Обнаружение сигналов со случайным моментом появления с использованием алгоритма кумулятивных сумм
Ключевые слова:
алгоритм кумулятивных сумм, обнаружение сигналов со случайным моментом появления, негауссовская квазидетерминированная помеха, флюктуационный негауссовский шум, отражающий экран, обнаружение разладки
Аннотация
Рассмотрен и проанализирован метод обнаружения сигналов со случайным моментом появления с использованием алгоритма кумулятивных сумм. На примере обнаружения сигнала на фоне негауссовской квазидетерминированной аддитивной помехи получены зависимости вероятностей ложного обнаружения от величины отношения сигнал/помеха при различных значениях величины порога обнаружения. Проанализирован алгоритм обнаружения сигнала на фоне импульсной помехи и флюктуационного негауссовской шума. Показано, что алгоритм кумулятивных сумм позволяет не только решать задачу по обнаружению сигнала в реальном масштабе времени, но и обладает достаточной простотой и конструктивизмом, что является одним из достоинств при решении практических задач.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Тихонов, В. И. Оптимальный прием сигналов / В. И. Тихонов. – Москва : Радио и связь, 1983. – 320 с.
2. Van Trees, H. L. Detection Estimation and Modulation Theory, 2nd Edition. Part I, Detection, Estimation, and Filtering Theory / H. L. van Trees, K. L. Bell, and Z. Tiany. – New York : Wiley & Sons, Inc., 2013. – 1176 p.
3. Родимов, А. П. Статистическая теория поляризационно-временной обработки сигналов и помех / А. П. Родимов, В. В. Поповских. – Москва : Радио и связь. 1984. – 272 с.
4. Ellingson, Steven W. Radio System Engineering / Steven W. Ellingson. – Cambridge : Cambridge University Press, 2016. – 716 p.
5. Трифонов, А. П. Оценка амплитуды сверхширокополосного квазирадиосигнала с неизвестными длительностью и начальной фазой / А. П. Трифонов, Ю. Э. Корчагин, К. Д. Титов // Успехи современной радиоэлектроники. – 2015. – No 11. – С. 4–13.
6. Azzari, Lucio. Gaussian-Cauch mixture modeling for robust signal-dependent noise estimation / Lucio Azzari, and Alessandro Foi // Proceedings 2014 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) (Florence, Italy, May 4–10, 2014). – Florence, 2014. – P. 2099–2104. URL: https://doi.org/10.1109/ICASSP.2014.6854626
7. Ge, F.-X. Frequency Estimation of Sinusoidal Signals in Multiplicative and Additive Noise / F.-X. Ge, Q. Wan, L. Guo, and B. Sun // IEEE Journal of Oceanic Engineering. – Vol. 41. – Issue 4, Feb. 2016. – PP. 810–819. URL: https://doi.org/10.1109/JOE.2016.2516420
8. Artyushenko, V. M. The effect of multiplicative noise on probability density function of signal and additive noise / V. M. Artyushenko and V. I. Volovach // Proceedings of 2018 Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies (MWENT) (National Research University Higher School of Economics, Moscow, Russia, March 14–16, 2018). – Moscow, 2018. – URL: DOI: https://doi.org/10.1109/MWENT.2018.8337270
9. Duan, F. Non-Gaussian noise benefits for coherent detection of narrow band weak signal / F. Duan, F. Chapeau-Blondeau, and D. Abbott // Phys. Lett. – 2014. – A 378. – PP. 1820–1824. URL: DOI: https://doi.org/10.1016/j.physleta.2014.04.061»
10. Zhang, Shuang. Control for nonlinear system with non-Gaussian noise / Shuang Zhang, Juan Chen, and Yakun Yu // Proceedings 2017 IEEE International Conference on Systems, Man, Cybernetics (SMC) (Banff, AB, Canada, Oct. 5–8, 2017). – Banff, 2017. – PP. 2099–2104. <«a href = DOI: https://doi.org/10.1109/SMC.2017.8122929»> URL: DOI: https://doi.org/10.1109/SMC.2017.8122929
11. Yang, J . Unknown stochastic signal detection via non-Gaussian noise modeling / J. Yang, Y. Cheng, H. Wang, Y. Li, and X. Hua // Proceedings 2015 IEEE International Conference on Signal Processing, Communications and Computing (ICSPCC) (Ningbo, China, Sept. 19–22, 2015). – Ningbo, 2015. – PP. 1–4. URL: http://doi.org/10.1109/ICSPCC.2015.7338861
12. Артюшенко, В. М. Идентификация параметров распределения аддитивных и мультипликативных негауссовских помех / В. М. Артюшенко, В. И. Воловач // Автометрия. – 2017. – Т. 53. – No 3. – С. 36–43.
