Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов
Рассматривается возможность отличия сверхширокополосных (СШП) сигналов от частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. Демонстрируется, что на основе традиционного определения СШП сигнала ЧМ сигнал, являющийся узкополосным в каждый отдельный момент времени, может быть ошибочно отнесен к СШП сигналам. Пред...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10799 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов / О.В. Лазоренко // Радіофізика та електроніка. — 2008. — Т. 13, № 3. — С. 512-517. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860012763301019648 |
|---|---|
| author | Лазоренко, О.В. |
| author_facet | Лазоренко, О.В. |
| citation_txt | Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов / О.В. Лазоренко // Радіофізика та електроніка. — 2008. — Т. 13, № 3. — С. 512-517. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Рассматривается возможность отличия сверхширокополосных (СШП) сигналов от частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. Демонстрируется, что на основе традиционного определения СШП сигнала ЧМ сигнал, являющийся узкополосным в каждый отдельный момент времени, может быть ошибочно отнесен к СШП сигналам. Предлагается концепция динамического показателя широкополосности, основанного на анализе функции спектральной плотности динамического (оконного) преобразования
Фурье сигнала. Показывается эффективность нового критерия, основанного на данной концепции, при анализе ЧМ сигналов.
Розглядається можливість відрізнення над широко-смугових (НШС) сигналів від частотно-модульованих (ЧМ) сигналів. Демонструється, що на базі традиційного визначення НШС сигналу ЧМ сигнал, що є вузькосмуговим в кожний окремий момент часу, може бути помилково віднесений до НШС сигналів. Пропонується концепція динамічного показника широкосмуговості, побудованого на аналізі функції спектральної щільності динамічного (віконного) перетворення Фур’є сигналу. Показується ефективність нового критерію, побудованого на даній концепції, при аналізі ЧМ сигналів.
The possibility of distinguishing of the ultra-wideband (UWB) signals from frequency modulated (FM) signals is considered. It is demonstrated that FM signal, being narrowband in each instant of time, with the traditional UWB signal definition usage can be falsely classified as the UWB signal. The dynamic fractional bandwidth conception based on the analysis of the spectral density function of short-time Fourier transform is suggested. The efficiency of the new criterion based on this conception for FM signal analysis is shown.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:43:23Z |
| format | Article |
| fulltext |
__________
ISSN 1028-821X Радиофизика и электроника, том 13, № 3, 2008, с. 512-517 ИРЭ НАН Украины, 2008
УДК 537.867:621.396.2.018.424
НОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ОПИСАНИЯ
СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ И ПРОЦЕССОВ
О. В. Лазоренко
Харьковский национальный университет радиоэлектроники
14, пр. Ленина, Харьков, 61166, Украина
E-mail: Oleg-Lazorenko@yandex.ru
Рассматривается возможность отличия сверхширокополосных (СШП) сигналов от частотно-модулированных (ЧМ) сиг-
налов. Демонстрируется, что на основе традиционного определения СШП сигнала ЧМ сигнал, являющийся узкополосным в каж-
дый отдельный момент времени, может быть ошибочно отнесен к СШП сигналам. Предлагается концепция динамического показа-
теля широкополосности, основанного на анализе функции спектральной плотности динамического (оконного) преобразования
Фурье сигнала. Показывается эффективность нового критерия, основанного на данной концепции, при анализе ЧМ сигналов. Ил. 3.
Библиогр.: 27 назв.
Ключевые слова: сверхширокополосный сигнал, частотно-модулированный сигнал, динамический показатель широко-
полосности.
Стремительное развитие СШП техноло-
гий, которое наблюдается в последние годы, от-
крывает новые возможности для специалистов в
различных областях науки и техники. СШП сиг-
налы успешно применяются в радиолокации, те-
лекоммуникации, дистанционном радиозондиро-
вании [1-20]. Основным их преимуществом перед
традиционными узкополосными и широкополос-
ными сигналами является способность перено-
сить значительно большее количество информа-
ции об объекте исследования (см., например, [2]).
