位跟蹤、譯碼糾錯之后可得到原始的發(fā)送比特流，為了構(gòu)造出無源雷達(dá)探測中相對純凈的參考信號，需要對此干凈比特流進(jìn)行再編碼，經(jīng)過交織、映射等過程生成參考信號。

3.3.3參考信號修正重構(gòu)不僅可獲得純凈的參考信號，而且在重構(gòu)過程中，還可對參考信號進(jìn)行修正以克服WiFi信號本身缺陷對探測的影響。WiFi外輻射源雷達(dá)主要利用路由器發(fā)射信號進(jìn)行探測，但網(wǎng)絡(luò)所采用的共享信道方式使得雷達(dá)接收機(jī)還會收到同一局域網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備的信號，這些信號的頻率、格式等都與路由器信號相同，會形成目標(biāo)“重影”，對于探測來說可以認(rèn)為是干擾信號，但與其它干擾信號不同，無法采用常用的方法進(jìn)行抑制，即在物理層無法對不同來源的數(shù)據(jù)包進(jìn)行區(qū)分。

對物理層幀PSDU域，即MAC層幀進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)不同來源的數(shù)據(jù)在MAC層幀頭的地址域不同，可用于區(qū)分不同的數(shù)據(jù)來源，MAC幀結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　MAC幀結(jié)構(gòu)Fig.4 MAC frame structure

對于MAC數(shù)據(jù)幀，由于Address 2總是發(fā)送該幀數(shù)據(jù)的STA（STAtion）的MAC地址，故可通過該域進(jìn)行數(shù)據(jù)來源識別。在重構(gòu)過程中，對接收信號解調(diào)后即可對數(shù)據(jù)包來源進(jìn)行識別，當(dāng)?shù)刂稟ddress 2與所用來探測的AP地址一致時，則保留該幀數(shù)據(jù)并繼續(xù)進(jìn)行再調(diào)制恢復(fù)生成路由器的原始發(fā)送信號，否則，將該幀數(shù)據(jù)置零，從而使得重構(gòu)后參考信號只保留來自路由器的數(shù)據(jù)，而濾掉其他來源的信號。

另外，由圖1可知，OFDM格式的WiFi信號中前導(dǎo)符號和循環(huán)前綴會產(chǎn)生模糊函數(shù)副峰，在重構(gòu)過程中將該部分置零即可實現(xiàn)副峰抑制。

因此，信號重構(gòu)可實現(xiàn)直達(dá)波提純，還可在再調(diào)制過程中對解調(diào)后信號進(jìn)行修正，實現(xiàn)無關(guān)信號剔除及副峰抑制，從而得到適用于無源探測的參考信號。

4　參考信號獲取算法分析與比較

4.1重構(gòu)質(zhì)量與誤比特率關(guān)系分析

為了考察重構(gòu)效果，將重構(gòu)信號與原始發(fā)射信號做互相關(guān)，仿真結(jié)果如圖5所示，可以看到，重構(gòu)的參考信號與原始信號具有良好的互相關(guān)性。并且隨著參考信號解調(diào)時誤比特率（Bit Error Rate，BER）的降低，其互相關(guān)函數(shù)的噪聲基底也在不斷下降，表明重構(gòu)的效果越好，其對應(yīng)關(guān)系如圖6所示。

圖5　重構(gòu)信號與發(fā)送信號互相關(guān)函數(shù)圖Fig.5 Mutual correlation function of the reconstructed signal and the transmitted signal

圖6　誤比特率與互相關(guān)函數(shù)噪聲基底之間的關(guān)系圖Fig.6 The relationship between the bit error rate and the cross correlation function noise base

4.2提純性能比較

為了比較重構(gòu)與時域自適應(yīng)濾波兩種參考信號獲取方法的提純性能，我們定義波形失真度指標(biāo)，如式（11）所示。

其中，s（i）為直達(dá)波提純后的信號，so（i）為純凈的直達(dá)波信號。波形失真度表征了提純后的直達(dá)波信號與純凈的直達(dá)波信號的相似程度。在相同接收信號條件下，兩種方法所獲得的參考信號波形失真度仿真結(jié)果如圖7所示。

圖7　不同直達(dá)波提取方法的波形失真度Fig.7 Waveform distortion of different direct wave extraction methods

