МЕТОД ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ КОРЕЛОГРАМНОГО ОЦІНЮВАННЯ СПЕКТРАЛЬНОЇ ГУСТИНИ ПОТУЖНОСТІ ВИПАДКОВИХ СИГНАЛІВ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-156-3-120-126Ключові слова:
цифрове оброблення сигналів, спектральна густина потужності, вагова функція, продуктивність, швидке перетворення Фур’єАнотація
Запропоновано метод підвищення продуктивності оцінювання спектральної густини потужності (СГП) випадкових сигналів за рахунок зменшення обчислювальної складності процедур цифрового оброблення досліджуваних сигналів. Виконано вибір та обґрунтування методології цифрового оцінювання СГП сигналів. Доведено, що корелограмна методологія оцінювання СГП за умови однакового обсягу оброблюваних вибірок сигналу, характеризується вищою добротністю порівняно з методами прямого оцінювання. Водночас застосування методики швидкого перетворення Фур’є (ШПФ) для обчислення автокореляційної функції сигналу створює умови для підвищення продуктивності корелограмних методів оцінювання СГП. Тому в роботі застосовано корелограмну методологію швидкого цифрового оцінювання СГП випадкових сигналів.
Розроблено високопродуктивний спосіб визначення автокореляційної функції сигналу. З метою прискорення визначення автокореляційної функції в роботі запропоновано використати теорему про швидку цифрову кореляцію. Отримано рекурентне співвідношенням для визначення дискретного перетворення Фур’є (ДПФ) підпослідовності, в якій оновлюється низка відліків. Запропонований спосіб вимагає виконання двох ДПФ і одного зворотного ДПФ.
Здійснено синтез кореляційної віконної функції, яка забезпечує максимальну асимптотичну швидкість спадання бічних пелюсток спектра потужності сигналу для заданого рівня бічних пелюсток відносно рівня головної пелюстки спектра. Отримано вираз для оцінювання СГП випадкового сигналу, згідно з яким статистична стійкість оцінки забезпечується усередненням по сегментам оброблення, а кореляційне зважування дозволяє керувати рівнем бічних паразитних пелюсток спектра досліджуваного сигналу.
Виконано дослідження продуктивності розробленого методу корелограмного оцінювання СГП сигналів. Отримано вираз для визначення коефіцієнта продуктивності, який враховує кількість операцій множення у разі реалізації корелограмного оцінювання СГП. Результати аналізу довели, що запропонований метод дає можливість суттєво скоротити час для визначення СГП випадкових сигналів та забезпечити режим функціонування цифрових аналізаторів спектра в реальному масштабі часу.
Посилання
J. G. Proakis, D. G. Manolakis, Digital signal processing. New Jersey: Prentice Hall, 2018, 1084 p.
Asoke K.Nandi. «Degree and noise power estimation from noisy polynomial data via AR modeling,» Digital signal processing, v. 114, р. 1-13, 2021.
Э. Айфичер, и Б. Джервис, Цифровая обработка сигналов. Москва, Россия: Вильямс, 2004, 992 с.
У. Кестер, Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов, пер. с англ. Москва, РФ: 2010, 328 с.
A. Veloni, N. Miridakis, and R. Boukouvala, Digital and statistical signal processing. London: CRC Press, 2019, 557 p.
В. Г. Коберниченко, Основы цифровой обработки сигналов. Екатеринбург, Россия: Издательство Уральского университета, 2018, 150 с.
С. В. Умняшкин, Основы теории цифровой обработки сигналов. Москва, Россия: Техносфера, 2017, 528 с.
Г. Г. Бортник, М. В. Васильківський, і О. В. Стальченко, «Цифровий метод спектрального оцінювання випадкових сигналів,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 2, с. 108-114, 2014.
Г. Г. Бортник, М. В. Васильківський, і О. В. Стальченко, «Методи цифрового спектрального аналізу вузькосмугових сигналів,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 4, с. 97-101, 2016.
Г. Г. Бортник, М. В. Васильківський, і О. В. Стальченко, «Метод оцінювання основних параметрів фазового дрижання в системах передавання даних,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 6, с.97-101. 2010.
Г. Г. Бортник, М. В. Васильківський, і В. М. Кичак, Методи та засоби підвищення ефективності оцінювання фазового дрижання сигналів у телекомунікаційних системах, моногр. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2015, 140 с. ISBN 978-966-641-621-9.
Б. И. Шахтарин, и В. А. Ковригин, Методы спектрального оценивания случайных сигналов. М., Россия: Гелиос АРВ, 2005, 248 с.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 245
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
