А.А. Скрипкин1, В.А. Щербачёв2

1–2 АО «Всероссийский НИИ «Градиент» (г. Ростов-на-Дону, Россия)

Постановка проблемы. Повышения точности совместной оценки частоты и скорости ее изменения – актуальная проблема на сегодняшний день. Возможность использования когерентности пакетов сигналов привело к появлению работ, посвященных уточнению оценки частоты при обработке когерентных пакетов сигналов. Однако работы, посвященные спектральной оценке, требуют существенных вычислительных затрат, а работы, в которых применяется фазовая статистика, не используют преимуществ разностно-фазовой обработки.

Цель. Провести синтез эффективного вычислительного метода совместной оценки частоты и скорости ее изменения для последовательных когерентных пакетов комплексных синусоидальных сигналов на основе оптимального взвешивания разностно-фазовой статистики.

Результаты. Синтезирован эффективный вычислительный метод совместной оценки частоты и скорости ее изменения для последовательных когерентных пакетов комплексных синусоидальных сигналов. Вычислены оценки в виде линейной функции разностно-фазовых измерений, которые в рамках принятых предположений являются линейной несмещенной оценкой с минимальной дисперсией. Получено замкнутое выражение для дисперсии предлагаемой оценки, позволяющее оценить ее потенциальную точность. Проведено статистическое моделирование предложенного алгоритма. Приведено сравнения полученных результатов с результатами известного метода оценивания.

Практическая значимость. Предложенный алгоритм отличается высокой вычислительной эффективностью, не требует поисковых операций и позволяет существенно повысить точность измерений для последовательных когерентных пакетов комплексных синусоидальных сигналов, что делает целесообразным применение предложенного метода при необходимости оперативного измерения частоты с ограничением на вычислительные мощности.

Скрипкин А.А., Щербачёв В.А. Совместное оценивание частоты и скорости ее изменения по разностно-фазовым измерениям при обработке когерентных пакетов сигнала // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 11. С. 34−41. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202211-06

1. Handbook on Satellite Communications. Edition 3rd. ITU. 2002.
2. Heine G. GSM Networks: Protocols, Terminology, and Implementation, Artech House, Boston, London. 1999.
3. Tretter S.A. Estimating the frequency of a noisy sinusoid by linear regressio // EEE Trans. on Information theory. 1985. V. IT‑31.Nov. P. 832−835.
4. Скрипкин А.А., Щербачёв В.А. Уточнение оценки частоты при обработке когерентных пакетов синусоидальных сигналов // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 11. С. 27−33.
5. Steven М.Kay. A Fast and Accurate Single Frequency Estimator // ЕЕЕ Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing. 1989. V. 37. № 12. P. 1987−1990.
6. Пат. на изобретение РФ № 2183839. Способ измерения частоты синусоидальных сигналов и устройство для его реализации / Подчиненко Н.Е., Скрипкин А.А., Щербачёв В.А. М.:ФИПС. 2002.
7. Abatzoglou T.J. Fast maximum likelihood joint estimation of frequency and frequency rate // IEEE Trans. on AES. 1986. V. 22. № 6. P. 708−715.
8. Djuric P.M., Kay S.M. Parameter estimation of chirp signals // IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing. 1990. V. 38. № 12. P. 2118−2126.
9. Tribolet I.M. A new phase unwrapping algorithm // IЕЕЕ Transactions on Acoustics Speech and Signal Processing. 1977. V. ASSP‑25. № 2. P. 170−177.
10. Скрипкин А.А., Щербачёв В.А. Совместное оценивание частоты и скорости ее изменения по разностно-фазовым измерениям // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 11. С. 34−40.
11. Альберт А. Регрессия, псевдоинверсия и рекуррентное оценивание. М.: Наука. 1977.
12. Подчиненко Н.Е., Скрипкин А.А., Щербачёв В.А. Рекуррентный метод оценивания частоты синусоидального сигнала // Докл. 8‑й Междунар. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение». 2006. Т. 1. С. 322−326.