Time-frequency transformations of signals for the design system of multi-parameter analysis
- 1 к.т.н, доцент, кафедра «Радиоэлектронные системы», Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса (г. Шахты)
- 2 д.т.н., проректор по науч. работе, профессор, кафедра «Радиоэлектронные системы», Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса (г. Шахты)
- 3 аспирант, кафедра «Радиоэлектронные системы», Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса (г. Шахты)
- 4 студент, кафедра «Радиоэлектронные системы», Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса (г. Шахты)
Abstract
In this paper we consider linear time-frequency transform such as the Gabor windowed Fourier transform and nonlinear class of Cohen. We study their characteristics and properties. We consider a field of using time-frequency transformations. Researches have shown that the field of the time-frequency transformations is vast and not limited to the analysis of non stationary signals.
In order to study the resolution of the considered time-frequency transforms, set of models test signals are generated (dual-frequency signal, linearly frequency-modulated signal (chirp signal) and tone-frequency modulated signal (tone FM signal)), which differ in spectral composition. The graphs of the spectrum of test signals obtained by linear and nonlinear time-frequency Gabor transform and the Choi-Williams, respectively are presented.
Accuracy representation of test signals are researched in the case of linear and nonlinear time-frequency transform by criteria standard deviation, and the results are summarized in the table.
Based on studies of time-frequency spectrums and estimates of accuracy of the representation test signal in the case of linear and nonlinear transformations is formed recommendations about the use of spectrum time-frequency transformations to increase the amount of information about the parameters and composition of the decomposed signal components at various local areas.
How to cite
Шерстобитов А.И., Марчук В.И., Малинис М.П., Гридин С.А. Частотно-временные преобразования сигналов для построения системы многопараметрического анализа // Нелинейный мир. 2012. № 11. С. 762–768.
References
- Юдин М.Н., Фарков Ю.А., Филатов Д.М. Введение в вейвлет-анализ. М., 2001.
- Cohen L. Time-frequency Distribution // Proceedings of IEEE. 1989. V. 77. №7. P. 941-981.
- Gabor О. Theory of communication //ЕЕ (London). 1946. V. 93. Р. 42.
- Portnoff M.R. Time-frequency representation of digital signal and systems based on short-time Fourier analysis // IEEE Transaction on Signal Processing. 1980. V. 28. №2. P. 1055-1062.
- Меркушева А.В. Классы преобразований нестационарного сигнала в информационно-измерительных системах. Элементы теории // Научное приборостроение. 2002. Т. 12. №2. С. 50-58.
- Wigner Е.Р. Оn the quantum correction for thermodynamic equilibrium // Phys. Rev. 1932. V. 40. Р. 749-759.
- Choi H., Williams W.J. Exponential kernel with reduced interference on the basis of exponential kernel // Proceedings of IEEE. 1996. V. 84. №9. P. 1264-1271.
- Ворр F. La mechanique quantique est-elle unе mechanique statistique classique particuliere / Аnn. Inst. Н. Poincare. 1956. V. 15. Р. 81-112.
- Марчук В.И. Повышение достоверности первичной обработки результатов измерений // Измерительная техника. 2003. №12. С. 3-6.
- Stankovic L.J. Improved Concentration in Time-Frequency Transformation for Using L-Wigner-Distribution // IEEE Transactions on Signal Processing. 1995. V. 43. №5. P. 1263.
- Марчук В.И., Воронин В.В., Шерстобитов А.И. Оценка погрешности выделения полезного сигнала при обработке в условиях ограниченного объема априорной информации // Радиотехника. 2011. №9. С. 75-82.
- Loughlin P.J., Pitton J.W., Atlas L.E. Bilinear time-frequency transformation. New insight and properties // IEEE Transaction on Signal Processing. 1993. V. 41. №3. P. 751-758.
- Choi H., Williams W.J. Improved time-frequency representation with exponential kernels // IEEE Transactions on Signal Processing. 1989. V. 37. №6. P. 862-871.
- Gaunaurd G.C., Strifors H.C. Signal Analysis by Means of Time-Frequency Transformation оf Wigner Type // Proceedings of IEEE. 1996. V. 84. №9. P. 1231-1247.
- Марчук В.И., Румянцев К.Е., Шрайфель И.С. Двукритериальный метод обработки результатов измерений // Авиакосмическое приборостроение. 2005. №12. С. 33-35.