13. Воловач, В. И. Синтез алгоритмов нелинейной обработки информационных параметров сигнала при воздействии узкополосных помех с негауссовским характером распределения / В. И. Воловач, В. М. Артю-шенко, Т. С. Аббасова // Вестник ВГУ. Серия: Системный анализ и информационные технологии. – 2018. – No 3. – С. 65–72.
14. Artyushenko, V. M. Estimation of Measurement Accuracy the Scalar Information Parameter of the Signal under non-Gaussian Multiplica-tive Noise with Independent Values / V. M. Artyushenko, V. I. Volovach, and V. N. Budilov // Proceedings of IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2017) (Novi Sad, Serbia, Sept 29–Oct 2, 2017). – Kharkov: KNURE, 2017. – P. 355–358. DOI: URL: https://doi.org/10.1109/EWDTS.2017.8110112
15. Жиглявский, А. А. Обнаружение разладки случайных процессов в задачах радиотехники / А. А. Жиглявский, А. Е. Красковский. – Ленинград : Изд-во Ленингр. ун-та, 1988. – 224 с.
16. Бродский, Б. Е. Сравнительный анализ некоторых непараметрических методов скорейшего обнаружения момента «разладки» случайной последовательности / Б. Е. Бродский, Б. С. Дарховский // Теория вероятностей и ее применения. – 1990. – Т. 35. – No 4. – С. 655–668.
17. Никифоров, И. В. Последовательное обнаружение изменения свойств временных рядов / И. В. Никофоров. – Москва : Наука, 1983. – 200 с.
18. Никифоров, И. В. Применение кумулятивных сумм для обнаружения изменения характеристик случайного процесса / И. В. Никифоров // Автоматика и телемеханика. – 1979. – No 2. – С. 48–58.
19. Page, E. B. Ordered hypotheses for multiple treatments: A significance test for linear ranks / E. B. Page // Journal of the American Statistical Association. – 1963. – Vol. 58. – No. 301. – P. 216–230. DOI: URL: https://doi.org/10.2307/2282965
20. Segen J. Detecting Change In a Time-Series / J. Segen, A. C. Sanderson // IEEE Transactions on Information Theory. – 1980. – Vol. IT-26, No 2. – PP. 249–255.
21. Nadler, J. Some characteristics of page’s two-sided procedure for detecting a change in a location parameter / J. Nadler, N. B. Robbins // The Annals of Mathematical Statistics. – 1971. – Vol. 42. – No 2. – PP. 231–238.
22. Артюшенко, В. М. Статистические характеристики сигналов и помех в радиотехнических устройствах ближнего действия / В. М. Артюшенко, В. И. Воловач, В. В. Иванов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2014. – Т. 57, 7. – С. 46–50.
23. Artyushenko, V. M. Statistical Characteristics of Envelope Outliers Duration of non-Gaussian Information Processes / V. M. Artyushenko, V. I. Volovach // Proceedings of IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2013) (Ros-tov-on-Don, Russia, September 27–30, 2013). – Kharkov: KNURE, 2013. – P. 137–140. DOI: URL: https://doi.org/10.1109/EWDTS.2013.6673139
24. Артюшенко, В. М. Модели плотности распределения вероятности и статистические характеристики сигнала, отраженного от протяженного объекта / В. М. Артюшенко, В. И. Воловач // Электротехнические и информационные системы и комплексы. – 2018. – Т. 14. – No 2. – С. 79–88.
25. Тихонов, В. И. Нелинейные преобразования случайных процессов / В. И. Тихонов. – Москва : Радио и связь, 1986. – 296 с.