Платой за получаемые новые возможности явля-
ется как необходимость разработки новых мето-
дов описания, анализа, генерации, излучения,
приема и обработки таких сигналов, так и необ-
ходимость создания соответствующих техниче-
ских средств. В 1990-2000-е гг. рядом специали-
стов были разработаны и успешно реализованы
различные способы решения данных задач, что
нашло свое отражение в сотнях публикаций, в
том числе и в книгах, появившихся в течение пя-
ти последних лет как в дальнем, так и в ближнем
зарубежье [8, 10, 11, 15, 18]. Вклад украинских
ученых в развитие СШП технологий также явля-
ется существенным (см., например, [12]).
Следует также заострить внимание на
том, что понятие СШП сигнала в целом не долж-
но ограничиваться только рамками технологий,
именуемых на сегодня сверхширокополосными
[19, 20]. Более того, не следует отождествлять
СШП сигналы только с СШП радиосигналами.
Многие сигналы и процессы в природе, науке и
технике, причем не обязательно только электро-
магнитного происхождения, оказываются СШП
сигналами и процессами. Их порождают, напри-
мер, химические и ядерные взрывы, запуски и
полеты ракет, функционирование взрывомагнит-
ных генераторов, взрывы электромагнитных
бомб, землетрясения, извержения вулканов, мощ-
ные метеопроцессы, молнии, метеоры, геокосми-
ческие бури, геомагнитные процессы, прохожде-
ние солнечного терминатора. СШП сигналами
являются океанические волны-убийцы, акустиче-
ские сигналы человека и животных и даже излу-
чение абсолютно черного тела, описываемое зна-
менитой формулой Планка. Примеры СШП сиг-
налов и процессов можно продолжить.
Все эти примеры, по нашему мнению
[19, 20], объединяет то, что при их описании для
линеаризации соответствующих нелинейных
уравнений не удается использовать традиционно
удобный малый параметр 0/ ff , который, что
удивительно, и является показателем широкопо-
лосности сигнала . Последнее приводит к вы-
воду о том, что как линейная физика является
предельным частным случаем нелинейной физи-
ки, так и понятие узкополосного сигнала оказы-
вается лишь упрощенным частным случаем более
общего понятия – СШП сигнала. Более того, мо-
жет оказаться, что линейным системам, в основ-
ном, соответствуют квазигармонические сигналы
и процессы, а нелинейным – СШП сигналы и
процессы.
Вместе с тем, несмотря на значительный
интерес специалистов к данной тематике, сущест-
вует ряд слабоосвещенных и неурегулированных
вопросов, в том числе и на уровне определений.
Для предотвращения терминологической
путаницы в области СШП технологий междуна-
родной организацией IEEE в 2006 г. из числа спе-
циалистов (от Украины в нее вошли и харьковча-
не С. А. Масалов и Г. П. Почанин) была создана
рабочая группа, целью которой является разра-
ботка соответствующего стандарта (IEEE Stan-
dard P1672). К сожалению, работа этой группы в
данное время еще не завершена и в распоряжении
автора имеется только промежуточный документ
[21], который пока не вступил в действие.
mailto:Leonid.F.Chernogor@univer.kharkov.ua
О. В. Лазоренко / Новые параметры для описания…
_________________________________________________________________________________________________________________
513
Представляется целесообразным введение
новых дополнительных числовых характеристик,
которые позволят более корректно разрешить не-
которые из неурегулированных вопросов. Этим
объясняется актуальность предлагаемой статьи.
Целью работы является введение в теорию
и практику новой числовой характеристики, до-
полняющей уже существующие, и построение на
ее основе количественного критерия, позволяюще-
го отделить СШП сигналы и процессы от являю-
щихся принципиально узкополосными ЧМ сигна-
лов и процессов.
