• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

Особенности квазиоптимальной дискретной обработки сигналов

Рубрика: 
СТАТИЧЕСКАЯ РАДИОФИЗИКА
Сытник, ОВ
Organization: 

 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Акад. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: ssvp11@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2019.04.063
Язык: русский
Аннотация: 

 

Предмет и цель работы. Предметом исследования является система цифровой обработки сигналов радара, состоящая из входного фильтра, аналого-цифрового преобразователя и процессора, реализующего алгоритм обнаружения информационного сигнала в соответствии с некоторым наперед заданным критерием. Целью работы является оценка потерь в отношении сигнал/шум при переходе от оптимальной к квазиоптимальной обработке сигналов с учетом спектральных характеристик сигналов и помех.

Методы и методология работы основаны на анализе спектральных функций полезных сигналов и помех и вычислении ошибок их аппроксимации с помощью решетчатых функций при реальных длительностях выборок. Показано, что ошибки аппроксимации спектра полезного сигнала и спектра шума на выходе сглаживающего фильтра оказывают различное влияние на результат обработки сигнала. Для накопления сигнала и снижения уровня помех в реальном масштабе времени предложено путем выбора частоты, длительности отсчетов решетчатой функции и ширины частотной характеристики фильтра минимизировать потери в отношении сигнал/шум при квазиоптимальной обработке сигналов.

Результаты работы. Получены аналитические соотношения для оценок потерь в соотношении сигнал/шум при квазиоптимальной обработке сигналов по отношению к оптимальной. Показано, что при предельных частотах дополнительное снижение потерь можно получить путем изменения длительности выборки.

Заключение. Дискретная квазиоптимальная обработка сигналов при фиксированных длительностях выборок и полосах частот согласующих фильтров может приводить к значительным потерям в отношении сигнал/шум. Для снижения потерь необходимо находить компромисс между требованиями по быстродействию системы обработки, точности аппроксимации спектральных характеристик сигналов и помех и шириной полосы пропускания согласующего фильтра.
Ключевые слова: алгоритм, белый шум, выборка, дискретная обработка, критерий, решетчатая функция, спектральная функция, частота дискретизации

Статья поступила в редакцию 18.03.2019
PACS: 42.30.sy
УДК: 621.396:621.391.82
Radiofiz. elektron. 2019, 24(4): 63-69
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники: в 3-х кн. Москва: Сов. радио, 1977. Кн. 1. 608 с.
  2. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. Москва: Сов. радио, 1982. 624 с.
  3. Крамер Г., Лидбеттер М. Стационарные случайные процессы. Свойства выборочных функций и их приложения: моногр. Пер. с англ. Ю.К. Беляева, М.П. Ершова. Москва: Мир, 1969. 400 с.
  4. Ван Трис Г. Теория обнаружения оценок и модуляции: в 3-х кн. Пер. с англ. под ред. В.И. Тихонова. Москва: Сов. радио, 1972. Кн. 1. 744 с.
  5. Dixon W.G., Massey F.J. Introduction to Statistical Analysis. N.Y.: Mc Graw-Hill, 1968. 536 p.
  6. Otnes R.K., Enochson L. Applied Time Series Analysys. N.Y.: J. Willey, 1982. 428p.
  7. Голд Б., Рэйдер Ч.М. Цифровая обработка сигналов. Пер. с англ. под ред. А.М. Трахтмана. Москва: Сов. радио, 1973. 368 с.
  8. Biguesh M., Gershman A. Training-based MIMO Channel Estimation: a Study of Estimator Tradeoffs and Optimal Training Signals. IEEE Trans. Signal Process. 2006. Vol. 54, Iss. 3. P. 884–893. DOI: 10.1109/TSP.2005.863008.
  9. Lo N., Falconer D.D., Sheikh, A.H. Adaptive Equalization and Diversity Combining for Mobile Radio Using Interpolated Channel Estimates. IEEE Trans. Veh. Technol. 2018. Vol. 40, Iss. 3. P. 636–645. DOI: 10.1109/25.97518.
  10. 10.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Москва: Радио и связь, 1986. 512 с.
  11. Proakis J., Salehi M. Digital Communications. 5th ed. McGraw-Hill Higher Education, 2013. 118 p.
  12. Lathi B.P., Ding Z. Modern Digital and Analog Communication Systems. 4th ed. Oxford University Press, 2019. 325 p.
  13. Sytnik O.V., Vyazmitinov I.A., Myroshnychenko Ye.I., Kopylov Yu.A. Spectral Selection of Very-Low Frequencies Processes. Telecommunications and Radio Engineering. 2009. Vol. 68, N 2. P. 137–144. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v68.i2.50.
  14. Сытник О.В., Вязьмитинов И.А., Мирошниченко Е.И. Статистические свойства спектральных оценок информационных сигналов при зондировании малоподвижных объектов. Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1, № 4(5). С. 78–85. DOI: 10.25210/jfop-1204-078085.
  15. Sytnik O.V. Invariant Transformation in Identification Theory. Telecommunications and Radio Engineering. 2003. Vol. 60, N 10–12. P. 20–32. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v60.i1012.30.