CC BY
8
УДК 621.372.54
В. Н. ГОРОХИН
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА СПЕКТРА СТАЦИОНАРНЫХ ЭРГОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Показана эффективность последовательного анализа спектра стационарных эргодических сигналов.
На практике широко используются параллельные методы цифрового спектрального анализа [1]. Обычно, когда на вход устройства поступают сигнальные отсчёты, начало которых и длительность не определены, используют вычислитель, реализующий алгоритм скользящего быстрого преобразования Фурье (БГ1Ф), для которого характерно большее количество вычислительных операций по сравнению со случаем прямого вычисления дискретного преобразования Фурье (ДПФ) [2].
Вычисление ДПФ реализуется с помощью рекурсивного фильтра с передаточной функцией Щг)
по рекуррентному алгоритму [2] у(п) = х(п)+ тр ехр(]фр )у(п -1),
где тр, фр - координаты полюса цифрового фильтра (ЦФ) на комплексной 2-плоскости, показаны на рис.1; х(п), у(п) - соответственно входные и выходные комплексные отсчёты. Структурная схема ЦФ показана на рис.2.
нМ-
-1
У(п)
>
-)
Рис. 1. Координаты полюса фильтра па комплексной Z-плocкocти
Рис.2. Структурная схема ЦФ
Дня вычисления N отсчётов ДПФ требуется N параллельных фильтров с |)Ншюмерным расположением полюсов по кругу радиусом Гр на комплексное! плоскости. В [2,3] предложен алгоритм последовательного с нейтрального анализа. Он основан на рекуррентном вычислении коэффициентов фр
Мри этом центральная частота полосы пропускания ЦФ последовательно 01 отсчёта к отсчёту перестраивается, как показано на рис.3.
11.Ф в данном случае является нелинейным, так как во времени его коэффициенты не являются постоянными. Для эргодических и стационарных последовательностей проводилось моделирование при различных 01 ношениях сигнал/шум на входе и различной длине отсчётов И, что характеризует и время, и скорость перестройки ЦФ.
Рис.3. Частотные характеристики набора фильтров
/ ! \ ! | • • • / ! \ ! \ • • • ' ! * / I \
Эффективность спектрального анализа определялась по отношению с и гнал/шум на выходе фильтра, входной сигнал представлял смесь комплексных отсчётов гармонического сигнала и белого шума с нормальным законом рис п ре деления. Эффективность данного алгоритма возрастает с увеличением количества отсчётов N (с уменьшением скорости перестройки фильтра). Оптимальное значение коэффициентов при различных значениях N приведено на рис.4.
При хр < тр опт увеличивается полоса пропускания фильтра, а при тр>Сропт унеличиваются искажения частотной характеристики. На рис.5 представлена >ффективность фильтрации для N = 1024 при различных значениях тр фильтра и отношениях сигнал/шум на входе.
л
ншропождсиии по скорости возможна его подстройка в соответствии со
* коростыо цели.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 1'олд Б., Рейдер Ч. Цифровая обработка сигналов/ Пер. с англ.; Под ред. \ М.Трахтмаиа. М.: Сов. радио, 1973. 368 с.
2 Липок В.И. Автоматизированное проектирование цифровых фильтров на базе микропроцессорной техпики. Таганрог: ТРТИ, 1987. 79 с.
I, Липок В.И. Цифровой последовательный анализ спектра // Изв. вузов СССР.
• пин» электроника. 1985. Т. 18. №8. С.78-83.
Рис.4. Оптимальное значение коэффициентов при различных значениях N
I орохин Валерий Николаевич, кандидат технических наук, доцент / <к/>('()/>ы САПР УлГТУ. Область научных исследований - цифровая наработка сигналов.
Щ
г
(с/ш) вых
1
5 6 7 8 (с/ш) вх
Рис.5. Эффективность фильтрации для N = 1024 при различных значениях тр фильтра и
отношениях сигнал/шум на входе
При отношениях сигнал/шум на входе от 1 до 4 рассмотренный алгоритм дает выигрыш в улучшении сигнал/шум на выходе и может быть применён в различных системах обработки для спектрального анализа. Например, в радиолокационных системах сопровождения по скорости при поиске сигнала по частоте и его обнаружении. При захвате сигнала по частоте диапазон перестройки ЦФ может быть уменьшен до необходимой величины, а при
УДК 621.391.2
К. к. ВАСИЛЬЕВ, А. Ю. ГЛУХОВ
К и АЗИКОГЕРЕЙТНЫЙ ПРИЁМ МНОГОЧАСТОТНЫХ ( ИГНАЛОВ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ *
выполнен статистический синтез и анализ квазиоптимальных оценочно -< »^реляционных алгоритмов приёма многочастотных сигналов в системах связи с пилот-Шпалами.
ВВЕДЕНИЕ
Многочастотные системы передачи цифровой информации могут обеспечить надёжную широкополосную связь с подвижными объектами. II таких системах кроме информационных сигналов часто применяются и илот-сигналы, структура которых известна. Это позволяет дать оценки фазовых характеристик отдельных частотных каналов и перейти к квазикогерентному приёму сообщений [1-3]. Однако в настоящее время в литературе отсутствует решение вопросов статистического синтеза и анализа подобных систем. В настоящей работе этот пробел частично иосполняется полным решением поставленной задачи для бинарных сигналов.
' Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 01-01-00531А
Вестник УлГТУ 4/2001