1. Понятие СШП сигнала. Под СШП
сигналом (см., например, [1-3, 7, 8]) понимают
сигнал, показатель широкополосности которо-
го удовлетворяет условию
2min . (1)
Показатель широкополосности по опре-
делению (см., например, [1, 7, 8]) задается соот-
ношением
minmax
minmax
0
2
ff
ff
f
f
, (2)
где 0f , minf , maxf – средняя, минимальная и
максимальная частоты квадрата модуля спек-
тральной функции (СФ) одномерного преобразо-
вания Фурье (ОПФ) )( fS данного сигнала )(ts ;
minmax fff – ширина полосы частот сигнала.
Это определение СШП сигнала, традици-
онно используемое как в русскоязычной, так и в
зарубежной литературе, дано в 1989 г. авторами
работы [2]. Тем не менее на сегодня существует
несколько отличающихся друг от друга опреде-
лений СШП сигнала, введенных различными ор-
ганизациями в разных странах мира. Источником
различий служит величина min и метод нахож-
дения minf и maxf . Для финитных во времени
сигналов, имеющих принципиально неограни-
ченную в частотной области модуля СФ ОПФ,
последнее является далеко не очевидным.
Согласно определению, введенному в
1990 г. комиссией управления перспективных
военных НИОКР Министерства обороны США
(DARPA) (см., например, [2-6, 8]), 25,0min , а
minf и maxf следует находить по уровню 20 дБ
уменьшения квадрата модуля СФ относительно
главного максимума.
В то же время определение Федеральной
комиссии связи США (FCC), появившееся в
2002 г. [7, 8, 22], предлагает считать ,20,0min а
minf и maxf определять по уровню 10 дБ, при-
чем ширина полосы частот, занимаемых СШП
сигналом, должна удовлетворять условию
500f МГц.
В работе, как и в статьях [19, 20, 23], по-
лагаем, что ,20,0min а minf и maxf будем оп-
ределять по уровню убывания модуля СФ ОПФ в
e раз относительно ее главного максимума. По-
добный подход несколько отличается от рассмот-
ренных выше, однако авторам он представляется
более физичным [9, 19, 20]. К тому же при таком
способе определения частоты minf и maxf наи-
лучшим образом удовлетворяют следующему
известному соотношению (см., например, [2, 3]):
,/4 N (3)
где N – количество лепестков СШП сигнала.
Отсюда следует, что N для СШП сигнала явля-
ется ограниченной величиной: 20N .
Из определения СШП сигнала следует,
что сигналы с 2 относятся к видеосигналам, с
2,001,0 – к широкополосным, а с 01,0 –
к узкополосным сигналам (см., например, [11]).
Очевидно, что монохроматические сигналы име-
ют 0 .
2. Динамический показатель широко-
полосности. Указанная классификация, основан-
ная на построении показателя широкополосности
сигнала , показывает хорошие результаты для
простых сигналов, у которых база сигнала
1fB s , где s – длительность сигнала. Для
сложных сигналов, как известно, 1B .
Рассмотрим модельный линейно частот-
но-модулированный (ЛЧМ) сигнал вида
)()(2sin)( 001 ttfAts , (4)
где )1/()/()( ss ttt ; )(t – функция
Хэвисайда; 1)( fattf ; 0a ; 0 – начальная
фаза; )0(1 ff . Для такого сигнала 1min ff ,
1max faf s и minmax fff .sa
С другой стороны,
sBf / ; (5)
.
2
1
2
)(
2
1
11
minmax0
B
f
a
f
fff
s
s
s
(6)
Подставляя (5) и (6) в (2), получаем, что
)2//( 1 sfBB . Отсюда при условии
2/90 1 Bf s показатель широкополосности
такого сигнала удовлетворяет условию СШП
сигнала (1).
