Обнаружение слабых узкополосных сигналов на основе контроля интенсивности потока превышений порога спектральными отсчетами

Эффективная работа большинства систем передачи информации предполагает обеспечение на приёмной стороне довольно больших, определяемых требованиями стандартов, отношений сигнал-шум (ОСШ). В отличие от подобных систем комплексы радиоконтроля (КРК) вынуждены анализировать радиообстановку при разнообразных, в том числе и низких ОСШ. И хотя при неблагоприятных условиях рассчитывать на последующий качественный анализ сигналов проблематично, представляется необходимым обеспечить при низких ОСШ хотя бы высокую чувствительность КРК к появлению радиоизлучений в анализируемом диапазоне частот при параллельном требовании минимизации аппаратно-временных затрат на выявление сигналов. Объектом обнаружения будут выступать слабые узкополосные радиоизлучения, имеющие шумоподобный характер. При стабильной интенсивности подобных сигналов в точке приёма для их обнаружения можно рекомендовать к использованию решающую статистику, базирующуюся на разбиении контролируемого радиодиапазона на узкие полосы частот и сравнении с порогом наблюдаемой в этой полосе средней мощности излучения. Однако в условиях замираний эффективность такого подхода снижается, а отсутствие у КРК информации о детальной структуре сигналов заметно осложняет поиск оптимального способа обнаружения. Рассматриваются поиск квазиоптимального алгоритма обнаружения в широкой полосе частот шумоподобных узкополосных сигналов и исследование влияния параметров обработки на качественные показатели алгоритма. Практическая значимость состоит в разработке алгоритма обнаружения слабых узкополосных сигналов, базирующегося на контроле интенсивности потока превышений порога спектральными отсчетами, математического аппарата для исследования его показателей качества, базирующегося на методах анализа марковских цепей, а также в базовой оптимизации параметров обработки, обеспечивающей квазиоптимальность предложенного алгоритма. Efficient operation of most information transmission systems requires providing fairly high signal-to-noise ratios (SNR) at the receiver side, as defined by standard requirements. Unlike such systems, radio monitoring complexes (RMC) are forced to analyze the radio environment under various, including low, SNRs. Although under unfavorable conditions it is problematic to count on subsequent qualitative signal analysis, it seems necessary to ensure at least high sensitivity of RMC to the appearance of radio emissions in the analyzed frequency range under the parallel requirement of minimizing hardware and time costs for signal detection. In this article, the object of detection will be weak narrowband radio emissions having noise-like character. With stable intensity of such signals at the reception point, a decision statistic based on dividing the controlled radio range into narrow frequency bands and comparing the observed average radiation power in this band with a threshold can be recommended for their detection. However, under fading conditions, the efficiency of this approach decreases, and the lack of detailed signal structure information at the RMC significantly complicates the search for an optimal detection method. The aim of the work is to find a quasi-optimal algorithm for detecting noise-like narrowband signals in a wide frequency band and to study the influence of processing parameters on the qualitative indicators of the algorithm. The practical significance of the research consists in the development of an algorithm for detecting weak narrowband signals based on monitoring the intensity of the flow of threshold exceedances by spectral samples, a mathematical apparatus for studying its quality indicators based on methods of Markov chain analysis, as well as in the basic optimization of processing parameters ensuring the quasi-optimality of the proposed algorithm.