УДК 621.391.372.019

КВАЗИОПТИМАЛЬНАЯ ДЕМОДУЛЯЦИЯ СМЕСИ УЗКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА И АДДИТИВНОЙ

НЕГАУССОВСКОЙ ПОМЕХИ С ПОЛОСОВЫМ СПЕКТРОМ

 

В. М. Артюшенко¹, В. И. Воловач²

¹ ГБОУ ВО МО «Технологический университет»,  141070 Московская область, г. Королев, ул. Гагарина, 42

² ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет сервиса», 445017, Самарская область, г. Тольятти, ул. Гагарина, 4

 

Статья поступила в редакцию 28 марта 2019 г.

 

Аннотация. Рассмотрены вопросы квазиоптимальной обработки смеси сигналов и коррелированных аддитивных негауссовских помех с полосовым спектром. Показано, что для практически значимых случаев представляет интерес воздействие на сигнал негауссовской помехи с плотностью распределения вероятностей огибающих (амплитуд), отличным от распределения Райса. При этом ширина спектра таких помех может быть шире полосы полезного сигнала, сопоставимой с ней или более узкополосной. Отмечается, что для описания негауссовских помех в данном случае используются эллиптически симметричные двумерные плотности распределения вероятностей. В работе используется методика синтеза алгоритмов демодуляции непрерывной марковской информационной последовательности на фоне негауссовской помехи, представляющей собой марковский процесс. Получен для указанного случая алгоритм демодуляции, определяющий формирование оптимальной оценки информационного процесса и эволюцию апостериорной дисперсии. Получены выражения, описывающие характеристики преобразования воздействующей негауссовской помехи в нелинейном преобразователе с заданной амплитудной характеристикой, исполняющего роль нелинейного амплитудного фильтра, и соответствующий им алгоритм демодуляции. Получена укрупненная структурная схема реализации алгоритма оценки демодулируемой (фильтруемой) информационной последовательности. Описано функционирование схемы для различных интервалов временной дискретизации и коэффициентов корреляции информационного процесса и аддитивной помехи, на основании чего приведены модифицированные одноканальные структурные схемы обработки информационного процесса. Показано, что использование в структурной схеме демодулятора нелинейных блоков с одновременной обработкой по мгновенным значениям и по огибающей негауссовской помехи с соизмеримым или более узким спектром, чем спектр обрабатываемого полезного сигнала, позволяет значительно улучшить качество демодуляции в сравнении с демодулятором с обработкой только по мгновенному значению либо только по огибающей аддитивной полосовой негауссовской помехи.

Ключевые слова: квазиоптимальная демодуляция сигнала, узкополосный сигнал, коррелированная аддитивная негауссовская помеха, помеха с полосовым  спектром, эллиптически симметричная плотность распределения вероятностей, коэффициент корреляции, интервал временной дискретизации.

Abstract. The problems of quasi-optimal processing of a mixture of signals and correlated additive non-Gaussian noise with a band-limited spectrum are considered. It is shown that for practically significant cases the effect of non-Gaussian noise on the signal with probability density function envelopes (amplitudes) different from the rice distribution is of interest. In this case, the width of the spectrum of such noise may be wider than the band of the useful signal, comparable to it or more narrow-band. It is noted that elliptically symmetric two-dimensional probability density distributions are used to describe non-Gaussian noise in this case. The method of synthesis of demodulation algorithms of continuous Markov information sequence on the background of non-Gaussian noise, which is a Markov process, is used in the work. The demodulation algorithm determining the formation of the optimal evaluation of the information process and the evolution of a posteriori dispersion is obtained for this case. Expressions describing the characteristics of the transformation of the acting non-Gaussian noise in a nonlinear transducer with given amplitude characteristic, acting as nonlinear amplitude filter and the corresponding demodulation algorithm are obtained. Received is the enlarged structural diagram of algorithm implementation assessing the demodulated (filtered) of the data sequence. The functioning of the scheme for different time sampling intervals and correlation coefficients of the information process and additive noise is described, on the basis of which the modified single-channel block diagrams of information process processing are presented. It is shown that the use in the block diagram of the demodulator of nonlinear blocks with simultaneous processing of the instantaneous values and the envelope of non-Gaussian noise with a comparable or narrower spectrum than the spectrum of the processed useful signal, can significantly improve the quality of demodulation in comparison with the demodulator with processing only the instantaneous value or only the envelope of the additive strip non-Gaussian noise.

Key words: quasi-optimal demodulation of signal, narrowband signal, a correlated additive non-Gaussian noise, noise with band-limited spectrum, elliptically symmetric probability density function, correlation coefficient, time sampling interval.

 

  

Для цитирования:

В.М.Артюшенко, В.И.Воловач. Квазиоптимальная демодуляция смеси узкополосного сигнала и аддитивной негауссовской помехи с полосовым спектром. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 4. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/apr19/4/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.4.4