В то же время показатель широкополос-
ности ЛЧМ сигнала (обозначим его 0 ) можно
рассчитать с помощью соотношения (3). Количе-
ство лепестков сигнала N оценим с помощью
О. В. Лазоренко / Новые параметры для описания…
_________________________________________________________________________________________________________________
514
минимального периода ,minT связанного со сред-
ней частотой соотношением .2/1/1 0maxmin ffT
Тогда ss fTN 0min 4/2 ).2/(4 1 sfB Отсю-
да )2//(1 10 sfB и 0B .
Таким образом, при выполнении условия
2/92/5 1 BfB s создается парадоксальная
ситуация, когда ЛЧМ сигнал, будучи принципи-
ально узкополосным в каждый отдельный момент
времени, по величине показателя широкополос-
ности должен быть отнесен к СШП сигналам.
Возможность возникновения такого случая была
отмечена в работе [1], но никаких предложений
по ее разрешению там, к сожалению, выдвинуто
не было.
В результате этого в 2000-е гг. появился
целый ряд как теоретических, так и практических
работ (см., например, [24]), в которых разрабо-
танные системы, использующие ЛЧМ сигналы,
были, по нашему мнению, неправомерно отнесе-
ны к СШП.
Те же вопросы возникают и при класси-
фикации ЧМ сигналов с иным законом модуля-
ции.
Для корректного выхода из создавшейся
ситуации предлагаем для описания СШП сигна-
лов ввести еще одну дополнительную числовую
характеристику – динамический показатель ши-
рокополосности. Идея его построения основана
на оценке ширины модуля СФ динамического
(оконного) преобразования Фурье (ДПФ), часто
называемого мгновенным спектром сигнала. Та-
кой подход хорошо известен в теории нестацио-
нарных сигналов.
Рассмотрим ДПФ исследуемого сигнала
)(ts , которое, как известно, задается соотношением
,)2exp()()(),( dtftitwtsfS
где ),( fS – модуль СФ ДПФ; – переменная,
описывающая сдвиг финитной (или квазифинит-
ной) оконной функции )(tw относительно сигна-
ла )(ts .
Пусть )(ts – сигнал, финитный на интер-
вале st ,0 . Тогда с помощью модуля его СФ
ДПФ при каждом фиксированном значении на
интервале s,0 можно вычислить величину
показателя широкополосности, используя опре-
деление (2). Такой показатель широкополосности
оказывается функцией переменной сдвига , а
значит, и времени. Поэтому его можно назвать
динамическим показателем широкополосности и
обозначить )(d .
При его вычислении определяющую роль
играет выбор вида оконной функции )(tw и ее
ширины во временной области. Одним из воз-
можных путей решения первой из этих двух задач
может быть использование числовых характери-
стик и основанного на них функционала качества,
которые были успешно применены авторами ра-
бот [25, 26] для выбора оптимальной вейвлетоб-
разующей функции при проведении вейвлет-
анализа СШП сигналов. В приведенных ниже
примерах для простоты ограничимся прямо-
угольной временной оконной функцией.
Выбор ширины оконной функции )(tw за-
висит от вида анализируемого сигнала. Представля-
ется целесообразным для СШП сигнала положить
ширину оконной функции )(tw равной его дли-
тельности во временной области ,s а для ЛЧМ
сигнала – периоду, равному его минимальной час-
тоте min/1 f . Для реальных радиотехнических сис-
тем возможности выбора ширины оконной функ-
ции во временной области, разумеется, будут ог-
раничены их соответствующим разрешением.
Рассмотрим особенности динамического
показателя широкополосности при анализе раз-
ных видов сигналов.
