ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2024, № 11 · РАДИОТЕХНИКА

Характеристики оценки частоты последовательности сверхширокополосных сигналов с неизвестными длительностями

Ю.Э. Корчагин1, К.Д. Титов1, О.Н. Завалишина1

1 Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2024.11.16 УДК 621.396 EDN KHNHOB

Аннотация

В работе выполнен синтез квазиправдоподобного алгоритма оценки частоты когерентной последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов с неизвестной длительностью на фоне белого гауссовского шума. При синтезе алгоритма оценки частоты вместо неизвестной длительности использовалось некоторое её ожидаемое значение. Получены аналитические выражения для статистических характеристик оценки частоты последовательности квазирадиосигналов в зависимости от параметра расстройки по длительности импульсов. В частности, получена зависимость дисперсии оценки частоты последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов от отношения сигнал/шум при различных значениях расстройки по длительности и числа импульсов последовательности. Установлено, что смещение оценки частоты не зависит от числа импульсов в последовательности, а при больших значениях параметра узкополосности смещение оценки частоты отсутствует. Показано, что расстройка по длительности оказывает существенное влияние на характеристики оценки частоты последовательности сверхширокополосного квазирадиосигнала, при этом при больших значениях параметра узкополосности полученные выражения совпадают с известными выражениями для дисперсии и смещения оценки частоты последовательности узкополосных радиосигналов.

  • последовательность
  • сверхширокополосный
  • квазирадиосигнал
  • квазиправдоподобный
  • оценка
  • частота
  • длительность
  • характеристики оценки
Abstract (in English)

Characteristics of frequency estimate of a sequence of ultra-wideband radio signal with unknown durations

The work synthesizes a quasi-likelihood algorithm for estimating the frequency of a coherent sequence of ultra-wideband quasi-radio signals with unknown duration against a background of white Gaussian noise. When synthesizing the frequency estimation algorithm, instead of an unknown duration, some of its expected value is used. Analytical expressions are obtained for the statistical characteristics of the frequency estimate of a sequence of ultra-wideband quasi-radio signals depending on the pulse duration detuning parameter. In particular, the dependence of the variance of the frequency estimate of a sequence of ultra-wideband quasi-radio signals on the signal-to-noise ratio is obtained for different values of the duration detuning and the number of sequence pulses. It has been established that the frequency estimate bias does not depend on the number of pulses in the sequence, and for large values of the narrowband parameter there is no frequency estimate bias. It is shown that the duration detuning has a significant impact on the characteristics of the frequency estimate of a sequence of ultra-wideband quasi-radio signals, while at large values of the narrowband parameter the obtained expressions coincide with the known expressions for the variance and bias of the frequency estimates of a sequence of narrow-band radio signals.

Для цитирования

Корчагин Ю.Э., Титов К.Д., Завалишина О.Н. Характеристики оценки частоты последовательности сверхширокополосных сигналов с неизвестными длительностями // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – № 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.11.16

Литература

  1. Колокольцев Е.А., Мякиньков А.В., Андриянов А.В. Использование сверхширокополосного сигнала с повышенной частотой повторения в просветной РЛС для периметровой охраны. Сборник трудов XXIII Международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь". 2017. Т.3. С. 883-893.
  2. Трифонов А.П., Беспалова М.Б., Трифонов П.А., Гущин И.В. Квазиправдоподобная оценка временных параметров последовательности сверхширокополосных сигналов неизвестной формы при воздействии узкополосных помех. Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. 2016. №3. Т.59. С. 30-39. https://doi.org/10.3103/S0735272716030031
  3. Разиньков С.Н. Точность местоопределения излучателей последовательностей сверхширокополосных импульсов в триангуляционных системах. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2015. №1. Т.18. С. 55-59.
  4. Радченко Ю.С., Сохнышев С.В. Пространственно-временная обработка сверхширокополосных импульсных последовательностей. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 20073 №2. С. 19-28.
  5. Афанасьев О.В., Разиньков С.Н. Среднеквадратическая ошибка пеленгования источников сверхширокополосных сигналов при пространственной режекции узкополосных помех. Антенны. 2014. №5. С.14-18.
  6. Корчагин Ю.Э., Титов К.Д. Обнаружение последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов на фоне шума. Известия вузов. Радиофизика. 2020. №7. Т.63. С. 619-632. https://doi.org/10.1007/s11141-021-10079-7
  7. Корчагин Ю.Э., Титов К.Д., Головацкая Е.Э. Патент № 2797027 C1 РФ. Устройство измерения времени прихода и длительности некогерентной последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов произвольной формы: заявл. 02.11.2022: опубл. 31.05.2023.
  8. Корчагин Ю.Э., Титов К.Д., Завалишина О.Н. Оценка амплитуды последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов. Сборник трудов XXVIII Международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь". 2022. Т.2. С. 234-242.
  9. Куликов Е.И., Трифонов А.П. Оценка параметров сигналов на фоне помех. Москва, Советское радио, 1978. 296 с.
  10. Нечаев Е.П., Корчагин Ю.Э. Эффективность совместных оценок длительности и доплеровского сдвига частоты сигнала. Известия вузов. Радиоэлектроника. 1996. Т.39. №1. С.68-71.
  11. Семенов К.В., Старицин С.С., Абакумов А.Н., Житков И.В. Влияние ошибки оценивания несущей частоты на качество приема сигналов с OFDM-модуляцией. // Журнал радиоэлектроники. 2021. №10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.10.4
  12. Струнин В.И., Батырев И.А. Алгоритм захвата частотного положения OFDM-сигнала. Вестн. Ом. унта. 2018. Т.23. №4. С.64-69. https://doi.org/10.25513/1812-3996.2018.23(4).64-69
  13. Ронкин М.В., Калмыков А.А., Хрестина Е.И. Оценка частоты сигнала по короткой реализации в локационных системах с непрерывным излучением на основе обработки квадратурных составляющих. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2015. №1. С.48-52.
  14. Трифонов А.П., Руднев П.Е. Эффективность оценки частоты сверхширокополосного квазирадиосигнала. Известия вузов. Радиоэлектроника. 2011. Т.54. №6. С.3-10.
  15. Корчагин Ю.Э., Титов К.Д., Завалишина О.Н. Квазиправдоподобный алгоритм оценки частоты сверхширокополосного квазирадиосигнала с неизвестной длительностью. // Журнал радиоэлектроники. 2023. №8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.8.9