Выполнил: студент гр. 319

Мелешков И.М.

Научный руководитель:

ст. преподаватель каф. ТОР

Волченков В.А.

Цель работы: Исследование параметрических методов спектрального оценивания на предмет частотного разрешения с целью разработки модели цифрового спектрального анализатора для систем радиомониторинга в ходе выполнения выпускной квалификационной работы.

Актуальность: Использование окончательных результатов работы в исследовательских и опытных работах, связанных с разработкой новых и модернизации существующих систем радиомониторинга; в учебном процессе для учебно-исследовательских работ в области радиомониторинга, а также в цифровой обработки сигналов и для оценивания СПМ радиосигналов.

В работе рассматривается ряд проблемных вопрос по разработке модели цифрового спектрального анализатора для систем радиомониторинга. В частности рассматривается проблема частотного разрешения на основе спектрального оценивания радиосигналов. Эта проблема набирает свою актуальность по нескольким причинам: во-первых, растёт число радиосигналов, это приводит к уменьшению интервалов между частотами, на которых они передаются; во-вторых, время, за которое приёмник должен обнаружить необходимый сигнал их всего разнообразия поступающих на него, уменьшается.

Спектральный анализ предназначен для оценки частотного состава случайного дискретного сигнала. Будем подразумевать под случайными последовательностями эргодические случайные дискретные сигналы, у которых каждая реализация достаточной продолжительности несёт практически полную информацию о свойствах всего ансамбля реализаций, что позволяет существенно упростить процедуру определения статистических характеристик, заменяя усреднение значений по ансамблю усреднением значений одной реализации за длительный интервал времени.

Группы методов спектрального анализа:

Для проработки  была взята авторегрессионная (АР) модель фильтра, которая работает на основе параметрических методов спектрального оценивания. Выбор основывался на простоте проектирования такой модели и возможности использования её для широкого спектра задач в области цифровой обработки радиосигналов.

Изучение АР-модели будет проводиться с помощью оценки спектральной плотности мощности двух сигналов, которая рассчитывется двумя методами: методов Юла-Уолкера и методом Берга. Для этого будет проведено моделирование в программе Mathlab. Первая часть моделирования будет проводиться при постоянном порядке модели. В её процессе частоты двух сигналов будут сближаться. В результате будут получены частоты, при которых графики СПМ радиосигналов станут неразличимы. Далее, моделирование будет проводиться при полученных предельных частотах, с изменением порядка модели. 

После моделирования необходимо сделать выводы о различимости частот в зависимости от порядка модели и найти конечные частоты, при которых простые сигналы (две синусоиды) будут неразличимы, то есть найти предельные значения для моделей при их работе с оптимальноым порядком. 

Библиографически список

1. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. 3-е издание. — СПб.: БХВ-Петербург, 2011. — 758 с.

2. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. Пер. с англ. — Москва, Мир, 1990. — 584 с.

3.Солонина А.И., Арбузов С.М. Цифровая обработка сигналов. Моделирование в MATLAB. СПб.: БХВ-Петербург, 2008. — 816 с.