Спосіб енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти при плинній оцінці байєсового відношення правдоподібності

Реферат: Спосіб енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти при плинній оцінці байєсового відношення правдоподібності, при якому після виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення, сукупність вибірок амплітуд вхідної реалізації складається з сукупністю вибірок із заданим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти еталонних радіосигналів такої ж тривалості за енергетикою, співвимірною з енергетикою внутрішнього шуму і послідовному пошуку максимального значення байєсового відношення правдоподібності в діапазоні зміни еталонних радіосигналів, обмеженому квазіоптимальною оцінкою параметрів вхідного радіосигналу, що відповідає квазіоптимальній оцінці параметрів радіосигналу, з подальшою перевіркою оптимальності оцінки параметрів радіосигналу за критерієм максимуму байєсового відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів з меншим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти навколо квазіоптимальної оцінки і за максимумом байєсового відношення правдоподібності приймається рішення про оптимальне оцінювання початкової фази та доплерівської частоти радіосигналів. UA 115107 U (12) UA 115107 U UA 115107 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана в радіоприймальних пристроях систем радіолокації, радіонавігації, зв'язку та керування. Найбільш близьким до заявленої корисної моделі, вибраним як найближчий аналог, є спосіб енергетичного виявлення коротких немодульованих радіосигналів і послідовного оцінювання їх початкових фаз і доплерівських частот [1], який ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності для виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення із заданою ймовірністю хибних тривог. До суміші вхідного виявленого короткого немодульованого радіосигналу і шуму додається сукупність еталонних очікуваних радіосигналів зі змінною початковою фазою і доплерівською частотою на множині їх можливих значень з дискретністю, необхідною для однозначного оцінювання. Еталонні радіосигнали формуються на основі апріорних знань (або вимірювань) початкової фази і частоти зондуючого радіосигналу з дискретністю зміни доплерівської частоти і початкової фази для попереднього квазіоптимального оцінювання, які за енергетикою співвимірні з енергетикою внутрішнього шуму приймача. За значеннями вибірок випадкового процесу на інтервалі існування виявленого радіосигналу формується сукупність розрахованих значень енергетичних відношень правдоподібності. За максимальним значенням енергетичного відношення правдоподібності приймається рішення про квазіоптимальну оцінку параметрів радіосигналу, з подальшою перевіркою оптимальності оцінки параметрів немодульованого радіосигналу за критерієм максимуму енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів навколо квазіоптимальної оцінки і приймається рішення про оптимальне оцінювання початкових фаз та доплерівських частот коротких немодульованих радіосигналів. Недоліком найближчого аналога є те, що він потребує значного часу для обробки інформації за рахунок зведення до квадрата амплітуди кожної вибірки випадкового процесу. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти при плинній оцінці байєсового відношення правдоподібності, який скоротить час обробки інформації. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що після виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення, сукупність вибірок амплітуд вхідної реалізації складається з сукупністю вибірок із заданим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти еталонних радіосигналів такої ж тривалості за енергетикою, співвимірною з енергетикою внутрішнього шуму і послідовному пошуку максимального значення байєсового відношення правдоподібності в діапазоні зміни параметрів еталонних радіосигналів, обмеженому квазіоптимальною оцінкою параметрів вхідного радіосигналу, що відповідає квазіоптимальній оцінці параметрів радіосигналу, з подальшою перевіркою оптимальності оцінки параметрів радіосигналу за критерієм максимуму байєсового відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів з меншим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти навколо квазіоптимальної оцінки. За максимумом байєсового відношення правдоподібності приймається рішення про оптимальне оцінювання початкової фази та доплерівської частоти радіосигналів. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у скороченні часу обробки інформації на основі оцінювання байєсового відношення правдоподібності на інтервалі існування радіосигналу при складанні амплітудних вибірок суміші радіосигналу і шуму з сукупністю вибірок амплітуд еталонних радіосигналів. На фіг. 1 приведений алгоритм функціонування засобу для реалізації запропонованого способу. На фіг. 2 приведена залежність сумарної амплітуди короткого немодульованого радіосигналу від цілі і еталонного радіосигналу при послідовному оцінюванні доплерівської -4 7 частоти при тривалості радіосигналу, де а) τ=4,85•10 с на несучій частоті 2•10 Гц в діапазоні 3 зміни доплерівської частоти  10 Гц еталонного радіосигналу з кроком дискретизації 5 Гц. Доплерівська частота вхідного радіосигналу становить 100 Гц. Квазіоптимальна оцінка -4 доплерівської частоти - 120 Гц; b) при тривалості радіосигналу у два рази більшій τ=9,7•10 с на 7 3 несучій частоті 2•10 Гц в діапазоні зміни доплерівської частоти  10 Гц еталонного радіосигналу з кроком