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

П. Ю. Костенко, С. Я. Фалькович, Основи Статистичної Теорії Інформаційно-Вимірювальних Радіотехнічних Систем. Харків: ХНУПС, 2021.

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.

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.

J. P. Theiler, Quantifying Chaos: Practical Estimation of the Correlation Dimension. California Institute of Technology, 1988.

A. S. Weigend, Time Series Prediction. New York: Routledge, 2018, doi: https://doi.org/10.4324/9780429492648.

W. D. Dechert, “The correlation integral and the independence of stochastic processes,” 2005. uri: https://ideas.repec.org/p/att/wimass/200517.html.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

L. Kanzler, “Very fast and correctly sized estimation of the BDS statistic,” SSRN Electron. J., 1999, doi: https://doi.org/10.2139/ssrn.151669.

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

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

Розділ

Оригінальні статті