A Signal Complexity-Based Approach for AM–FM Signal Modes Counting

01 Pubblicazione su rivista
Bruni Vittoria, Tartaglione Michela, Vitulano Domenico
ISSN: 2227-7390

I segnali modulati in frequenza appaiono in molte discipline applicate, tra cui la geologia, la comunicazione, la biologia e l'acustica. Questi sono multicomponenti, cioè consistono in forme d'onda multiple, con frequenza specifica dipendente dal tempo (frequenza istantanea). Nella maggior parte delle applicazioni pratiche, il numero di modalità - che è sconosciuto - è necessario per analizzare correttamente un segnale; per esempio per separare ogni singolo componente e per stimare la sua frequenza istantanea. Il rilevamento del numero di componenti è un problema impegnativo, specialmente nel caso di modalità che interferiscono. L'approccio basato sull'entropia di Rényi si è dimostrato adatto per il conteggio delle modalità di un segnale, ma è limitato a componenti ben separate. Il presente documento affronta questo problema introducendo una nuova nozione di complessità del segnale. In particolare, lo spettrogramma di un segnale multicomponente è visto come un processo non stazionario in cui l'interferenza si alterna alla non interferenza. La complessità relativa alla transizione tra sezioni consecutive dello spettrogramma viene valutata mediante la Run Length Encoding. Sulla base di una legge di evoluzione tempo-frequenza dello spettrogramma, le variazioni di complessità sono studiate per stimare accuratamente il numero di componenti. Il metodo presentato è adatto a segnali multicomponente con modalità non separabili, così come ad ampiezze variabili nel tempo e mostra robustezza al rumore.

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