350 rub
Journal Information-measuring and Control Systems №10 for 2012 г.
Article in number:
Formation of statistics for the independent estimation of signal parameters using singular value decomposition
Authors:
V.V. Latyshev
Abstract:
This paper presents an approach to obtain an invariant statistics for estimation interested signal parameters independently from unwanted parameters in two dimensional parameter problems. Considered parameters are the delay of signals of known shape and the value the Doppler shift of the spectrum.The proposed algorithm is based on the exclusion of Fisher-s information about the unwanted parameters and maintaining information about the parameter of interest. It uses the analysis of matrices composed of derivatives of signals on estimated parameters. These matrices together with the correlation matrix of noise are characterized by the Fisher information on the specific parameters of the signal and the information matrices are called partial.Simultaneous reduction the partial Fisher information matrices to diagonal forms provides the key steps for separation of the signal space into two orthogonal subspaces, containing Fisher-s information about different parameters. The proposed approach requires knowledge of the statistical distributions of signals of interest. Mathematical tool to perform this step is a singular value decomposition of matrices composed of derivatives of the signals on the estimated parameters. We present illustrative examples of the use of chirp signals and phase-shift keyed signals in accordance with the Gold code.The estimated parameters are the signal time delay and Doppler shift. They confirm the possibility of vector invariant statistics, preserving much of the Fisher information about the estimated parameter, which is the key to maintaining high accuracy of the estimate.
Pages: 4-11
References
  1. Сосулин Ю. Г.Теоретические основы радиолокации и радионавигации: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь. 1992.
  2. Поваляев А. А.Спутниковые радионавигационные системы: время, показания часов, формирование измерений и определение относительных координат. М.: Радиотехника. 2008.
  3. Luke, M.B. Winternitz, William A. Bamford, and Heckler, G. W., A GPS Receiver for High-Altitude Satellite Navigation // IEEE jourrnal of selected topics in signal processing. August 2009. V. 3. №4. P. 541-556.
  4. Линник Ю. В.Статистические задачи с мешающими параметрами. М.: Наука. 1966.
  5. Репин В. Г., Тартаковский Г. П. Статистический синтез при априорной неопределенности и адаптация информационных систем. М.: Сов. радио. 1977.
  6. Латышев В. В.Формирование инвариантных статистик для независимой оценки составляющих двухкомпонентного вектора параметров сигналов // Радиотехника и электроника. 2005. Т. 50. № 9. С. 1084-1092.
  7. Латышев В. В., Дунин Д. С. Сокращение размерности данных с сохранением фишеровской информации при оценке параметров сигналов // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2011. № 8. С. 32-43.
  8. Ибрагимов И. А., Хасьминский Р. З. Асимптотическая теория оценивания. М.: Наука. 1979.
  9. Фукунага К. Введение в статистическую теорию распознавания образов. М.: Наука. 1979.
  10. Van Der Veen, A., Deprettere, E. F., Swindlehurst, A. L., Subspace-Based signal analysis using singular value decomposition // Proceedings IEEE. 1999. V. 81. № 9. P. 1277-1308.
  11. Справочник по радиолокации / под ред. М. Сколник.М.: Сов. радио. 1976.Т. 1.