Time-delay estimation via procrustes estimation and Khatri-Rao factorization for GNSS multipath mitigation

Lima, Daniel Valle de; Costa, João Paulo; Maranhão, João Paulo A.; Sousa, Rafael T. de

doi:10.1109/icspcs.2017.8270464

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“…B. PAST-DoA/KRF O método DoA/KRF [9] estima as matrizes fator associadas ao modelo PARAFAC do sinal em (3) para posteriormente realizar estimativas de atraso de tempo. A abordagem inicia pela reconstrução da matriz diretora do arranjo A ∈ C M ×L por meio de técnicas de estimação da direção de chegada de sinais, e. g. [22].…”

Section: B Modelo De Sinal Pós-correlaçãounclassified

“…Deste modo, sistemas de múltiplas antenas tornaram-se o foco de pesquisa e desenvolvimento tecnológico. Neste contexto, abordagens tensoriais baseadas em modelos PARAFAC [8] foram desenvolvidas, e. g. [9] [10] [11], fornecendo um desempenhoótimo na precisão.…”

Section: Introductionunclassified

“…As abordagens tensoriais consideradas o estado da arte em mitigação de multipercursos para a estimativa do atraso de tempo em sistemas GNSS são referidas por High Order Singular Value Decomposition based Time Delay Estimation (HOSVD/TDE) [11] e Direction of Arrival via Khatri-Rao Factorization (DoA/KRF) [9]. A técnica em [11] realiza uma filtragem dos principais vetores singulares referentes ao subespaço de sinal multidimensional obtido por meio de uma decomposição multilinear de valor singular.…”

Section: Introductionunclassified

“…A técnica em [11] realiza uma filtragem dos principais vetores singulares referentes ao subespaço de sinal multidimensional obtido por meio de uma decomposição multilinear de valor singular. A técnica em [9] estima as matrizes fator associadas ao modelo PARAFAC do sinal para posteriormente realizar estimativas.…”

Section: Introductionunclassified

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Técnicas Tensoriais Baseadas em Rastreamento de Subespaços Aplicadas a Receptores GNSS

Garcez¹,

Lima²,

Miranda³

et al. 2019

Anais De XXXVII Simpósio Brasileiro De Telecomunicações E Processamento De Sinais

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Global por Satélite, do inglês Global Navigation Satellite Systems (GNSS) alcancem atualmente alta precisão ao processar sua localização geográfica sob condições de Linha de Visada, do inglês Line of Sight (LoS), a interferência por componentes multipercurso e ruído pode degradar consideravelmente a precisão. A fim de atenuar a interferência dos multipercursos, receptores baseados em múltiplas antenas são necessários. Neste contexto, abordagens tensoriais baseadas em modelos de Análise de Fatores Paralelos, do inglês Parallel Factor Analysis (PARAFAC), têm sido propostas na literatura, proporcionando umótimo desempenho. Como essas técnicas são baseadas em subespaços, considerando um cenário de rastreamento em tempo real, o cálculo de uma Decomposição em Valores Singulares (SVD) a cada nova amostra implica em uma complexidade computacional elevada, principalmente para sistemas que requerem o processamento em tempo real. Portanto, uma alternativa para reduzir o tempo de computação de estimativas de subespacos tem sido o desenvolvimento de algoritmos de rastreamento de subespaço. Este trabalho propõe o emprego de dois esquemas de rastreamento de subespaços para fornecer uma redução no desempenho computacional geral das técnicas de estimativa de atraso de tempo baseadas em tensores. Palavras-Chave-Receptores GNSS. Arranjo Linear Uniforme. Estimação do atraso de tempo. Estimação de subespaço.

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Section: B Modelo De Sinal Pós-correlaçãounclassified

Section: Introductionunclassified

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Técnicas Tensoriais Baseadas em Rastreamento de Subespaços Aplicadas a Receptores GNSS

Garcez¹,

Lima²,

Miranda³

et al. 2019

Anais De XXXVII Simpósio Brasileiro De Telecomunicações E Processamento De Sinais

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“…However, the main drawback for a conventional single-channel GNSS receiver is its poor performance in a multipath environment [3], which may cause frequency-selective fading. One promising way to solve this problem is to use multichannel structure.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Four-Channel CMOS Front-End for Interference-Robust GNSS Receiver

Han

Gao

et al. 2020

Electronics

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A four-channel receiver front-end is designed and implemented for interferenceand jamming-robust global navigation satellite system (GNSS) in a 0.18-µm CMOS technology. The front-end consists of four identical RF-to-IF signal paths including low-noise amplifiers (LNAs), mixers and IF amplifiers. In addition, it also includes a phase-locked loop (PLL), which synthesizes the local oscillator (LO) signal, and a serial peripheral interface (SPI) for parameter adjustment. To improve the interference and jamming robustness, a novel linearity improvement technology and LO duty cycle adjustment method are applied in LNA and mixer design, respectively. The receiver achieves a gain of 40 dB, an input-referred third-order intercept point (IIP3) of −8 dBm and a jammer-to-signal power ratio (JSR) of 72 dB under 1.8-V and 3.3-V supply, while occupying a 4 × 5 mm 2 die area including the electrostatic discharge (ESD) I/O pads.Electronics 2020, 9, 291 2 of 11 power of the signal is much lower than the interference or jammer, scaled by the jammer-to-signal power ratio (JSR). However, the JSR in [4] remains to be improved.This manuscript describes the design and implementation of a four-channel GNSS front-end in a 0.18-µm standard CMOS process with a new linearity improvement technique applied in the low-noise amplifier (LNA) and with a novel local oscillator (LO) duty cycle adjustment method for a voltage-driven passive mixer in order to obtain better performance under strong in-band interference and jamming. Section 2 begins with describing the architecture and system design consideration of the front-end. Section 3 then presents the circuit implementations in detail. Experimental results are provided in Section 4, and the manuscript concludes with a summary in Section 5. System ArchitectureA detailed block diagram of the four-channel CMOS GNSS receiver is shown in Figure 1. Each channel of the RF front-end is composed of an off-chip LNA (modeling the GaAs LNA in the antenna), an off-chip Balun, an on-chip LNA, an off-chip image-rejection filter, a down-conversion mixer and an IF amplifier (IFA). Two-stage LNA, mixer, IFA of four channels and a PLL are integrated on a single chip. The received RF signal is first amplified by the two-stage LNA. After filtering by the image-rejection filter, the signal is down-converted to the IF frequency by the mixer and then amplified by the IFA. The output of the IFA is capable of driving an ADC with high input impedance. PLL provides four-channel LO signals for down-conversion. The bandgap reference (BGR) is applied for independent bias current and voltage required by each module of the system. Parameter adjustment is achieved by the SPI. An off-chip filter for image rejection of the RF band is employed for each channel, since an on-chip filter with such high image rejection ratio while meeting a bandwidth requirement can hardly be implemented for the specific application. The input impedance and output impedance are both matching to 100 Ω.

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Robust tensor-based techniques for antenna array-based GNSS receivers in scenarios with highly correlated multipath components

Lima

Zanatta

Costa

et al. 2020

Digital Signal Processing

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Time-delay estimation via procrustes estimation and Khatri-Rao factorization for GNSS multipath mitigation

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Técnicas Tensoriais Baseadas em Rastreamento de Subespaços Aplicadas a Receptores GNSS

Técnicas Tensoriais Baseadas em Rastreamento de Subespaços Aplicadas a Receptores GNSS

A Four-Channel CMOS Front-End for Interference-Robust GNSS Receiver

Robust tensor-based techniques for antenna array-based GNSS receivers in scenarios with highly correlated multipath components

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