On the use of reciprocal filter against WiFi packets for passive radar

This paper derives a novel unified signal processing scheme for WiFi-based passive radar in order to limit its complexity and enhance its suitability for short range civilian applications. To this purpose, the exploitation of a reciprocal filtering strategy is investigated as an alternative to conventional matched filtering at the range compression stage. Along with the well-known advantage of a remarkable sidelobes control capability for the resulting range-Doppler response, the use of a reciprocal filter is shown to provide additional benefits for the specific sensor subject of this study. Specifically, it allows to streamline the disturbance cancellation stage and to implement a unified signal processing architecture which is capable to handle the different modulation schemes typically adopted in WiFi transmissions. Appropriate adjustments are also proposed to the theoretical reciprocal filter in order to cope with the inherent loss in terms of signal-to-noise power ratio. The effectiveness of the proposed signal processing scheme encompassing the reciprocal filtering strategy is proved against both simulated and experimental datasets.

Questo articolo descrive un innovativo schema unificato di elaborazione del segnale per radar passivi basati su WiFi al fine di limitarne la complessità e migliorarne l'idoneità per applicazioni civili a corto raggio. A tal fine, si studia l'utilizzo di una strategia di filtraggio reciproco come alternativa al filtraggio adattato convenzionale nello stadio di compressione in range. Insieme al noto vantaggio di una notevole capacità di controllo dei lobi laterali per la risultante risposta range-Doppler, viene dimostrato che l'uso di un filtro reciproco fornisce ulteriori vantaggi per lo specifico sensore oggetto di questo studio. In particolare, consente di semplificare la fase di cancellazione del disturbo e di implementare un'architettura di elaborazione del segnale unificata in grado di gestire i diversi schemi di modulazione tipicamente adottati nelle trasmissioni WiFi. Vengono inoltre proposti opportuni aggiustamenti al filtro reciproco teorico al fine di far fronte alla perdita intrinseca in termini di rapporto potenza segnale-a-rumore. L'efficacia dello schema di elaborazione del segnale proposto che comprende la strategia di filtraggio reciproco è dimostrata rispetto a set di dati simulati e sperimentali.