Порівняльний аналіз роздільної здатності непараметричного BDS-критерію та критерію максимальної правдоподібності оцінювання затримки й доплерівського зсуву частоти імпульсного сигналу

Автор(и)

  • Павло Юрійович Костенко Харківський національний університет Повітряних сил ім. Івана Кожедуба, Україна http://orcid.org/0000-0002-3382-0684
  • Валерій Валерійович Слободянюк Харківський національний університет Повітряних сил ім. Івана Кожедуба, Україна http://orcid.org/0000-0002-8291-8194
  • Геннадій Юрійович Дукін Харківський національний університет Повітряних сил ім. Івана Кожедуба, Україна http://orcid.org/0000-0001-7245-7673

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022120081

Ключові слова:

широкосмугова функція невизначеності, функція чутливості, BDS-критерій, кореляційний інтеграл, BPSK-сигнал, роздільна здатність

Анотація

У статті розглянута потенційна роздільна здатність BDS-критерію, який використовується як цільова функція при вирішенні задачі оцінки частоти Доплера й затримки широкосмугового фазо-маніпульованого імпульсного сигналу. З метою дослідження характеристик BDS-критерію проводиться його порівняльний аналіз із критерієм максимальної правдоподібності (МП). Порівняльний аналіз проводиться з використанням функції чутливості (ФЧ) BDS-критерію й широкосмугової функції невизначеності (ШФН) BPSK-сигналів, які дозволяють визначити потенційну роздільну здатність методів, що розглядаються. Результати чисельного моделювання характеристик ФЧ для BPSK-сигналу здійснювалися у випадках присутності й відсутності шуму в спостереженні. Проведено аналіз роздільної здатності розглянутих критеріїв, як з урахуванням несучої частоти сигналу, так і по його комплексній обвідній. Показано, що урахування несучої частоти дозволяє підвищити роздільну здатність BDS-критерію при вирішенні задачі оцінки частоти Доплера й затримки BPSK-сигналу. Проведено порівняльний аналіз роздільної здатності обраних критеріїв залежно від рівня адитивного гаусівського шуму в спостереженні. Показано, що при низьких рівнях шуму потенційна роздільна здатність BDS-критерію вища, ніж критерію МП.

Посилання

  1. П. Ю. Костенко, С. Я. Фалькович, Основи Статистичної Теорії Інформаційно-Вимірювальних Радіотехнічних Систем. Харків: ХНУПС, 2021.
  2. P. Y. Kostenko, V. V. Slobodyanuk, O. V. Vysotskiy, V. O. Lebedev, A. V. Totsky, “Technique providing improving the secretiveness of chaotic signals transmitted over radio channel,” Telecommun. Radio Eng., vol. 80, no. 12, pp. 25–43, 2021, doi: https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.2022038530.
  3. П. Ю. Костенко, В. В. Слободянюк, А. В. Шаповалов, “Конструирование псевдослучайных дискретных сигналов с дробной степенной угловой модуляцией,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 64, no. 10, pp. 628–643, 2021, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347021100034.
  4. J. P. Theiler, Quantifying Chaos: Practical Estimation of the Correlation Dimension. California Institute of Technology, 1988.
  5. A. S. Weigend, Time Series Prediction. New York: Routledge, 2018, doi: https://doi.org/10.4324/9780429492648.
  6. W. D. Dechert, “The correlation integral and the independence of stochastic processes,” 2005. uri: https://ideas.repec.org/p/att/wimass/200517.html.
  7. P. Grassberger, I. Procaccia, “Characterization of strange attractors,” Phys. Rev. Lett., vol. 50, no. 5, pp. 346–349, 1983, doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.50.346.
  8. M. L. Green, R. Savit, “Dependent variables in broad band continuous time series,” Phys. D Nonlinear Phenom., vol. 50, no. 3, pp. 521–544, 1991, doi: https://doi.org/10.1016/0167-2789(91)90013-Y.
  9. L. D. Iasemidis, J. C. Sackellares, R. S. Savit, “Quantification of hidden time dependencies in the EEG within the framework of nonlinear dynamics,” Nonlinear Dyn. Anal. EEG, pp. 30–47, 1993.
  10. Э. И. Дронкин, О. Д. Мрачковский, “Широкополосная функция неопределенности с конечным объемом,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 53, no. 2, pp. 40–48, 2010, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347010020044.
  11. Z. Lin, “Wideband ambiguity function of broadband signals,” J. Acoust. Soc. Am., vol. 83, no. 6, pp. 2108–2116, 1988, doi: https://doi.org/10.1121/1.396391.
  12. K. V. Mishra, S. Pinilla, A. Pezeshki, A. R. Calderbank, “Group-theoretic wideband radar waveform design,” in 2022 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT), 2022, pp. 1821–1825, doi: https://doi.org/10.1109/ISIT50566.2022.9834664.
  13. C. S. Pappu, A. N. Beal, B. C. Flores, “Chaos based frequency modulation for joint monostatic and bistatic radar-communication systems,” Remote Sens., vol. 13, no. 20, p. 4113, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/rs13204113.
  14. J. Jiang et al., “An efficient algorithm for WBAF estimation based on linear interpolation and its estimation error,” Appl. Acoust., vol. 142, pp. 44–52, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2018.08.001.
  15. L. Li, N. H. Younan, X. Shi, “Parameter estimation based on sigmoid transform in wideband bistatic MIMO radar system under impulsive noise environment,” Sensors, vol. 19, no. 2, p. 232, 2019, doi: https://doi.org/10.3390/s19020232.
  16. L. Kanzler, “Very fast and correctly sized estimation of the BDS statistic,” SSRN Electron. J., 1999, doi: https://doi.org/10.2139/ssrn.151669.
  17. W. A. Broock, J. A. Scheinkman, W. D. Dechert, B. LeBaron, “A test for independence based on the correlation dimension,” Econom. Rev., vol. 15, no. 3, pp. 197–235, 1996, doi: https://doi.org/10.1080/07474939608800353.
Широкосмугова функція невизначеності сигналу

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-12 — Оновлено 2022-10-26

Як цитувати

Костенко, П. Ю., Слободянюк, В. В., & Дукін, Г. Ю. (2022). Порівняльний аналіз роздільної здатності непараметричного BDS-критерію та критерію максимальної правдоподібності оцінювання затримки й доплерівського зсуву частоти імпульсного сигналу. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 65(10), 605–621. https://doi.org/10.20535/S0021347022120081

Номер

Том 65 № 10 (2022)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.