СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ СИГНАЛА В СМЕСИ СИГНАЛА И ШУМА Советский патент 1966 года по МПК H04B1/10 

Известны способы выделения сигнала из шумов, основанные на линейном сглаживании шумов. Для реализации этих сноеобов иснользуются устройства в виде непрерывных или дискретных линейных фильтров. В случае, когда шум является гауссовым, правильно рассчитанный линейный фильтр дает наибольшее возможное сглаживание. Для негауссовых шумов (шум квантования, случайные гармонические помехи, сбои ИКМ и т. н.) линейная фильтрация не является теоретически оптимальной, носкольку не используется факт ограниченности области возможных значений распределения вероятностей, присущей этим видам шумов. Независимо от вида распределения стационарного белого шума с дисперсией о, дисперсия флюктуации сглаженного но п дискретным замерам сигнала постоянной величины равна -. п В предложенном нелинейном способе выделения сигнала, используюш,ем факт ограниченпости области возможных значений шума и основанного на применении элементов техники линейного программирования для построения интервальных оценок сигнала, удается получить существенно меньшую, чем при линейной фнльтрацин, днснерсию флюктуации о,..,. На фиг. 1 изображеи график зависимости суммы сигнала и шума от временн при пепрерывных измерениях; на фнг. 2 - то же, прн дискретных измерениях. Через c(t) обозначена нзмеренная реализацня суммы сигнала а (О, постояппого и равного а на интервале наблюдения « и шума i(i), значения которого не превышают +А. Л аксимальное (|тах ) п минимальное (gmin) значения реализации t,(t) автоматически заиомннаются с помощью запоминающих устройств любой конструкции, после чего выделенное (сглаженное) значение сигнала а получается с номощью суммнрующей схемы как а -г- iiiiix niip. 2 (иначе говоря, а есть середппа интервала возможных значепиГ величины сигнала a(t)a, определяемого перавепетвами t(t)-А -a(t) |(0+А для всех Л. Для случая стациоиарного белого шума с дисперсией з предлагаемый способ обеспечивает

если шум имеет равномерное распределение вероятностей (шум квантования) и

4i- V

llTJ +Yl Yj

-|(1-)1,

I

если шум вызван сбоями одного разряда ИКМ ири вероятности сбоя (О- 1 или ), равной Р, и числе дискретных замеров, равном п. Из формул видно, что нредложенный сиособ сундествеиио более эффективен ири больших п, чем линейное сглаживание.

Предмет изобретения

Снособ онределения величины сигнала в смеси сигнала и шума, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения величины сигнала, амплитуда которого не изменяется за время измерения, а шум имеет ограниченную область распределения вероятностей, производят измерение максимального и минимального значений смеси и затем формируют их полусумму.

rт7 T77;/:: C7/ЯvJ////-v: v 7 7777

,- .,,,.J.-,„.. ..-.ry /SjA-.-;r T- j7.- -У-р.

..i,t.......J-..-,fc.-,V-.-.--.Л.,г1.,.- ..„й.. t.V.. -yJ-4-. r , f -т -r-r

,/////7// ///// //// .-///

.L,.ды; « f /TSxi r / I- / / ,/.

Фиг I

f/ fi{i}

- .u-riSSSZ /,

г