Method of Complex Envelope Processing for Signal Edges Detection

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorBuhaiov, M. V.
dc.date.accessioned2023-11-30T07:32:40Z
dc.date.available2023-11-30T07:32:40Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractProblem statement. The need of information processing automation in modern radio monitoring systems stimulates development of flexible methods for signal detection and its parameters estimation in time domain. A priori uncertainty of signal time-frequency structure complicates the automatic determination of signals edges. Purpose. The purpose of the article is subsequent automation of radio frequency spectrum analysis process by developing and implementing a method for determining signals time edges under conditions of a known noise power and signal-to-noise ratio. Method. To determine signal time edges in given frequency channel, square of signals’ complex envelope is first calculated, smoothed with moving average window and compared with threshold. Threshold is calculated as a quantile of gamma distribution using Wilson-Hilferty approximation of х 2 distribution quantiles for a given probability of false alarm. An analytical expression is obtained for calculation length of moving average window depending on signal-to-noise ratio. An algorithm has been developed for determining signals’ time parameters and filtering them by duration. Unknown noise power value in frequency channel can be replaced by its estimate under the assumption that frequency channel is not constantly occupied and noise level is estimated on signal-free time intervals. Conclusions. Proposed method makes it possible to automatically determine edges of signal with an arbitrary structure at signal-to-noise ratio values from -6 dB. Adjustable length of moving average window makes it possible to reduce the error in determining signal time parameters by 2-4 times with an increase in the signal-to-noise ratio compared to a fixed window length. Prospects for further research in this direction should be focused on development and implementation of methods for detection signal edges under conditions of an unknown noise level.uk
dc.description.abstractotherПостановка задачi. Необхiднiсть автоматизацiї процесiв оброблення iнформацiї в сучасних системах радiомонiторингу стимулює розроблення гнучких методiв виявлення та оцiнювання часових параметрiв сигналiв. Апрiорна невизначенiсть щодо частотно-часової структури сигналу ускладнює автоматичне визначення часових меж сигналiв. Мета статтi. Метою статтi є подальша автоматизацiя процесу аналiзу радiочастотного спектра за рахунок розроблення та реалiзацiї методу визначення часових меж радiосигналiв в умовах вiдомого значення потужностi шуму та вiдношення сигналшум. Виклад матерiалу дослiдження. Для визначення часових меж сигналiв у кожному iз частотних каналiв розраховується квадрат комплексної обвiдної сигналу, згладжується iз використанням вiкна ковзаючого середнього та порiвнюється iз порогом. Значення порогу розраховується як квантильгамма-розподiлу iз використанням апроксимацiї Вiлсона-Хiлфертi квантилiв розподiлу х 2 для заданої ймовiрностi хибної тривоги. Отримано аналiтичний вираз для розрахунку довжини вiкна ковзаючого середнього в залежностi вiд вiдношення сигнал-шум. Розроблено алгоритм визначення часових параметрiв сигналiв та їх фiльтрацiї за тривалiстю. Невiдоме значення потужностi шуму в частотному каналi можна замiнити його оцiнкою в припущеннi, що частотний канал зайнятий не постiйно i на вiльних вiд сигналiв iнтервалах часу проводиться оцiнювання рiвня шуму. Висновки. Запропонований метод дозволяє автоматично визначати часовi межi сигналiв з довiльною структурою при значеннях вiдношення сигнал-шум вiд -6 дБ. Змiнна довжина вiкна ковзаючого середнього дозволяє у 2-4 рази зменшити помилку визначення часових параметрiв сигналу при збiльшеннi вiдношення сигнал-шум у порiвняннi з фiксованою довжиною вiкна. Перспективи подальших дослiджень у даному напрямку доцiльно зосередити на розробленнi та реалiзацiї методiв визначення часових меж сигналiв в умовах невiдомого рiвня шуму.uk
dc.format.pagerangePp. 54-59uk
dc.identifier.citationBuhaiov, M. V. Method of Complex Envelope Processing for Signal Edges Detection / Buhaiov M. V. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2023. – Вип. 92. – С. 54-59. – Бібліогр.: 17 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2023.92.54-59
dc.identifier.orcid0000-0003-0899-9843uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/62612
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 92uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectsignal edgesuk
dc.subjectcomplex envelopeuk
dc.subjectmoving averageuk
dc.subjectthresholduk
dc.subjectsignal structureuk
dc.subjectsignal-to-noise ratiouk
dc.subjectчасовi межi сигналуuk
dc.subjectкомплексна обвiднаuk
dc.subjectковзаюче середнєuk
dc.subjectпорiгuk
dc.subjectструктура сигналуuk
dc.subjectвiдношення сигнал-шумuk
dc.subject.udc621.3:519.2uk
dc.titleMethod of Complex Envelope Processing for Signal Edges Detectionuk
dc.title.alternativeМетод визначення часових меж радiосигналiв шляхом аналiзу комплексної обвiдноїuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
1922-5642-1-10-20230630.pdf
Розмір:
645.73 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 92