Узагальнений енергетичний детектор з ітеративним обробленням вузькосмугових сигналів у частотній області
Abstract
Стаття присвячена удосконаленню та дослідженню ефективності енергетичного детектора вузькосмугових сигналів на фоні адитивного шуму невідомої потужності. У роботі отримано аналітичні вирази, що описують розподіл щільності ймовірностей шумових відліків узагальненого енергетичного спектра. Показано, що отримані розподіли добре описують широкосмуговий шум, який відрізняється від гауссівського. Для розділення сигнальних і шумових відліків у частотній області запропоновано використовувати вирішуючу статистику у вигляді середньоквадратичного відхилення узагальненої спектральної щільності потужності. Чисельно отримано порогові значення вирішуючої статистики для заданої ймовірності хибної тривоги в частотній області. Запропоновано удосконалений ітеративний алгоритм виявлення вузькосмугових сигналів у частотній області. Відмінною особливістю розробленого алгоритму є нормування вектора частотних відліків до суми його елементів після кожної ітерації оброблення, яка полягає у рекурсивному розрахунку значення вирішуючої статистики, порівнянні його з пороговим і, у разі перевищення, відкиданні максимального частотного відліка з вектора. Кожен відкинутий відлік є сигнальним. Даний підхід дасть змогу виявляти вузькосмугові сигнали у динамічному діапазоні, який обмежуватиметься лише максимальним рівнем бічних пелюсток віконної функції. У ході дослідження алгоритму було встановлено, що найвищі показники якості виявлення досягаються при значенні показника степеня, до якого підносять частотні відліки, близько 3. Вид віконної функції слабко впливає на ймовірність правильного виявлення і такий вплив зменшується при збільшенні завантаженості смуги частот аналізу. При цьому запропонований детектор зберігає роботоздатність при завантаженості смуги частот аналізу до 20 %, а його робочі характеристики не гірші, ніж для випадку відомого рівня шуму. При відхиленні значення показника степеня від 3 алгоритм буде роботоздатним при меншій завантаженості смуги частот.
Keywords