Выберем модельный СШП сигнал вида
(см., например, [11])
),(2sin)( 02 t
t
nAts
s
(7)
где количество лепестков сигнала составляет
nN 2 . Для такого сигнала динамический пока-
затель широкополосности при 1n 2)(d , а
при 2n
,
2
,0,
1
;0,
2
,
1
)(
s
s
s
s
d
где N/4 – показатель широкополосности,
вычисленный на основе модуля СФ ОПФ. Отме-
тим, что минимальное значение )(d , достигае-
мое при 0 , оказывается в точности рав-
ным . Это и неудивительно, поскольку именно
в этом случае длительность сигнала s равна ши-
рине окна )(tw . При других же значениях в
окно попадает лишь часть сигнала, а значит, ко-
личество лепестков сигнала, учитываемых при
вычислении )(d , уменьшается и значение
)(d возрастает. На рис. 1 приведен вид мо-
О. В. Лазоренко / Новые параметры для описания…
_________________________________________________________________________________________________________________
515
дельного СШП сигнала (7) во временной области
при 4N ( 1 ) (рис. 1, а), модуль его СФ ДПФ
(рис. 1, б) и соответствующий график )(d
(рис. 1, в). Для сравнения на рис. 2 показаны ана-
логичные характеристики для сигнала (7) при
24N , когда такой сигнал уже не является СШП
( 16,0 ).
Рис. 1. Анализ модели СШП сигнала (6) при 4N ( 1 ):
а) – сигнал во временной области; б) – модуль СФ ДПФ;
в) – динамический показатель широкополосности. Здесь и
далее пунктирной линией показано значение показателя ши-
рокополосности
Рис. 2. Анализ модели сигнала (6) при 20N ( 2,0 ):
а) – сигнал во временной области; б) – модуль СФ ДПФ;
в) – динамический показатель широкополосности
Особый интерес представляет рис. 3, на
котором показаны характеристики модельного
несверхширокополосного ЛЧМ сигнала (3)
(рис. 3, а). Для него оказывается, что ,7,1 од-
нако )(d , как и ожидалось, везде принимает
меньшие значения (рис. 3, в).
Рис. 3. Анализ модели ЛЧМ сигнала (4) ( 7,1 ): а) – сигнал
во временной области: б) – модуль СФ ДПФ; в) – динамиче-
ский показатель широкополосности 4,1maxd
На основе проведенных исследований
можно сформулировать принцип, который по
характеру динамического показателя широкопо-
лосности )(d позволит отличать СШП сигна-
лы и процессы от ЧМ сигналов и процессов. Та-
ким образом, если выполняется условие
maxd , то такой сигнал или процесс можно
отнести к СШП, если же maxd , то этого де-
лать нельзя.
3. Обсуждение результатов. Концепция
динамического показателя широкополосности
является одной из возможных попыток разграни-
чить СШП и узкополосные сигналы и процессы,
когда они являются сложными ( 1B ). Концеп-
ция ни в коей мере не противоречит сложившим-
ся в области СШП технологий представлениям, а
лишь позволяет дополнить их.
Наряду с продемонстрированными выше
преимуществами концепция динамического пока-
зателя широкополосности имеет и определенные
недостатки. К ним относятся зависимость )(d
от вида выбранной оконной функции и субъекти-
визм при определении ее ширины во временной
области. Также динамический показатель широ-
кополосности неприменим для описания случай-
ных сигналов (в частности, прямохаотических
СШП сигналов), поскольку в нем используется
модуль амплитудного, а не энергетического спек-
0,10
0,05
в)
s
0
1
F
а)
б)
d
1
0
4 2 0 2 / u
s
0
1
F
0,10
0,05
d
1
0
4 2 0 2 / u
а)
б)
в)
s
0
1
F
0,10
0,05
d
1
0
4 2 0 2 / u
а)
б)
в)
О. В. Лазоренко / Новые параметры для описания…
_________________________________________________________________________________________________________________
516
тра сигнала. Тем не менее использование разра-
ботанного критерия, основанного на построении
)(d , представляется полезным и перспектив-
ным при проведении время-частотного анализа
сигналов в рамках применения вейвлет-анализа,
адаптивного преобразования Фурье, нелинейных
преобразований класса Коэна (преобразований
Вигнера, Чои-Вильямса, Борна-Жордана и их мо-
дификаций), а также системного спектрального
анализа [27].
Выводы. Показано, что существующие па-
раметры СШП сигналов не позволяют эффективно
разделять СШП и сложные сигналы, которые в
большинстве случаев в каждый отдельный момент
времени не являются сверхширокополосными.