由圖7可以看出，自適應(yīng)濾波以后的信號與純凈直達(dá)波信號之間的失真度比重構(gòu)信號與純凈直達(dá)波信號之間的失真度要大。通過分析式（2）也可得知，參考通道天線所接收到的直達(dá)波信號幅度Aref不僅會受多徑的影響，還會受空間傳輸衰減和噪聲的影響，而自適應(yīng)濾波只對多徑有一定的抑制作用，對于直達(dá)波傳輸所帶來的幅度衰減則完全沒有補(bǔ)償作用，且RLS算法對信號中的噪聲也未作過多處理，因此，自適應(yīng)濾波以后的信號與純凈直達(dá)波信號之間存在著比較大的差異，當(dāng)然，增加濾波器的階數(shù)可以進(jìn)一步提高濾波性能，但會增加信號延時和降低算法效率。而重構(gòu)的方法則基本上不受多徑的影響，只要多徑延時在循環(huán)前綴長度內(nèi)，沒有引起符號間干擾，就可恢復(fù)出原始發(fā)送信號。而且重構(gòu)的方法還能將Aref重生至1。因此，重構(gòu)信號的波形失真度很小。這說明重構(gòu)方法的提純性能較自適應(yīng)濾波方法更好。

5　重構(gòu)質(zhì)量對探測性能的影響分析

重構(gòu)的參考信號在目標(biāo)探測中所起的作用主要表現(xiàn)在兩個方面：（1）作為參考信號用于目標(biāo)通道的直達(dá)波及多徑雜波抑制；（2）用作匹配濾波，與直達(dá)波抑制后的目標(biāo)信號相關(guān)以檢測目標(biāo)。因此，重構(gòu)參考信號質(zhì)量會影響雜波抑制效果，并影響目標(biāo)探測性能，故可從相關(guān)檢測中影響目標(biāo)回波信息的信噪比角度，研究不同重構(gòu)信號質(zhì)量對目標(biāo)探測的影響。

5.1參考信號質(zhì)量對時域雜波抑制方法的影響

直達(dá)波和多徑雜波的抑制是無源雷達(dá)系統(tǒng)中信號處理的關(guān)鍵步驟，參考信號作為雜波抑制算法的輸入，其質(zhì)量將直接影響雜波抑制性能，從而影響與監(jiān)測通道信號進(jìn)行互相關(guān)的噪聲基底。由于參考通道接收到的信號具有一定信噪比，故重構(gòu)信號將具有一定的誤比特率，該誤比特率將影響抑制算法性能。我們采用無源探測中常用的擴(kuò)展相消算法（Extensive Cancellation Algorithm-Block，ECAB）來探討重構(gòu)信號質(zhì)量對雜波抑制效果的影響。

在瑞利信道環(huán)境下進(jìn)行仿真，調(diào)制方式為典型的16QAM，監(jiān)測通道接收到1個目標(biāo)和5條多徑信號（各徑延時系數(shù)為delay=［1，2，3，4，5］；各徑衰落系數(shù)為decay=［0.15，0.12，0.11，0.20，0.05］），且多徑信號比目標(biāo)信號強(qiáng)45 dB。積累時間為3個突發(fā)脈沖，大約為8.212 ms。在重構(gòu)參考信號的BER分別為10-1，10-3，10-5，10-7時，匹配濾波后相關(guān)峰值信噪比的變化如圖8所示。

圖8　參考信號重構(gòu)時不同誤比特率的相關(guān)峰值信噪比Fig.8 Correlation peak signal to noise ratio of different bit error rate when the reference signal is reconstructed

由圖8可以看到，隨著重構(gòu)的參考信號誤比特率降低，互相關(guān)函數(shù)的噪聲基底也在不斷下降，也即目標(biāo)信號的信噪比SNR在不斷地增大。因此，參考信號重構(gòu)質(zhì)量越高，對監(jiān)測信號進(jìn)行雜波抑制的效果越好，從而使得匹配濾波后目標(biāo)信號信噪比提高，進(jìn)而改善了探測性能。

