Article or book title, author's surname, DOI

Parametrical decomposition construction of two-dimensional signals on the basis of Prony-s method modifications

E.V. Verstakov1, V.D. Zakharchenko2, D.S. Gavrin3

research article Pages: 724-730

  1. 1 к.т.н., доцент, кафедра «Информационные системы и компьютерное моделирование», Волгоградский государственный университет
  2. 2 д.т.н., профессор, кафедра «Радиофизика», Волгоградский государственный университет
  3. 3 гл. специалист, Отдел системных исследований развития технологий приборостроения, нанотехнологий научно-аналитического центра, Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-производственное объединение «Техномаш» (ФГУП «НПО «Техномаш») (г. Королев, Моск. обл.)

Abstract

In a number of applied tasks for the parametrical experimental data description one-dimensional models are used. However some applications require the researched data description of higher dimension, for example, in tasks of two-dimensional spectrum analysis.

Two-dimensional spectral analysis can be used for space-spatial data sets - image processing; spatio-temporal data sets - the processing sonar, seismic and radar signals in the case of the synthesized aperture, time-temporal data sets - the analysis of radar pulse repetition interval, depending on the moment of their arrival. Two-dimensional data processing leads to an increase in comparison with the one-dimensional case the computational difficulties, as well as the problem of the spread of many dimensional methods for two-dimensional case.

Modifications of a classical Prony-s method for decomposition parameters searching of the two-dimensional signal provided by the sum of exponents are offered. For potential accuracy determination of decomposition parameters estimation of a two-dimensional signal the Cramer-Rao system of inequalities by criterion of a mean squared error minimum was used. For each parameter the Cramer-Rao bound estimation was received. Statistical modeling showed that the offered algorithms aren't optimum and the received parameters estimates of a two-dimensional signal can be specified.

How to cite

Верстаков Е.В., Захарченко В.Д., Гаврин Д.С. Построение параметрического разложения двумерных сигналов на основе модификаций метода Прони // Нелинейный мир. 2012. № 11. С. 724–730.

References
  1. Марпл С. Л.(мл.)Цифровой спектральный анализ и его применения / пер. с англ. М: Мир, 1990.
  2. Верстаков Е.В., Захарченко В.Д. Исследование потенциальной точности разложения сигнала в ряд Прони в условиях помех // Успехи современной радиоэлектроники. 2009. №8. С. 78-80.
  3. Верстаков Е.В. Потенциальная помехоустойчивость двумерного метода Прони // Материалы XV Междунар. науч.-технич. конф. «Радиолокация, радионавигация, связь». Воронеж: Изд-во НПФ «САКВОЕЕ» ООО. 2009. Т. 1. С. 67.
  4. Barbieri M. M., Barone P. A Two-Dimensional Prony - s Method for Spectral Estimation / IEEE Transactions On Signal Processing. 1992. V. 40. №11. Р. 2747-2756.
  5. Верстаков Е.В., Захарченко В.Д. Потенциальная точность представления двумерного сигнала рядом Прони // Известия Волгоградского государственного технического университета: межвузовский сборник научных статей. 2010. №4(42). С. 76-79.
  6. Фалькович С.Е. Оценка параметров сигнала. М: Сов. радио, 1970.
  7. Верстаков Е.В. Способ оценки параметров разложения двумерных сигналов с помощью модификации метода Прони // Излучение и рассеяние электромагнитных волн: Труды Междунар. науч. конф. «Излучение и рассеяние ЭМВ ? ИРЭМВ-2011». Таганрог. 2011. С. 423-427.
  8. Патент РФ № 2430382 от 27.09.2011. Верстаков Е.В., Захарченко В.Д. Способ оценки параметров широкополосных радиосигналов по методу Прони // Изобретения. Полезные модели. 2011. №27.