Предложена концепция динамического
показателя широкополосности сигнала, основан-
ная на хорошо известном в теории нестационар-
ных сигналов методе – анализе СФ ДПФ. Она
дополняет возможности существующих парамет-
ров по описанию СШП сигналов и процессов.
На основе концепции динамического по-
казателя широкополосности разработан критерий,
позволяющий отличить СШП сигналы от не-
сверхширокополосных ЧМ сигналов.
Показана эффективность динамического
показателя широкополосности, рассмотрены его
достоинства и недостатки. К достоинствам отно-
сится возможность отличить СШП сигнал от уз-
кополосного ЧМ сигнала, к недостаткам – зави-
симость от вида оконной функции, субъектив-
ность при выборе ее ширины во временной об-
ласти, а также неприменимость для описания
случайных сигналов.
Предлагаемый подход может быть поле-
зен при проведении время-частотного анализа
сигналов в рамках применения вейвлет-анализа,
адаптивного преобразования Фурье, нелинейных
преобразований класса Коэна (преобразований
Вигнера, Чои-Вильямса, Борна-Жордана и их мо-
дификаций), а также системного спектрального
анализа.
1. Хармут Х. Ф. Несинусоидальные волны в радиолокации и
радиосвязи / Пер. с англ. под ред. А. П. Мальцева. – М.:
Радио и связь, 1985. – 376 с.
2. Астанин Л. Ю., Костылев А. А. Основы сверхширокопо-
лосных радиолокационных измерений. – М.: Радио и
связь, 1989. – 192 с.
3. Astanin L. Y., Kostylev A. A. Ultrawideband Radar Measure-
ments: Analysis and Processing. – London: The Institute of
Electrical Engineers, 1997. – 244 p.
4. Barrett T. W. History of UltraWideBand (UWB) Radar &
Communications: Pioneers and Innovations // Proc. Conf.
Progress In Electromagnetics Symposium 2000. – Cambridge,
2000. – Р. 1-20.
5. Ultra-Wideband Radar Technology / Edited by Taylor J. D. –
Boca Raton: CRC Press LLC, 2001. – 421 p.
6. Barrett T. W. History of Ultra Wideband Communications and
Radar: Part I, UWB Communications // Microwave Journal. –
2001. – Р. 22-54.
7. Иммореев И., Судаков А. Сверхширокополосные и узко-
полосные системы связи. Совместная работа в общей по-
лосе частот // Электроника: НТБ. – 2003. – № 2. – С. 34-37.
8. UWB. Theory and Applications / Edited by I. Oppermann,
M. Hamalainen, J. Iinatti. – Chichester: Wiley, 2004. – 223 p.
9. Лазоренко О. В., Лазоренко С. В., Черногор Л. Ф. Приме-
нение вейвлет-анализа к задаче обнаружения кратковре-
менных знакопеременных и сверхширокополосных про-
цессов // Электромагнитные волны и электронные систе-
мы. – 2004. – 9, № 9-10. – С. 31-62.
10. Ghvami M., Michael L. B., Kohno R. Ultra Wideband Signals
and Systems in Communication Engineering. – Chichester:
Wiley, 2004. – 247 p.
11. Nekoogar F. Ultra-Wideband Communications: Fundamentals
and Applications. – New York: Prentice Hall, 2005. – 240 p.
12. Вопросы подповерхностной радиолокации / Под ред.
А. Ю. Гринева. – М.: Радиотехника, 2005. – 416 с.
13. Лазоренко О. В., Черногор Л. Ф. Фрактальные сверхши-
рокополосные сигналы // Радиофизика и радиоастроно-
мия. – 2005. – 10, № 1. – С. 62-84.
14. Лазоренко О. В., Лазоренко С. В., Черногор Л. Ф. Вейвлет-
анализ нелинейных волновых процессов // Успехи совр.
