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A Spectral Analyzer Based on Dual Coprime DFT Filter Banks and Sub-Decimation Un analyseur spectral basé sur des banques de filtres DFT doubles Coprime et une sous-décimation

Xueyan ZHANG, Libin QU, Zhangkai LUO

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Résumé:

Coprime (paire de) bancs de filtres DFT (coprime DFTFB), qui traitent les signaux comme un analyseur spectral dans le domaine temporel, divise le spectre de puissance de manière égale en MN bandes en employant deux bancs de filtres DFT (DFTFB) de taille uniquement M et à la N respectivement, où M et à la N sont des entiers premiers entre eux. Avec le DFTFB coprime, les fréquences des signaux stationnaires au sens large (WSS) peuvent être estimées efficacement avec des taux d'échantillonnage beaucoup plus faibles que les taux de Nyquist. Cependant, l’imperfection du filtre FIR pratique et le mode de détection basé sur la corrélation donnent lieu à deux types de pics parasites dans l’estimation du spectre de puissance, qui limitent considérablement l’application du DFTFB coprime. Grâce à une analyse détaillée des pics parasites, cet article propose un analyseur spectral modifié basé sur des DFTFB doubles copremiers et une sous-décimation, qui non seulement diminue les pics parasites, mais améliore également la précision de l'estimation de la fréquence. La preuve mathématique du principe de l'analyseur spectral proposé est également fournie. Dans la discussion sur la détection de signaux simultanés, un O-élargi MN-bande coprime DFTFB (Oposte M-N la structure DFTFB coprime) est naturellement déduite, où M, N et O sont premiers entre eux. L'original MN-bande coprime DFTFB (M-N coprime DFTFB) peut être considéré comme un cas particulier du Oposte M-N coprimer DFTFB avec un facteur d'extension O est égal à « 1 ». Dans la section simulation numérique, des signaux BPSK avec des fréquences porteuses aléatoires sont utilisés pour tester l'analyseur spectral proposé. Les résultats de la probabilité de détection par rapport aux courbes SNR à travers 1000 expériences de Monte Carlo vérifient l'efficacité de l'analyseur de spectre proposé.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E105-B No.1 pp.11-20
Date de publication
2022/01/01
Publicisé
2021/06/23
ISSN en ligne
1745-1345
DOI
10.1587/transcom.2021EBP3055
Type de manuscrit
PAPER
Catégories
Théories fondamentales des communications

Auteurs

Xueyan ZHANG
  National University of Defense Technology
Libin QU
  Army Engineering University
Zhangkai LUO
  Space Engineering University

Mots-clés

Table des matières