5.2實測信號處理

武漢大學(xué)利用自行設(shè)計的多通道外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)分別于2013年3月和2015年6月開展了WiFi探測實驗，下面結(jié)合實測數(shù)據(jù)處理分析參考信號純度對探測性能的影響。因?qū)嶋H誤比特率無法獲得，故分兩種情況考慮：（1）參考信號直接用參考通道天線所接收的信號；（2）參考信號用重構(gòu)以后的信號。比較兩種情況下得到的目標(biāo)信噪比即可定性判斷參考信號純度對探測性能的改善作用，將第1種情況下得到的參考信號與經(jīng)過直達(dá)波抑制后的目標(biāo)信號互相關(guān)，距離多普勒譜如圖9所示，在圖上可以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，該目標(biāo)的信噪比約為25.63 dB，第2種情況下，重構(gòu)的參考信號與經(jīng)過直達(dá)波抑制后的目標(biāo)信號互相關(guān)，距離多普勒譜如圖10所示，此時，目標(biāo)的信噪比約為31.28 dB，相對于直接從接收天線得到的參考信號，目標(biāo)的信噪比提高了約5.6 dB，實測處理結(jié)果與5.1節(jié)的仿真結(jié)論一致，即提高重構(gòu)參考信號純度能有效改善目標(biāo)探測性能，對于弱目標(biāo)檢測來說，這種即使很小的信噪比改善也是非常有意義的。

圖9　原始發(fā)送信號的目標(biāo)相關(guān)圖，時延-幅度（左），時延-多普勒（右）Fig.9 The original transmission signal of the target correlation graph，delay-amplitude（left），delay-Doppler（right）

圖10　重構(gòu)信號的目標(biāo)相關(guān)圖，時延-幅度（左），時延-多普勒（右）Fig.10 Target correlation figure of the reconstructed signal，delay-amplitude（left），delay-Doppler（right）

6　結(jié)論

本文從典型WiFi信號結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了WiFi外輻射源雷達(dá)參考信號重構(gòu)流程，并對重構(gòu)過程中最關(guān)鍵的同步、信道估計與均衡等算法進(jìn)行理論與仿真分析。針對在所獲取參考信號中可能來自多個數(shù)據(jù)源的情況下，提出了基于MAC數(shù)據(jù)幀地址域進(jìn)行識別及去除的方法。同時，論文還從時域直達(dá)波抑制的角度，研究了參考信號重構(gòu)對目標(biāo)探測性能的影響。其結(jié)果表明，參考信號重構(gòu)純度越高，即誤比特率越低，與目標(biāo)探測信號互相關(guān)的噪聲基底越低，因此，參考信號的重構(gòu)對提高目標(biāo)的信噪比、改善弱目標(biāo)探測性能具有積極的作用。

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饒云華（1972-），男，博士，副教授，研究生導(dǎo)師，研究方向為新體制雷達(dá)、雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計、無線通信網(wǎng)等。

明燕珍（1991-），女，碩士生，研究方向為新型雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計、雷達(dá)信號處理、陣列信號處理等。

林 靜（1990-），女，碩士生，研究方向為新型雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計、雷達(dá)信號處理、陣列信號處理等。

萬顯榮（1975-），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為無源雷達(dá)、超視距雷達(dá)、新體制雷達(dá)系統(tǒng)與雷達(dá)信號處理等。

龔子平（1977-），男，講師，研究方向為電波傳播與無線電海洋遙感等。

Reference Signal Reconstruction and Its Impact on Detection Performance of WiFi-based Passive Radar

Rao YunhuaMing YanzhenLin JingZhu Fengyuan Wan XianrongGong Ziping
（Electronics Information School，Wuhan University，Wuhan 430072，China）

While Wireless Fidelity（WiFi）-based passive radar can achieve high detection resolution in both the range and Doppler domain，it is difficult to extract the reference signal because of the complexities of its signal format and application scenarios.In this study，we analyze a typical application of WiFi-based passive radar and discuss different methods for reference signal extraction.Based on the format and features of WiFi signals，we propose a method for reference signal reconstruction，and analyze the influence of the reconstructed reference signal's performance on detection.The results show that higher reference SNRs generate lower decoding bit rate errors and better clutter suppression with the reconstructed reference signal.Moreover，we propose a method for removing irrelevant signals to avoid the impact on target detection of a non-direct path signal in the receiving signal.The experimental results validate the efficacy of the proposed signal processing method.

Wireless Fidelity（WiFi）； Passive Radar； Reference signal； Reconstruction

TN958.5

A

2095-283X（2016）03-0284-09

10.12000/JR15108

2015-09-26；改回日期：2016-01-26；網(wǎng)絡(luò)出版：2016-04-01

饒云華 ryh@whu.edu.cn

國家自然科學(xué)基金（61271400，41106156）

Foundation Items：National Natural Science Foundation of China（61271400，41106156）