радиоэлектрон. – 2005. – № 10. – С. 3-21.
15. Ultra Wideband Wireless Communication / Edited by
H. Arslan, Z. N. Chen, M.-G. Di Benedetto. – Chichester: Wi-
ley, 2006. – 500 p.
16. Chernogor L. F., Kravchenko V. F., Lazorenko O. V. Ultra
wideband signals: theory, simulation and digital processing /
In Proc. Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals. – Se-
vastopol: SevNTU, 2006. – P. 32-37.
17. Кравченко В. Ф., Лазоренко О. В., Пустовойт В. И., Чер-
ногор Л. Ф. Новый класс фрактальных сверхширокопо-
лосных сигналов // Докл. АН РАН. – 2007. – 413, № 1. –
С. 31-35.
18. Pam Siriwongpairat W., Ray Liu K. J. Ultra-Wideband Com-
munications Systems. Multiband OFDM Approach. – Chiche-
ster: Wiley, 2007. – 229 p.
19. Лазоренко О. В., Черногор Л. Ф. Сверхширокополосные
физические процессы и сигналы. 1. Основные понятия,
модели и методы описания // Радиофизика и радиоастро-
номия. – 2008. – 13, № 2. – С. 166-194.
20. Лазоренко О. В., Черногор Л. Ф. Сверхширокополосные
физические процессы и сигналы. 2. Методы анализа и
применение // Радиофизика и радиоастрономия. – 2008. –
13, № 4. – С. 270-322.
21. IEEE P1672 Ultrawideband Radar Definitions // Draft Version
1.5, April 4, 2006. – New York: IEEE, 2006. – 16 p.
22. Revision of part 15 of the commission’s rules regarding ultra-
wideband transmission systems. First report and order. FCC
02–48. – Federal Communications Commission, 2002. – 36 p.
23. Лазоренко О. В., Черногор Л. Ф. Дисперсионные искаже-
ния высокочастотных сверхширокополосных радиосигна-
лов в ионосфере // Геомагнетизм и аэрономия. – 1997. –
37, № 6. – С. 80-90.
24. Арманд Н. А., Власюк А. Л., Марчук В. Н. и др. Подпо-
верхностное зондирование грунта Марса. Первые резуль-
таты / ІІ Всероссийская научная конференция-семинар
«Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и
акустике»: сб. докл. – Муром: Изд.-полигр. центр МИ
ВлГУ, 2006. – С. 27-30.
25. Лазоренко О. В., Лазоренко С. В., Черногор Л. Ф. Вейвлет-
анализ нелинейных волновых процессов // Успехи совр.
радиоэлектрон. – 2005. – № 10. – С. 3-21.
26. Лазоренко О. В., Лазоренко С. В., Черногор Л. Ф. Вейвлет-
анализ модельных сверхширокополосных сигналов // Ус-
пехи совр. радиоэлектрон. – 2006. – № 8. – С. 47-61.
27. Лазоренко О. В., Черногор Л. Ф. Системный спектраль-
ный анализ сигналов: теоретические основы и практиче-
ские применения // Радиофизика и радиоастрономия. –
2007. – 12, № 2. – С. 162-181.
О. В. Лазоренко / Новые параметры для описания…
_________________________________________________________________________________________________________________
517
NEW PARAMETERS FOR THE
ULTRA-WIDEBAND SIGNALS
AND PROCESSES DESCRIPTION
O. V. Lazorenko
The possibility of distinguishing of the ultra-wideband
(UWB) signals from frequency modulated (FM) signals is consi-
dered. It is demonstrated that FM signal, being narrowband in each
instant of time, with the traditional UWB signal definition usage
can be falsely classified as the UWB signal. The dynamic fraction-
al bandwidth conception based on the analysis of the spectral
density function of short-time Fourier transform is suggested. The
efficiency of the new criterion based on this conception for FM
signal analysis is shown.
Key words: ultra-wideband signal, frequency-
modulated signal, dynamic fractional bandwidth.
