Recognition method of specified types of signal modulation based on a probabilistic model in the form of a mixture of distributions

Abstract

EN: Context. The article considers the features of solving non-traditional problems of recognition of specified types modulation signals in automated radio monitoring. The practical features of this problem determine the increased a priori uncertainty, which consists in the absence of a priori information about the distribution densities of the given signals and the presence of unknown signals. Objective. It is proposed to solve the problem using an unconventional method for the recognition of statistically specified random signals in the presence of a class of unknown signals. This method assumes that for the given signals there is a classified training sample of realizations, according to which the unknown parameters of their distributions are estimated, as well as some threshold values that determine the probabilities of correct recognition of the given types of signal modulation in the presence of unknown signals. Method. A general solution to the problem of recognition of given signals in the presence of unknown signals is given, and recognition methods of types modulation based on the description of signals by probabilistic model in the form of a mixture of distributions are given. The method is based on the description of signals by a probabilistic model in the form of a mixture of distributions and construction of a closed area for given signals in the probabilistic space of signals. Results. Studies of the recognition problems of given types of modulation of signals have been carried out. The studies were performed by statistical tests on samples of signals for radio monitoring of communications. In this case, the decisive rule for recognizing the given types of signal modulation is implemented in software on a computer. As a result of the statistical tests carried out on control samples of signals, estimates of the probabilities of correct recognition of the given types of signal modulation in the presence of unknown signals were obtained. Conclusions. Values of indicators of quality of radio emissions recognition acceptable for the practice of radio monitoring are obtained. The dependences of quality indicators on some conditions and recognition parameters are property. As a result of the research, practical recommendations were obtained on the use of the proposed method for recognizing specified types of signal modulation in automated radio monitoring systems. UK: Актуальність. У статті розглянуті особливості вирішення нетрадиційної задачі розпізнавання заданих типів модуляції сигналів в автоматизованому радіомоніторингу. Практичні особливості такої задачі визначають підвищену апріорну невизначеність, яка полягає у відсутності апріорних відомостей про щільності ймовірностей розподілу заданих сигналів і наявності невідомих сигналів. Мета. Запропоновано вирішення задачі з використанням нетрадиційного методу розпізнавання статистично заданих випадкових сигналів при наявності невідомих сигналів. У цьому методі припускається, що для заданих сигналів мається класифікована навчальна вибірка реалізацій, по якій оцінюються невідомі параметри їх розподілу, а також деякі порогові значення, що визначають ймовірності правильного розпізнавання заданих типів модуляції сигналів при наявності невідомих сигналів. Метод. Обговорюється загальне вирішення задачі розпізнавання заданих сигналів у присутності невідомих сигналів та приводиться метод розпізнавання заданих типів модуляції, оснований на описі сигналів ймовірнісною моделлю у виді суміші розподілів. Метод базується на описуванні сигналів ймовірнісною моделлю у виді суміші розподілів і побудові замкнутої області для заданих сигналів у ймовірнісному просторі сигналів. Результати. Проведені дослідження задачі розпізнавання заданих типів модуляції сигналів шляхом статистичних випробовувань на вибірках відповідних сигналів, характерних для автоматизованого радіомоніторингу засобів зв’язку. При цьому вирішувальне правило розпізнавання заданих типів модуляції сигналів програмно реалізовано на ЕОМ. У результаті проведених статистичних випробувань на контрольних вибірках сигналів отримані оцінки ймовірностей правильного розпізнавання заданих типів модуляції сигналів при наявності невідомих сигналів. Висновки. Отримані прийнятні для практики радіомоніторингу значення показників якості розпізнавання типів модуляції сигналів. Досліджені залежності показників якості від деяких умов і параметрів розпізнавання У результаті проведених досліджень отримано практичні рекомендації по використанню запропонованого методу розпізнавання заданих типів модуляції сигналів у системах автоматизованого радіомоніторингу.