Метод підвищення продуктивності корелограмного оцінювання спектральної густини потужності випадкових сигналів

Abstract

Запропоновано метод підвищення продуктивності оцінювання спектральної густини потужності (СГП) випадкових сигналів за рахунок зменшення обчислювальної складності процедур цифрового оброблення досліджуваних сигналів. Виконано вибір та обґрунтування методології цифрового оцінювання СГП сигналів. Доведено, що корелограмна методологія оцінювання СГП за умови однакового обсягу оброблюваних вибірок сигналу, характеризується вищою добротністю порівняно з методами прямого оцінювання. Водночас застосування методики швидкого перетворення Фур’є (ШПФ) для обчислення автокореляційної функції сигналу створює умови для підвищення продуктивності корелограмних методів оцінювання СГП. Тому в роботі застосовано корелограмну методологію швидкого цифрового оцінювання СГП випадкових сигналів.

The method of increase of productivity of estimation of spectral density of power (SDP) of random signals at the expense of reduction of computational complexity of procedures of digital processing of investigated signals is offered in the work. The choice and substantiation of the methodology of digital evaluation of SDP signals is performed. It is proved that the correlogram methodology of SDP estimation under the condition of the same volume of processed signal samples is characterized by higher quality factor in comparison with direct estimation methods. At the same time, the application of the fast Fourier transform (FFT) technique to calculate the autocorrelation function of the signal creates conditions for improving the performance of correlogram methods for estimating SDP. Therefore, the correlogram methodology of fast digital estimation of SDP of random signals is applied in the work.

В работе предложен метод повышения производительности оценивания спектральной плотности мощности (СПМ) случайных сигналов за счет уменьшения вычислительной сложности процедур цифровой обработки исследуемых сигналов. Выполнен выбор и обоснование методологии цифрового оценивания СПМ сигналов. Доказано, что коррелограммная методология оценки СПМ при одинаковом объеме обрабатываемых выборок сигнала характеризуется высокой добротностью по сравнению с методами прямого оценивания. В то же время применение методики быстрого преобразования Фурье (БПФ) для вычисления автокорреляционной функции сигнала создает условия для повышения производительности коррелограммных методов оценки СПМ. Поэтому в работе применена коррелограммная методология быстрого цифрового оценивания СПМ случайных сигналов.