Узагальнений енергетичний детектор з iтеративним обробленням вузькосмугових сигналiв у частотнiй областi

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorБугайов, М. В.
dc.date.accessioned2022-02-14T12:57:40Z
dc.date.available2022-02-14T12:57:40Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenThe article is devoted to improvement and study of efficiency of the energy detector of narrow-band signals in background of additive noise of unknown power. Analytical expressions describing the probability density distribution of samples of the generalized energy spectrum of noise are obtained. It is shown that the obtained distributions describe well the broadband noise, which differs from the Gaussian one. For the separation of signal and noise samples in the frequency domain, was proposed the decisive statistics in the form of the standard deviation of generalized power spectral density. The threshold value of the decisive statistics for a given probability of false alarm rate in frequency domain was obtained numerically. An iterative algorithm for detecting narrow-band signals in the frequency domain was proposed. A distinctive feature of the developed algorithm is the normalization of the vector of frequency samples to the sum of its elements after each iteration of processing, which consists of recursively calculating the value of decisive statistics, comparing it with the threshold and, if the threshold is exceeded, discarding the maximum frequency sample from the vector. Each dropped sample is signal sample. This approach will allow to detect narrow-band signals in a dynamic range, which is limited only by the maximum level of side lobes of the window function. During the study of the algorithm, it was found that the highest detection quality indicators are achieved when the value of the exponent to which the frequency samples is about 3. The type of window function has little effect on the probability of detection, and this effect decreases with increasing the load on the analysis frequency band. At the same time, the proposed detector remains operable when the analysis frequency band is loaded up to 20%, and its performance is not worse than for the case of a known noise level. If the value of the exponent deviates from 3, the algorithm will be operational with a smaller bandwidth load.uk
dc.description.abstractruСтатья посвящена совершенствованию и исследованию эффективности энергетического детектора узкополосных сигналов на фоне аддитивного шума неизвестной мощности. В работе получены аналитические выражения, описывающие распределение плотности вероятности отсчетов обобщенного энергетического спектра. Показано, что полученные распределения хорошо описывают широкополосный шум, который отличается от гауссового. Для разделения сигнальных и шумовых отсчетов в частотной области предложено использовать решающую статистику в виде среднеквадратичного отклонения обобщенной спектральной плотности мощности. Численно получено пороговое значение решающей статистики для заданной вероятности ложной тревоги в частотной области. Предложен усовершенствованный итеративный алгоритм обнаружения узкополосных сигналов в частотной области. Отличительной особенностью разработанного алгоритма является нормирование вектора частотных отсчетов к сумме его элементов после каждой итерации обработки, которая заключается в рекурсивном расчете значения решающей статистики, сравнении его с пороговым и, в случае превышения порога, отбрасывании максимального частотного отсчета из вектора. Каждый отброшенный отсчет является сигнальным. Данный подход позволит обнаруживать узкополосные сигналы в динамическом диапазоне, который ограничивается только максимальным уровнем боковых лепестков оконной функции. В ходе исследования алгоритма было установлено, что наиболее высокие показатели качества обнаружения достигаются при значении показателя степени, к которому подносят частотные отсчеты, около 3. Вид оконной функции слабо влияет на вероятность правильного обнаружения и такое влияние уменьшается при увеличении загруженности полосы частот анализа. При этом предложенный детектор сохраняет работоспособность при загруженности полосы частот анализа до 20%, а его рабочие характеристики не хуже, чем для случая известного уровня шума. При отклонении значения показателя степени от 3 алгоритм будет работоспособным при меньшей загруженности полосы частот.uk
dc.description.abstractukСтаття присвячена удосконаленню та дослiдженню ефективностi енергетичного детектора вузькосмугових сигналiв на фонi адитивного шуму невiдомої потужностi. У роботi отримано аналiтичнi вирази, що описують розподiл щiльностi ймовiрностей шумових вiдлiкiв узагальненого енергетичного спектра. Показано, що отриманi розподiли добре описують широкосмуговий шум, який вiдрiзняється вiд гаусiвського. Для роздiлення сигнальних i шумових вiдлiкiв у частотнiй областi запропоновано використовувати вирiшуючу статистику у виглядi середньоквадратичного вiдхилення узагальненої спектральної щiльностi потужностi. Чисельно отримано пороговi значення вирiшуючої статистики для заданої ймовiрностi хибної тривоги в частотнiй областi. Запропоновано удосконалений iтеративний алгоритм виявлення вузькосмугових сигналiв у частотнiй областi. Вiдмiнною особливiстю розробленого алгоритму є нормування вектора частотних вiдлiкiв до суми його елементiв пiсля кожної iтерацiї оброблення, яка полягає у рекурсивному розрахунку значення вирiшуючої статистики, порiвняннi його з пороговим i, у разi перевищення, вiдкиданнi максимального частотного вiдлiка з вектора. Кожен вiдкинутий вiдлiк є сигнальним. Даний пiдхiд дасть змогу виявляти вузькосмуговi сигнали у динамiчному дiапазонi, який обмежуватиметься лише максимальним рiвнем бiчних пелюсток вiконної функцiї. У ходi дослiдження алгоритму було встановлено, що найвищi показники якостi виявлення досягаються при значеннi показника степеня, до якого пiдносять частотнi вiдлiки, близько 3. Вид вiконної функцiї слабко впливає на ймовiрнiсть правильного виявлення i такий вплив зменшується при збiльшеннi завантаженостi смуги частот аналiзу. При цьому запропонований детектор зберiгає роботоздатнiсть при завантаженостi смуги частот аналiзу до 20 %, а його робочi характеристики не гiршi, нiж для випадку вiдомого рiвня шуму. При вiдхиленнi значення показника степеня вiд 3 алгоритм буде роботоздатним при меншiй завантаженостi смуги частот.uk
dc.format.pagerangeС. 27-35uk
dc.identifier.citationБугайов, М. В. Узагальнений енергетичний детектор з iтеративним обробленням вузькосмугових сигналiв у частотнiй областi / Бугайов М. В. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2019. – Вип. 78. – С. 27-35. – Бібліогр.: 10 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2019.78.27-35
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46427
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 78uk
dc.subjectвирiшуюча статистикаuk
dc.subjectвiдношення сигнал-шумuk
dc.subjectвузькосмуговий сигналuk
dc.subjectiтеративне обробленняuk
dc.subjectпорiгuk
dc.subjectузагальнений енергетичний детекторuk
dc.subjectdecisive statisticsuk
dc.subjectsignal-to-noise ratiouk
dc.subjectnarrowband signaluk
dc.subjectiterative processinguk
dc.subjectthresholduk
dc.subjectgeneralized energy detectoruk
dc.subjectрешающая статистикаuk
dc.subjectотношение сигнал-шумuk
dc.subjectузкополосный сигналuk
dc.subjectитеративная обработкаuk
dc.subjectпорогuk
dc.subjectобобщенный энергетический детекторuk
dc.subject.udc621.396uk
dc.titleУзагальнений енергетичний детектор з iтеративним обробленням вузькосмугових сигналiв у частотнiй областiuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR-2019_78_27-35.pdf
Розмір:
1.53 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 78