дискретизації 5 Гц. Доплерівська частота вхідного радіосигналу становить 100 Гц. Квазіоптимальна оцінка доплерівської частоти - 105 Гц. На фіг. 3 приведена залежність сумарної амплітуди короткого немодульованого радіосигналу від цілі і еталонного радіосигналу при послідовному оцінюванні початкової фази в 1 UA 115107 U 5 10 15 20 25 30 діапазоні зміни початкової фази 0-2π з кроком дискретизації 5°. Початкова фаза вхідного + радіосигналу становить 77°, квазіоптимальна оцінка - 75° . На фіг. 4 приведена залежність похибки визначення доплерівської частоти від тривалості радіосигналу. Суть запропонованого способу енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти при плинній оцінці байєсового відношення правдоподібності ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності для виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення із заданою ймовірністю хибних тривог і здійснюється оцінювання початкової фази і доплерівської частоти радіосигналу на цьому інтервалі часу при послідовному складанні суміші вхідного радіосигналу і шуму з сукупністю еталонних очікуваних радіосигналів зі змінною початковою фазою і доплерівською частотою на множині їх можливих значень з різною дискретністю. Після виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення з заданою ймовірністю хибних тривог, сформовані вибірки амплітуд вхідної реалізації складаються з сукупністю вибірок амплітуд еталонних радіосигналів із заданим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти еталонних радіосигналів такої ж тривалості за енергетикою, співвимірною з енергетикою внутрішнього шуму. Для кожного значення еталонного радіосигналу визначається байєсове відношення правдоподібності як відношення суми вибірок амплітуд суміші радіосигналу, шуму та еталонного радіосигналу до усередненого значення суми модулів амплітуд вибірок шуму і здійснюється послідовний пошук максимального значення байєсового відношення правдоподібності в діапазоні зміни параметрів еталонних радіосигналів, обмеженому квазіоптимальною оцінкою параметрів за тривалістю вхідного радіосигналу. Максимум байєсового відношення правдоподібності відповідає квазіоптимальній оцінці параметрів радіосигналу. Подальша перевірка оптимальності оцінки параметрів радіосигналу здійснюється за критерієм максимуму байєсового відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів з меншим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти навколо квазіоптимальної оцінки. За максимумом байєсового відношення правдоподібності приймається рішення про оптимальне оцінювання початкової фази та доплерівської частоти радіосигналу:  (1) де U сш  35 n i 0 i  uiet ti - оцінка суми вибірок амплітуд сигналу+шуму+еталонного радіосигналу на інтервалі, рівному тривалості радіосигналу; n - загальна кількість дискретних вимірів на інтервалі статистичного аналізу τ; uet - рівень амплітуди еталонних радіосигналів в діапазоні можливих значень доплерівської частоти і початкової фази, співвимірний з амплітудою внутрішнього шуму; U n  40  y n  1 n ni t   n j t  ...  - оцінка усередненого значення суми модулів амплітуд    i 0 j 0  вибірок шуму на М інтервалах, рівних тривалості радіосигналу τ. Джерело інформації: 1. Патент на корисну модель 75125. Україна, МПК G01S 7/34. Спосіб енергетичного виявлення коротких немодульованих радіосигналів і послідовного оцінювання їх початкових фаз і доплерівських частот /Г.В. Певцов, А.Я. Яцуценко та ін. - №2012004731; заявл. 17.04.2012; опубл. 26.11.2012, Бюл. №22. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Спосіб енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти при плинній оцінці байєсового відношення правдоподібності, який ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності для виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення із заданою ймовірністю хибних тривог і здійснюється оцінювання початкової фази і доплерівської частоти радіосигналу на цьому інтервалі часу при послідовному складанні вибірок суміші вхідного радіосигналу і шуму з сукупністю вибірок еталонних очікуваних радіосигналів зі змінною початковою фазою і доплерівською частотою на множині їх можливих значень з різною 2 UA 115107 U 5 10 15 дискретністю, який відрізняється тим, що замість енергетичного відношення правдоподібності використовують байєсове відношення правдоподібності, при якому виявлена вибірка складається з сукупністю вибірок амплітуд еталонних радіосигналів із заданим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти такої ж тривалості за енергетикою, співвимірною з енергетикою внутрішнього шуму і послідовному пошуку максимального значення байєсового відношення правдоподібності як відношення суми вибірок амплітуд суміші радіосигналу, шуму та еталонного радіосигналу до усередненого значення суми модулів вибірок амплітуд шуму в діапазоні зміни параметрів еталонних радіосигналів, обмеженому квазіоптимальною оцінкою параметрів за тривалістю вхідного радіосигналу та відповідає квазіоптимальній оцінці параметрів радіосигналу з подальшою перевіркою оптимальності оцінки параметрів радіосигналу за критерієм максимуму байєсового відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів з меншим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти навколо квазіоптимальної оцінки і, за максимумом байєсового відношення правдоподібності, приймається рішення про оптимальне оцінювання початкової фази та доплерівської частоти радіосигналу. 3 UA 115107 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4