26. Wegman, E. W. Topics in Non-Gaussian Signal Processing / E. W. Wegman, S. C. Schwartz, J. B. Thomas. – New York : Springer, 1989. – 255 p.
27. Беляков, И. В. Обнаружение сигналов контроля состояния рельсовой линии в негауссовских помехах методом поиска разладки / И. В. Беляков // Транспорт Урала. – 2011. – No 4(31). – С. 26–28.
2. Van Trees, H. L. Detection Estimation and Modulation Theory, 2nd Edition. Part I, Detection, Estimation, and Filtering Theory / H. L. van Trees, K. L. Bell, and Z. Tiany. – New York : Wiley & Sons, Inc., 2013. – 1176 p.
3. Родимов, А. П. Статистическая теория поляризационно-временной обработки сигналов и помех / А. П. Родимов, В. В. Поповских. – Москва : Радио и связь. 1984. – 272 с.
4. Ellingson, Steven W. Radio System Engineering / Steven W. Ellingson. – Cambridge : Cambridge University Press, 2016. – 716 p.
5. Трифонов, А. П. Оценка амплитуды сверхширокополосного квазирадиосигнала с неизвестными длительностью и начальной фазой / А. П. Трифонов, Ю. Э. Корчагин, К. Д. Титов // Успехи современной радиоэлектроники. – 2015. – No 11. – С. 4–13.
6. Azzari, Lucio. Gaussian-Cauch mixture modeling for robust signal-dependent noise estimation / Lucio Azzari, and Alessandro Foi // Proceedings 2014 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) (Florence, Italy, May 4–10, 2014). – Florence, 2014. – P. 2099–2104. URL: https://doi.org/10.1109/ICASSP.2014.6854626
7. Ge, F.-X. Frequency Estimation of Sinusoidal Signals in Multiplicative and Additive Noise / F.-X. Ge, Q. Wan, L. Guo, and B. Sun // IEEE Journal of Oceanic Engineering. – Vol. 41. – Issue 4, Feb. 2016. – PP. 810–819. URL: https://doi.org/10.1109/JOE.2016.2516420
8. Artyushenko, V. M. The effect of multiplicative noise on probability density function of signal and additive noise / V. M. Artyushenko and V. I. Volovach // Proceedings of 2018 Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies (MWENT) (National Research University Higher School of Economics, Moscow, Russia, March 14–16, 2018). – Moscow, 2018. – URL: DOI: https://doi.org/10.1109/MWENT.2018.8337270
9. Duan, F. Non-Gaussian noise benefits for coherent detection of narrow band weak signal / F. Duan, F. Chapeau-Blondeau, and D. Abbott // Phys. Lett. – 2014. – A 378. – PP. 1820–1824. URL: DOI: https://doi.org/10.1016/j.physleta.2014.04.061»
10. Zhang, Shuang. Control for nonlinear system with non-Gaussian noise / Shuang Zhang, Juan Chen, and Yakun Yu // Proceedings 2017 IEEE International Conference on Systems, Man, Cybernetics (SMC) (Banff, AB, Canada, Oct. 5–8, 2017). – Banff, 2017. – PP. 2099–2104. <«a href = DOI: https://doi.org/10.1109/SMC.2017.8122929»> URL: DOI: https://doi.org/10.1109/SMC.2017.8122929
11. Yang, J . Unknown stochastic signal detection via non-Gaussian noise modeling / J. Yang, Y. Cheng, H. Wang, Y. Li, and X. Hua // Proceedings 2015 IEEE International Conference on Signal Processing, Communications and Computing (ICSPCC) (Ningbo, China, Sept. 19–22, 2015). – Ningbo, 2015. – PP. 1–4. URL: http://doi.org/10.1109/ICSPCC.2015.7338861
12. Артюшенко, В. М. Идентификация параметров распределения аддитивных и мультипликативных негауссовских помех / В. М. Артюшенко, В. И. Воловач // Автометрия. – 2017. – Т. 53. – No 3. – С. 36–43.
13. Воловач, В. И. Синтез алгоритмов нелинейной обработки информационных параметров сигнала при воздействии узкополосных помех с негауссовским характером распределения / В. И. Воловач, В. М. Артю-шенко, Т. С. Аббасова // Вестник ВГУ. Серия: Системный анализ и информационные технологии. – 2018. – No 3. – С. 65–72.