НОВІ ПАРАМЕТРИ ДЛЯ ОПИСУ
НАДШИРОКОСМУГОВИХ СИГНАЛІВ
ТА ПРОЦЕСІВ
О. В. Лазоренко
Розглядається можливість відрізнення над широко-
смугових (НШС) сигналів від частотно-модульованих (ЧМ)
сигналів. Демонструється, що на базі традиційного визначен-
ня НШС сигналу ЧМ сигнал, що є вузькосмуговим в кожний
окремий момент часу, може бути помилково віднесений до
НШС сигналів. Пропонується концепція динамічного показ-
ника широкосмуговості, побудованого на аналізі функції спект-
ральної щільності динамічного (віконного) перетворення
Фур’є сигналу. Показується ефективність нового критерію,
побудованого на даній концепції, при аналізі ЧМ сигналів.
Ключові слова: надширокосмуговий сигнал, час-
тотно-модульований сигнал, динамічний показник широко-
смуговості.
Рукопись поступила 26 июня 2008 г.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-10799 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1028-821X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:43:23Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лазоренко, О.В. 2010-08-06T15:49:01Z 2010-08-06T15:49:01Z 2008 Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов / О.В. Лазоренко // Радіофізика та електроніка. — 2008. — Т. 13, № 3. — С. 512-517. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. 1028-821X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10799 537.867:621.396.2.018.424 Рассматривается возможность отличия сверхширокополосных (СШП) сигналов от частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. Демонстрируется, что на основе традиционного определения СШП сигнала ЧМ сигнал, являющийся узкополосным в каждый отдельный момент времени, может быть ошибочно отнесен к СШП сигналам. Предлагается концепция динамического показателя широкополосности, основанного на анализе функции спектральной плотности динамического (оконного) преобразования
 Фурье сигнала. Показывается эффективность нового критерия, основанного на данной концепции, при анализе ЧМ сигналов. Розглядається можливість відрізнення над широко-смугових (НШС) сигналів від частотно-модульованих (ЧМ) сигналів. Демонструється, що на базі традиційного визначення НШС сигналу ЧМ сигнал, що є вузькосмуговим в кожний окремий момент часу, може бути помилково віднесений до НШС сигналів. Пропонується концепція динамічного показника широкосмуговості, побудованого на аналізі функції спектральної щільності динамічного (віконного) перетворення Фур’є сигналу. Показується ефективність нового критерію, побудованого на даній концепції, при аналізі ЧМ сигналів. The possibility of distinguishing of the ultra-wideband (UWB) signals from frequency modulated (FM) signals is considered. It is demonstrated that FM signal, being narrowband in each instant of time, with the traditional UWB signal definition usage can be falsely classified as the UWB signal. The dynamic fractional bandwidth conception based on the analysis of the spectral density function of short-time Fourier transform is suggested. The efficiency of the new criterion based on this conception for FM signal analysis is shown. ru Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України Распространение и рассеяние волн Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов Нові параметри для опису надширокосмугових сигналів та процесів New parameters for the ultra-wideband signals and processes description Article published earlier |
| spellingShingle | Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов Лазоренко, О.В. Распространение и рассеяние волн |
| title | Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов |
| title_alt | Нові параметри для опису надширокосмугових сигналів та процесів New parameters for the ultra-wideband signals and processes description |
| title_full | Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов |
| title_fullStr | Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов |
| title_full_unstemmed | Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов |
| title_short | Новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов |
| title_sort | новые параметры для описания сверхширокополосных сигналов и процессов |
| topic | Распространение и рассеяние волн |
| topic_facet | Распространение и рассеяние волн |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10799 |
| work_keys_str_mv | AT lazorenkoov novyeparametrydlâopisaniâsverhširokopolosnyhsignaloviprocessov AT lazorenkoov novíparametridlâopisunadširokosmugovihsignalívtaprocesív AT lazorenkoov newparametersfortheultrawidebandsignalsandprocessesdescription |