Theses metadata

“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.

Export

Creator:	Simeunović, Marko, 1985- (aut, code: 01001 - E-CRIS.CG)
Title:	Razvoj estimatora polinomijalno-faznih signala sa naprednim tehnikama za pretraživanje parametara
Copyright date:	2013
Trajni link:	https://phaidra.cis.ac.me/detail_object/o:523?tab=0#mda
Pregled teze:
Download link:
Select license:	Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)

Academic metadata

Theses Type:	Doktorska disertacija
Academic Expertise :	Tehnicko-tehnološke nauke
Academic Title:	doktor nauka - elektrotehnika i računarstvo
University:	Univerzitet Crne Gore
Faculty:	Elektrotehnički fakultet
Group:	Studijski program Elektronika

Other Theses Metadata

Publisher:	[M. Simeunović]
Format:	PDF/A (160 listova)
description:	Elektrotehnika - Digitalna obrada signala
description:	Datum odbrane: 08.04.2013.
Other responsibilities:	Đurović, Igor, 1971- (mentor)
Other responsibilities:	Stanković, Ljubiša, 1960- (član komisije)
Other responsibilities:	Crnojević, Vladimir (član komisije)
Other responsibilities:	Daković, Miloš, 1970- (član komisije)
Other responsibilities:	Đukanović, Slobodan, 1976- (član komisije)
Abstract:	Zbog velike primjene u praktičnim aplikacijama, izučavanju polinomijalno-faznih signala (PPS - engl. polynomial-phase signal ) intenzivno se pristupilo u poslednjih nekoliko decenija. PPS predstavlja podgrupu frekvencijsko-modulisanih signala, kod kojih se faza predstavlja polinomom. Da bi signal bio opisan, neophodno je odrediti vrijednosti njegovih parametara, tj. amplitude, reda polinoma i koeficijenata polinoma faze. Budući da se estimacija obavlja u prisustvu smetnji, ovo ne predstavlja jednostavan zadatak. Tokom poslednjih nekoliko decenija, nastao je veliki broj estimatora PPS-a, optimizovanih za različite tipove smetnji. Estimatori se međusobno razlikuju po tačnosti i računskoj složenosti. Naime, tačnije tehnike su, generalno, računski zahtjevnije, za razliku od onih manje tačnih. Stoga, dizajn PPS estimatora predstavlja kompromis između ova dva zahtjeva. Teza razmatra mogućnosti za poboljšanje postojećih estimatora PPS-a, dizajniranih za rad sa signalima zahvaćenim aditivnim bijelim Gauss-ovim šumom. Poboljšanja su ostvarena na tri načina: smanjivanjem nelinearnosti estimatorskih funkcija, optimizacijom pretrage u tehnikama koje, da bi estimirale parametre, vrše pretragu po višedimenzionim prostorima i implementacijom naprednih tehnika za poboljšanje tačnosti estimiranih parametara. Prilikom izrade doktorske teze, postojala su dva cilja: povećati tačnost estimatora male kompleksnosti, uz očuvanje približno istog broja potrebnih računskih operacija i smanjiti složenost kompleksnih estimatora, uz očuvanje tačnosti. Kao mjeru za ocjenu tačnosti koristili smo srednju kvadratnu grešku (MSE - engl. mean squared error ) estimacije i prag odnosa signal-šum (SNR - engl. signal to noise ratio). Kao doprinos teze, nastali su estimatori PPS-a, čija MSE teži teorijskim granicama koje se mogu postići estimacijom i koji imaju značajno niži prag SNR-a u odnosu na konvencionalne estimatore. U tezi su razmatrani kako jednodimenzioni PPS-i (monokomponentni i multikomponentni), tako i dvodimenzioni PPS-i. Predložena je i računski prihvatljiva procedura za estimaciju parametara PPS-a koji stiže na na antensku rešetku kao i procedura za estimaciju parametara radarskih signala. Ove procedure se odlikuju zavidnim performansama. Performanse uvedenih modifikacija ispitivane su na dva načina: statističkom analizom i numeričkim pristupom. Za estimatore, za koje smo izvodili asimptotske MSE-e, numerički metod je služio kao potvrda tačnosti sprovedene analize, dok, tamo gdje je bilo neizvodljivo primjeniti analitičku analizu, numerički pristup je bio jedini način za ocjenu performansi.
Abstract:	Polynomial-phase signals (PPSs) are encountered in numerous applications including radars, sonars, biomedicine, etc. Therefore, a signficant scientfic attention has been paid to PPSs in the last few decades. PPSs represent a subgroup of frequency-modulated signals whose phase can be represented by a polynomial. The aim of the PPS estimation is to determine the signal amplitude, polynomial phase order and phase parameters from the observations of noisy signals. Signals can be affected by different kinds of noise. Therefore, numerous estimators, that are optimal for various scenaria, were proposed. Design of PPS estimators represent a trade-off between the estimator's complexity and accuracy. In general, more accurate techniques are characterized by higher computational complexity and vice versa. In this thesis, we discuss the possibilities to improve the PPS estimation in the Gaussian noise environment. We improve the estimation in three ways: by lowering the order of estimator's non-linearity, by optimizing search in techniques that require multidimensional searches and by implementing advanced techniques for the parameter refinement. The two main aims during the research were to increase the accuracy of techniques with low accuracy, by preserving their complexity as low as possible, and to decrease the complexity of techniques with high accuracy, by preserving their accuracy as high as possible. To measure the accuracy, we use the mean squared error (MSE) of estimates and the signal to noise ratio (SNR) threshold. As research output, we have developed estimators with MSEs that approach to the theoretical limits of PPS estimation and that have significantly lower SNR thresholds than the conventional techniques. In the thesis, we considered the estimation of both, one dimensional (1D) PPSs and 2D PPSs. In addition, we proposed a low complexity estimation technique for the PPS arriving at a multisensor array and a technique for the estimation of radar signals. The performance of the estimators proposed in the thesis is evaluated by means of the asymptotic analysis of the MSE and numerical examples. The accuracy of the derived MSE expressions are verified by numerical examples. When the asymptotic analysis was not carried out due to excessive complexity numerical examples are used to assess the performance. The thesis consists of seven chapters. After the introduction (Chapter 1), in Chapter 2 we discuss the aims in the PPS estimation and derive the Cramér-Rao lower bounds for each signal model introduced in this chapter. An overview of 1D PPS estimators is given in Chapter 3, where we also discuss their performances. The contributions of the thesis in the estimation of 1D PPS parameters are given in Chapter 4, while in Chapter 5, we use genetic algorithms to optimize the search in 1D PPS estimation procedures. Estimation of 2D PPS parameters is considered in Chapter 6, while parameter refinement is elaborated in Chapter 7. Chapter 8 deals with the application of PPS estimators in radars and multisensor arrays.
Authors Key words:	polinomijalno-fazni signali, frekvencijsko-modulisani signali, vrijednost parametara, poboljšanje estimatora, statistička analiza, numerički pristup
Classification:	621.391(043.3)
Subject:	Digitalna obrada signala
Language:	Serbian
Identifier:	5913101
Type:	Tekst.

