Mitigación de interferencia wifi en radar meteorológico a partir de su efecto sobre la velocidad Doppler
En esta tesis se presenta una técnica innovadora para detectar de manera automática la interferencia originada por sistemas inalámbricos WLAN/RLAN, basados en el estándar IEEE 802.11, que afecta a los radares meteorológicos, a partir de su efecto sobre el observable velocidad Doppler media. El traba...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2023
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1186/1/1Benoit.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En esta tesis se presenta una técnica innovadora para detectar de manera automática la interferencia originada por sistemas inalámbricos WLAN/RLAN, basados en el estándar IEEE 802.11, que afecta a los radares meteorológicos, a partir de su efecto sobre el observable velocidad Doppler media. El trabajo se circunscribe al modo de operación denominado de intervalo de repetición de pulsos (PRI) uniforme, que es uno de los más ampliamente utilizados por estos radares.
En primer lugar, se comienza con un análisis teórico, para lo cual se definen modelos de señal simplificados para el fenómeno meteorológico y la interferencia, y se considera el estimador de velocidad por procesamiento de pares de pulsos (PPP). El desarrollo analítico muestra que el efecto de la interferencia sobre la velocidad se manifiesta como un salto respecto de su valor igual en módulo a la velocidad máxima no ambigua. Por lo tanto, el siguiente paso del estudio analítico es el calculo de probabilidad de que se produzca un salto de velocidad. Utilizando un modelo de señal más realista para el objetivo meteorológico, se llevan a cabo simulaciones numéricas con el fin de evaluar la probabilidad de ocurrencia de estos saltos de velocidad. Esto lleva a la necesidad de
definir umbrales para determinar si el salto ocurre o no, para lo cual se analizan dos métodos diferentes: uno basado en una prueba que se basa en evaluar el comportamiento gaussiano de los estimados de velocidad, y otro que consiste en simplemente tomar
valores fijos para los umbrales. Los resultados demuestran que la probabilidad de salto presenta un comportamiento similar para ambos modelos de señal.
A continuación, se desarrolla un detector de interferencia que se basa en el efecto de salto de velocidad observado. Se describe el algoritmo propuesto y se analiza su comportamiento para un caso de prueba. Para relevar el desempeñó del detector, se realizan una serie de simulaciones numéricas considerando variaciones estadísticas del fenómeno meteorológico, intensidad de señal interferente y de ruido. Como métricas de desempeño se consideran la probabilidad de falsa alarma y la probabilidad de detección.
Por ultimo, se procesan mediciones reales de radar meteorológico provenientes de radares de la red Sistema Nacional de Radares Meteorológicos (SINARAME). Se evalúa el desempeño del detector de forma cuantitativa y cualitativa. Se propone una técnica
simple de mitigación de la interferencia mediante el reemplazo del valor afectado por una aproximación a lo que sería el estimado para el caso sin interferencia. Se conclunye que el detector propuesto es efectivo en diferentes situaciones de ancho espectral, aunque requiere una relativa alta intensidad de interferencia para operar. |
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