Zastosowanie statystyk wyższego rzędu do pomiaru przesuwu częstotliwości sygnału FSK

• Autorzy: Kwiatosz J. , Jakubaszek M.

Warianty tytułu

EN

Frequency shift measurement in the FSK signal using higher-order statistic

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Do przesyłania danych binarnych w systemach telekomunikacyjnych wykorzystywany jest sygnał z dwuwartościową manipulacją częstotliwości (FSK), którego podstawowym parametrem jest przesuw częstotliwości. W systemach rozpoznania radioelektronicznego często zachodzi potrzeba dokładnego pomiaru przesuwu częstotliwości w celu identyfikacji egzemplarza radiostacji. Stosowanie standardowych metod pomiaru tego parametru, opartych na analizie korelacyjnej lub widmowej nie daje zadowalających rezultatów, zwłaszcza przy małym stosunku sygnału i szumu. W referacie przedstawiono matematyczne podstawy oraz opis algorytmu i wyniki pomiaru przesuwu częstotliwości w oparciu o analizę wyższego rzędu, a ściślej kumulanty drugiego i czwartego rzędu. Wykorzystano algorytm MUSIC (ang. Multiple Signal Classification), który bazuje na analizie wektorów własnych macierzy korelacji sygnału z szumem. Badania symulacyjne przeprowadzono przy pomocy narzędzi MATLAB-SIMULINK dla różnych stosunków sygnału i szumu oraz różnej liczby próbek. Zastosowana metoda zapewnia dokładność pomiaru przesuwu częstotliwości rzędu dziesiątych części Hz przy stosunku sygnału i szumu 0 dB. Taki rezultat umożliwia wykorzystanie tej metody w procesie identyfikacji nadajnika radiowego.

EN

FSK signal is used for binary data transmission in telecommunication systems. Basic parameters for FSK signal is the frequency shift. Accurate measurement of the frequency shift is necessary in radio electronics reconnaissance for given radio station identification. Using standard measurement methods of this parameter, based on correlation or spectrum analysis is not efficient, especially in the presence of the small signal-to-noise ratio. In this paper mathematical rules as well as algorithm description and frequency shift measurements results based on higher order analysis are presented. Experiments carried out based on the second and the fourth cumulant analysis. Multiple Signal Classification method (MUSIC) based on eigenvector correlation matrix for signal with noise was used. Computer simulation experiments were carried on using Matlab-Simulink programmable science environment for various noise-to-signal ratios as well as various samples number. Method used in the presented experiments guarantees frequency shift accuracy measurement in the order ten parts per Hz in the presence signal-to-noise ratio OdB. This result enables this method to be used in the radio transmitter identification process.

Słowa kluczowe

PL

teoria sygnałów; analiza sygnałów; sygnały; pomiar przesuwu częstotliwości

EN

signal theory; signals - analysis; signals - frequency shift measurement

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 55, nr 2
• Strony: 79--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kwiatosz J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

autor

Jakubaszek M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] M. Bouz Aien, A. Mansour, HOS Criteria & ICA Algorithms Applied to Radar Detection, 4th International Symposium on Independent Component Analysis and Blind Signal Separation (ICA2003), kwiecień 2003, Nara, Japonia.
• [2] H. Chien, H. Yang, Ch. Chi, Parametric Cumulant Based Phase Estimation of 1-D and 2-D Nonminimum Phase Systems by Allpass Filterin, IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING, Vol. 45, No. 7, lipiec 1997.
• [3] S. Haykin, Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, Upper Saddle River, 1996.
• [4] E. Moulines, J. Cardoso, Second-Order Versus Four-Order MUSIC Alorithms: An Asymptotical Statistical Analisys, Telecom Paris CNRS URA-820.
• [5] B. Smith, Ch. Field, Symbolic Cumulant calculations for frequency domain time series, Dalhousie Univesity, marzec 1999.
• [6] HOSA Analysis Guide User, Mathworks Company, 1994.