Комбіновані біспектрально-фільтрові методи відновлення форми сигналів при впливі інтенсивних завад - Автореферат

Для цього традиційно застосовують когерентне накопичення, кореляційну обробку (методи, яки використовують статистики другого порядку) та все більш популярні методи на базі статистик високих порядків, серед яких найдетальніше дослідженими є методи на базі потрійних автокореляційних функцій (ПАКФ) - моментах третього порядку та їх Фурє перетворень - біспектрів. Так, на відміну від методів когерентного накопичення, для застосування яких необхідна відсутність або попереднє усунення взаємного зсуву між сигнальними складовими прийнятих реалізацій, важливою властивістю біспектру є інваріантість до випадкового зсуву сигналу по часовій або просторовій осях, завдяки чому спрощується задача псевдокогерентного накопичення реалізацій. Жуковського (ХАІ), повязаних із цифровою обробкою сигналів і зображень, та знайшли своє відображення у звітах з НДР: «Дослідження нових методів синтезу математичних моделей обробки, аналізу та інтерпретації зображень при багатоканальному дистанційному зондуванні з аерокосмічних носіїв, систем спеціального призначення, включаючи медичні діагностичні системи та комплекси» (№ ДР 0100U003447), «Інформаційно-зберігаюча обробка, інтерпретація та стиснення даних у багатоканальних системах екологічного моніторингу» (№ ДР 0103U005062), госпдоговору «Розробка методів та алгоритмів стійкої локально адаптивної фільтрації сигналів у каналах передачі інформаційних даних систем звязку», а також трьох міжнародних контрактів з Національним політехнічним університетом (м. Мета дослідження полягає в підвищенні точності відновлення форми сигналів по набору взаємнозсунутих реалізацій в умовах низького відношення сигнал-завада та обмеженої апріорної інформації про прийнятий сигнал та присутні завади на основі використання комбінованих методів біспектрального аналізу. Розробка стійких методів відновлення форми сигналу на основі використання біспектрів; в тому числі: - синтез комбінованих біспектрально-фільтрових методів, що передбачають підвищення якості оцінки комплексного Фурє-спектра, відновленого із БСС, шляхом його згладжування;У першому розділі «Методи вторинної обробки в системах відновлення форми сигналів і способи підвищення їх ефективності» аналізуються завдання, для яких потрібне відновлення форми сигналу, досліджуються відомі методи та способи збільшення вихідного ВСЗ (ВСЗВИХ) на етапі вторинної обробки сигналів як по одній реалізації, так і по ансамблю незалежних реалізацій. Показано, що відновлення форми сигналу по ансамблю незалежних реалізацій потрібно у радіо-і гідролокації, оптичній та радіоастрономії, наприклад, у завданнях вторинній обробці ДП протяжних радіолокаційних цілей, а також при вторинній обробці КП у пасивних інтерферометричних системах визначення кутових координат (пеленгування) протяжних джерел випадкових широкосмугових сигналів, прийнятих на фоні інтенсивних адитивних завад. Як критерій якості відновлення використається дисперсія завад на виході системи відновлення з врахуванням можливого взаємного зсуву реалізацій: , де t - параметр, який вводиться у розрахунок для компенсування зсуву відносно (t = 0, 1, …, I-1). 1 і містить блок отримання оцінок біспектрів (блок 1), усереднення оцінок біспектрів (блок 2а), відновлення амплітудної та фазової компонент (блок 4) та відновлення сигналу шляхом зворотного Фурє-перетворення (блок 6), введенням додаткових блоків (відображене пунктиром) нелінійної фільтрації: двовимірної для згладжування комплексного біспектру (блок 3), і одновимірної - для фільтрації Фурє-спектру, відновленого з біспектру (блок 5). Визначено основні напрямки підвищення їх ефективності: - розробка методів автоматичного оцінювання локальної дисперсії завад у блоці (вікні) обробки, завдяки чому фільтр може успішно функціонувати в умовах нестаціонарності завад;Показано, що КБФМ на основі двовимірної нелінійної фільтрації перевершує класичний біспектральний метод, досягаючи виграшу до 5 ДБ. Запропоновано двовимірний ЛАФ на основі дискретного косинусного перетворення для використання в складі КБФМ для роздільного згладжування реального та мнимого компонентів , що є узагальненням одновимірного ЛАФ ДКП на двовимірний випадок. За аналогією з одномірним варіантом, для кожного блоку що обробляється оцінка локального СКВ розраховується як: , де - спектральний коефіцієнт ДКП для блоку з координатами Установлено, що використання запропонованого методу фільтрації для згладжування підвищує ефективність КБФМ як у порівнянні з класичним біспектральним методом, так і з варіантами КБФМ на основі інших методів фільтрації, досягаючи в окремих випадках виграшу в біспектрального методу до 8 ДБ. Метод показав високу ефективність, в окремих випадках дозволяючи одержати поліпшення ВЗСВИХ до 11 ДБ у порівнянні з біспектральним методом.У дисертаційній роботі на основі подальшого розвитку біспектрального та кореляційного підходів, а також методів нелінійної фільтрації, розвязано задачу відновлення форми невідомого сигналу по ансамблю незалежних реалізацій при вторинній обробці даних в умовах присут

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