14. Artyushenko, V. M. Estimation of Measurement Accuracy the Scalar Information Parameter of the Signal under non-Gaussian Multiplica-tive Noise with Independent Values / V. M. Artyushenko, V. I. Volovach, and V. N. Budilov // Proceedings of IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2017) (Novi Sad, Serbia, Sept 29–Oct 2, 2017). – Kharkov: KNURE, 2017. – P. 355–358. DOI: URL: https://doi.org/10.1109/EWDTS.2017.8110112
15. Жиглявский, А. А. Обнаружение разладки случайных процессов в задачах радиотехники / А. А. Жиглявский, А. Е. Красковский. – Ленинград : Изд-во Ленингр. ун-та, 1988. – 224 с.
16. Бродский, Б. Е. Сравнительный анализ некоторых непараметрических методов скорейшего обнаружения момента «разладки» случайной последовательности / Б. Е. Бродский, Б. С. Дарховский // Теория вероятностей и ее применения. – 1990. – Т. 35. – No 4. – С. 655–668.
17. Никифоров, И. В. Последовательное обнаружение изменения свойств временных рядов / И. В. Никофоров. – Москва : Наука, 1983. – 200 с.
18. Никифоров, И. В. Применение кумулятивных сумм для обнаружения изменения характеристик случайного процесса / И. В. Никифоров // Автоматика и телемеханика. – 1979. – No 2. – С. 48–58.
19. Page, E. B. Ordered hypotheses for multiple treatments: A significance test for linear ranks / E. B. Page // Journal of the American Statistical Association. – 1963. – Vol. 58. – No. 301. – P. 216–230. DOI: URL: https://doi.org/10.2307/2282965
20. Segen J. Detecting Change In a Time-Series / J. Segen, A. C. Sanderson // IEEE Transactions on Information Theory. – 1980. – Vol. IT-26, No 2. – PP. 249–255.
21. Nadler, J. Some characteristics of page’s two-sided procedure for detecting a change in a location parameter / J. Nadler, N. B. Robbins // The Annals of Mathematical Statistics. – 1971. – Vol. 42. – No 2. – PP. 231–238.
22. Артюшенко, В. М. Статистические характеристики сигналов и помех в радиотехнических устройствах ближнего действия / В. М. Артюшенко, В. И. Воловач, В. В. Иванов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2014. – Т. 57, 7. – С. 46–50.
23. Artyushenko, V. M. Statistical Characteristics of Envelope Outliers Duration of non-Gaussian Information Processes / V. M. Artyushenko, V. I. Volovach // Proceedings of IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2013) (Ros-tov-on-Don, Russia, September 27–30, 2013). – Kharkov: KNURE, 2013. – P. 137–140. DOI: URL: https://doi.org/10.1109/EWDTS.2013.6673139
24. Артюшенко, В. М. Модели плотности распределения вероятности и статистические характеристики сигнала, отраженного от протяженного объекта / В. М. Артюшенко, В. И. Воловач // Электротехнические и информационные системы и комплексы. – 2018. – Т. 14. – No 2. – С. 79–88.
25. Тихонов, В. И. Нелинейные преобразования случайных процессов / В. И. Тихонов. – Москва : Радио и связь, 1986. – 296 с.
26. Wegman, E. W. Topics in Non-Gaussian Signal Processing / E. W. Wegman, S. C. Schwartz, J. B. Thomas. – New York : Springer, 1989. – 255 p.
27. Беляков, И. В. Обнаружение сигналов контроля состояния рельсовой линии в негауссовских помехах методом поиска разладки / И. В. Беляков // Транспорт Урала. – 2011. – No 4(31). – С. 26–28.
Опубликован
2019-09-02
Как цитировать
Воловач, В. И., & Артюшенко, В. М. (2019). Обнаружение сигналов со случайным моментом появления с использованием алгоритма кумулятивных сумм. Вестник ВГУ. Серия: Системный анализ и информационные технологии, (3), 71-79. https://doi.org/10.17308/sait.2019.3/1307
Выпуск
Раздел
Информационно-измерительные, управляющие и сетевые системы
- Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.
- Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
