Цифровий метод спектрального аналізу широкосмугових сигналів

ЦИФРОВИЙ МЕТОД СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛІЗУ ШИРОКОСМУГОВИХ СИГНАЛІВ

DIGITAL METHOD OF SPECTRAL ANALYSIS WIDE-SIGNALS

Сторінки: 92-96. Номер: №3, 2019 (273)
Автори:
Г.Г. БОРТНИК, М.В. ВАСИЛЬКІВСЬКИЙ, А.В. КОВАЛЕНКО
Вінницький національний технічний університет
G.G. BORTNYK, M.V. VASYLKIVSKYI, A.V. KOVALENKO
Vinnytsia National Technical University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2019-273-3-92-96
Рецензія/Peer review : 17.05.2019 р.
Надрукована/Printed : 01.06.2019 р.

Анотація мовою оригіналу

У роботі представлено високопродуктивний метод цифрового спектрального аналізу широкосмугових сигналів, який базується на процедурі розділення масиву досліджуваного сигналу на ряд підпослідовностей. Сформовані підпослідовності обробляються згідно з алгоритмом ШПФ. У рамках запропонованого методу отримано вирази для розрахунку параметрів структури ШПФ. Аналіз ефективності запропонованого методу підтвердив, що завдяки розробленому методу вдається підвищити продуктивність цифрового спектрального аналізу широкосмугових сигналів у 2÷4,6 разів залежно від об’єму аналізованої вибірки сигналу та довжини оброблюваної підпослідовності.
Ключові слова: широкосмугові сигнали, швидке перетворення Фур’є, спектральний аналіз, роздільна здатність.

Розширена анотація англійською мовою

Spectral analysis of broadband signals based on Fast Fourier Transformation (FFT) algorithms has a number of features associated with the required resolution in frequency and high processing performance. In this case, the direct application of FFT algorithms for the implementation of these conflicting requirements is a complex scientific and technical task. At the same time, when solving problems related to the spectral analysis of broadband signals in telecommunication and radio engineering systems that operate in real time, the productivity of existing methods and means of DSP is inadequate. The purpose of the work is to increase the productivity of the spectral analysis of broadband signals due to the partition of the implementation of the signal on a number of subsequences with subsequent processing in the frequency domain. The paper presents a high-performance method of digital spectral analysis of broadband signals, which is based on the procedure of separating the array of the investigated signal into a series of sub sequences. The formed subsequences are processed according to the FFT algorithm. In the framework of the proposed method, expressions were obtained for the calculation of parameters of FFT structure. The analysis of the efficiency of the proposed method confirmed that due to the developed method it is possible to increase the productivity of the digital spectral analysis of broadband signals in 2 ÷ 4.6 times depending on the volume of the analyzed sample of the signal and the length of the processed subsequence. The maximum gain in productivity is achieved provided that the processed subsequence has a small length and the volume of the array of the investigated signal is large.
The proposed method can be used in telecommunication and radio engineering systems for the spectral analysis of broadband signals in real time mode.
Keywords: wide-signals, Fast Fourier Transformation, spectral analysis, resolution.

References

1. Rabiner L. Teoriya i primenenie cifrovoj obrabotki signalov / L. Rabiner, B. Gould ; per. s angl. – M. : Mir, 1978. – 848 s.
2. Bortnyk H.H. Metody ta zasoby pervynnoho tsyfrovoho obroblennia radiosyhnaliv / H. Bortnyk, M.V. Vasylkivskyi, V.M. Kychak. – Vinnytsia : VNTU, 2016. – 168 s.
3. Ajficher E. Cifrovaya obrabotka signalov / E. Ajficher, Dzhervis ; per. s angl. – M. : Vilyams, 2004. – 992 s.
4. Bortnyk H.H. Metod otsiniuvannia determinovanykh skladovykh fazovoho dryzhannia u tsyfrovykh systemakh peredavannia / H.H. Bortnyk, V. Vasylkivskyi, O.H. Bortnyk // Vymiriuvalna ta obchysliuvalna tekhnika v tekhnolohichnykh protsesakh. – 2012. – № 3 – S. 45–48.
5. Bortnyk H.H. Tsyfrovyi metod spektralnoho otsiniuvannia vypadkovykh syhnaliv / H.H. Bortnyk, V. Vasylkivskyi, O.V. Stalchenko // Visnyk Vinnytskoho politekhnichnoho instytutu. – 2014. – № 2. – S. 108–114.
6. Bortnyk H. Metody tsyfrovoho spektralnoho analizu vuzkosmuhovykh syhnaliv / H.H. Bortnyk, O.H. Bortnyk, O.V. Stalchenko // Visnyk Vinnytskoho politekhnichnoho instytutu. – 2016. – № 4. – S. 97–101.
7. Bortnyk H.H. Metody ta zasoby analoho-tsyfrovoho peretvorennia vysokochastotnykh syhnaliv / H.H. Bortnyk, S.H. Bortnyk, V.M. Kychak. – Vinnytsia : VNTU, 2014. – 128 s.
8. Bortnyk H. Metody ta prystroi otsiniuvannia kharakterystyk impulsno-kodovykh moduliatoriv shyrokosmuhovykh syhnaliv : monohrafiia / H. H. Bortnyk, V.M. Kychak, N.O. Punchenko. – Vinnytsia : VNTU, 2014. – 147 s.Рецензія/Peerreview : 03.04.2019