Способ оценки параметров широкополосных радиосигналов по методу прони



 


Владельцы патента RU 2430382:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области радиотехники. По заданному сигналу первоначально, используя метод наименьших квадратов Прони, определяются оценки спектральных составляющих сигнала. Затем находятся аддитивные отклонения в определении спектральных составляющих, удовлетворяющие разностной системе, получаемой путем линейного прогнозирования, которые используются для уточнения первоначально полученных оценок. Причем последние берутся за новые значения спектральных составляющих при повторном нахождении отклонений до достижения заданной точности. Технический результат заключается в повышении точности оценки информационных параметров широкополосных радиотехнических сигналов.

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для повышения точности оценки спектральных параметров радиотехнических сигналов, получаемых на выходе измерительных систем на ограниченном интервале времени с использованием параметрического описания по методу Прони [1]:

где N - порядок модели; Ai, λi - параметры разложения (спектральные составляющие) сигнала x(t) в ряд Прони.

Известен способ получения параметров Ai, λi экспоненциального ряда (1) с использованием 2N эквидистантных отсчетов сигнала x(t), предполагающий выполнение следующих действий [1]:

1. Нахождение коэффициентов αnN=1), удовлетворяющих системе уравнений, составленной из 2N отсчетов сигнала {хk}

2. Нахождение значений zi, удовлетворяющих условию

3. Нахождение коэффициентов Аi, удовлетворяющих системе уравнений

4. Нахождение коэффициентов λi из условия

Таким образом, можно полностью восстановить сигнал x(t), наблюдая его ограниченный фрагмент на временном интервале [0, Т].

Известен способ уточнения значений спектральных компонент Аi, λi при числе отсчетов М, превышающих 2N. В этом случае значения an и Аi при выполнении действий 1 и 3 ищутся методом наименьших квадратов [1, 2], а действия 2 и 4 аналогичны случаю М=2N.

Недостатком этих способов является низкая точность определения спектральных составляющих сигнала при малых отношениях сигнал/шум.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности оценки спектральных составляющих сигнала.

Поставленная цель достигается уточнением параметров разложения сигнала (1) в ряд Прони путем использования линейного прогнозирования спектральных компонент и повторения процесса нахождения отклонений.

Оценки спектральных компонент, полученные методом Прони, можно представить в виде:

где - оценки действительных значений параметров Aii; ΔAi, Δλi - аддитивные отклонения (поправки) от действительных значений. Полагая отклонения малыми, разложение (1) можно переписать в следующем виде:

Здесь ; - сигнал, соответствующий ряду Прони (1) для параметров ,.

Для последовательности из М временных отсчетов х[n] получим поправки ΔAi, Δλi из разностной системы

которые используются для уточнения параметров разложения.

Способ обработки, позволяющий повысить точность оценки спектральных параметров разложения сигнала по методу Прони, состоит в следующем.

По имеющейся на интервале наблюдения [0, Т] реализации x(t) сигнала (эквидистантным отсчетам сигнала) находятся оценки параметров разложения ,

используя метод наименьших квадратов Прони. Затем находятся аддитивные поправки ΔAi, Δλi, удовлетворяющие системе уравнений (7). Эти поправки используются для уточнения параметров Аi, λi в соответствии с (6). Взяв за новые значения параметров значения Аi, λi, можно повторить процесс нахождения отклонений ΔAi, Δλi до достижения заданной точности.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность оценки спектральных компонент сигнала на ограниченном интервале наблюдения, что дает возможность с большей точностью восстановить сигнал.

Источники информации

1. Beatty L.G. and George J.D. Use of the complex exponential expansions as a signal presentation for underwater acoustic calibration. J. Acoust. Soc. Am., v.63, №6, 1978.

2. Марпл.-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его применения: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 584 с.(прототип).

Способ увеличения точности параметрического разложения сигналов по методу Прони, заключающийся в том, что по заданному сигналу первоначально, используя метод наименьших квадратов Прони, определяются оценки спектральных составляющих сигнала, отличающийся тем, что находят аддитивные отклонения в определении спектральных составляющих, удовлетворяющие разностной системе, получаемой путем линейного прогнозирования, которые используются для уточнения первоначально полученных оценок; причем последние берутся за новые значения спектральных составляющих при повторном нахождении отклонений до достижения заданной точности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в качестве высокоточного измерителя параметров радиосигналов в частотомерах. .
Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. .
Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. .
Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. .

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в качестве высокоточного измерителя параметров радиосигналов в частотомерах и демодуляторах частотно-модулированных сигналов диапазона СВЧ.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения спектральных характеристик автогенераторов, преимущественно кварцевых, а также в случаях, требующих большого динамического диапазона измерений.

Изобретение относится к устройствам для измерение девиации частоты частотно-модулированных колебаний. .

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для интегральной оценки частотных искажений, вносимых четырехполюсниками в исходный случайный сигнал с нормальным распределением.

Изобретение относится к радиоастрономии и может использоваться в радиометрах, регистрирующих шумовую температуру или мощность принимаемого широкополосного шумового сигнала в полосе пропускания радиометра

Изобретение относится к способам спектрального анализа электрических сигналов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для гармонического анализа периодических колебательных процессов, в частности электрических сигналов

Изобретение относится к области радиотехники и представляет собой дальномер высокой точности

Изобретение относится к технике дискретного спектрального анализа и может быть использовано в измерительной технике
Изобретение относится к радиотехническим измерениям

Изобретение относится к области гидроакустики и радиотехники и может быть использовано для построения систем обнаружения сигнала

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для имитации различных видов нелинейных искажений электрического сигнала
Наверх