Abstract:

Zbog velike primjene u praktičnim aplikacijama, izučavanju polinomijalno-faznih signala (PPS - engl. polynomial-phase signal ) intenzivno se pristupilo u poslednjih nekoliko decenija. PPS predstavlja podgrupu frekvencijsko-modulisanih signala, kod kojih se faza predstavlja polinomom. Da bi signal bio opisan, neophodno je odrediti vrijednosti njegovih parametara, tj. amplitude, reda polinoma i koeficijenata polinoma faze. Budući da se estimacija obavlja u prisustvu smetnji, ovo ne predstavlja jednostavan zadatak. Tokom poslednjih nekoliko decenija, nastao je veliki broj estimatora PPS-a, optimizovanih za različite tipove smetnji. Estimatori se međusobno razlikuju po tačnosti i računskoj složenosti. Naime, tačnije tehnike su, generalno, računski zahtjevnije, za razliku od onih manje tačnih. Stoga, dizajn PPS estimatora predstavlja kompromis između ova dva zahtjeva. Teza razmatra mogućnosti za poboljšanje postojećih estimatora PPS-a, dizajniranih za rad sa signalima zahvaćenim aditivnim bijelim Gauss-ovim šumom. Poboljšanja su ostvarena na tri načina: smanjivanjem nelinearnosti estimatorskih funkcija, optimizacijom pretrage u tehnikama koje, da bi estimirale parametre, vrše pretragu po višedimenzionim prostorima i implementacijom naprednih tehnika za poboljšanje tačnosti estimiranih parametara. Prilikom izrade doktorske teze, postojala su dva cilja: povećati tačnost estimatora male kompleksnosti, uz očuvanje približno istog broja potrebnih računskih operacija i smanjiti složenost kompleksnih estimatora, uz očuvanje tačnosti. Kao mjeru za ocjenu tačnosti koristili smo srednju kvadratnu grešku (MSE - engl. mean squared error ) estimacije i prag odnosa signal-šum (SNR - engl. signal to noise ratio). Kao doprinos teze, nastali su estimatori PPS-a, čija MSE teži teorijskim granicama koje se mogu postići estimacijom i koji imaju značajno niži prag SNR-a u odnosu na konvencionalne estimatore. U tezi su razmatrani kako jednodimenzioni PPS-i (monokomponentni i multikomponentni), tako i dvodimenzioni PPS-i. Predložena je i računski prihvatljiva procedura za estimaciju parametara PPS-a koji stiže na na antensku rešetku kao i procedura za estimaciju parametara radarskih signala. Ove procedure se odlikuju zavidnim performansama. Performanse uvedenih modifikacija ispitivane su na dva načina: statističkom analizom i numeričkim pristupom. Za estimatore, za koje smo izvodili asimptotske MSE-e, numerički metod je služio kao potvrda tačnosti sprovedene analize, dok, tamo gdje je bilo neizvodljivo primjeniti analitičku analizu, numerički pristup je bio jedini način za ocjenu performansi.