Strona Główna
logo_utp

button oferty

button patenty

button specjalisci

button dodaj

komercjalizacja badan

Przedsiębiorco - jeśli poszukujesz gotowych pomysłów na nowe produkty, technologie lub usługi zapoznaj się z rozwiązaniami opracowanymi przez naszych naukowców…

Kategoria rozwiązania innowacyjnegoUrządzenia

Twórca rozwiązania: prof. dr hab. inż. Tadeusz Leszczyński; Prof. dr hab. inż. Ihor Rozhankivsky; dr inż. Tomasz Marciniak, Wydział Telekomunikacji Informatyki i Elektrotechniki UTP.

 

Istota rozwiązania

Opracowano metody detekcji krótkich sygnałów z liniową modulacją częstotliwości (sygnały LFM, sygnały chirp ) przy wykorzystaniu techniki ich kompresji realizowanej przy użyciu cyfrowych filtrów dopasowanych działających w dziedzinie czasu. Pozwalają one na obróbkę krótkich sygnałów LFM w czasie rzeczywistym, przy jednoczesnym osiąganiu dużej kompresji tych sygnałów, z równoczesnym uzyskiwaniem maksymalnej możliwej rozdzielczości czasowej (tylko jedna próbka w listku głównym) w procesie ich detekcji. Głównym celem przy projektowaniu cyfrowych filtrów dopasowanych jest optymalne dobranie współczynników charakterystyki impulsowej filtru {hN} oraz minimalizacja złożoności obliczeniowej, która zależy od ilości bitów reprezentujących próbki sygnału, liczby wykorzystanych układów mnożących i sumujących w projektowanym filtrze cyfrowym. Opracowane zostały oryginalne struktury i zrealizowane na tej podstawie przy wykorzystaniu FPGA prototypy optymalnych odbiorników sygnałów chirp o małym BT oraz ich sekwencji zbudowanej z sygnałów up-chirp i down-chirp. Zrealizowane prototypy odbiorników zawierały od 20 do 40 kanałów i pozwalały na detekcję sygnałów lokacyjnych typu chirp o małych BT (w zakresie od 1,5 do 100). Odbiorniki sygnału zrealizowano w oparciu o moduły ewaluacyjne XtremeDSP Development Kit — Virtex-4 firmy Nallatech i X5-400M firmy Innovative Integration.

 

Zalety rozwiązania

Przedstawienie zalet rozwiązania, w szczególności w stosunku do rozwiązań istniejących.

Algorytmy w tej metodzie są log2N razy szybsze w porównaniu z algorytmami na szybkich splotach (gdzie N jest liczbą próbek sygnału sondującego i jednocześnie długością filtru), a przetwarzanie odebranego sygnału rozpoczyna się od momentu odebrania pierwszej jego próbki. Znane metody zwiększenia odstępu listka głównego od listków bocznych na wyjściu filtru (SNRout lub PSR) opierają się na wykorzystaniu okien wygładzających i przykładowo dla okna Hamminga pozwalają uzyskać SNRout około 42dB ale kosztem poszerzenia listka głównego do kilku próbek, co pogarsza rozdzielczość rozpoznawania.

Autorzy opracowali efektywne metody znacznego zwiększenia rozdzielczości rozpoznawania sygnałów typu chirp o małym iloczynie szerokości pasma B i trwałości T tego sygnału (BT) w oparciu o optymalizację parametrów filtracji dopasowanej w dziedzinie czasu i operacje nieliniowe polegające na zamianie ujemnych wartości splotów na wartości zerowe. Poprzednie badania takiej filtracji wykazały, że na kompresję sygnałów chirp w dziedzinie czasu istotny wpływ mają faza początkowa, częstotliwość początkowa, częstotliwość próbkowania tych sygnałów oraz zastosowania operacji nieliniowych na splotach. Wyniki przeprowadzonych badań pokazują, że kompresja sygnałów chirp osiąga najlepsze rezultaty, gdy optymalnie dobrane zostaną ww. parametry, a w procesie filtracji korzysta się z okna prostokątnego przy jednoczesnym wykonywaniu operacji nieliniowych na splotach. Doboru takiego dokonuje się na podstawie zaproponowanej minimalizacji wariancji widma w dziedzinie częstotliwości. Pozwala to osiągać dużą kompresję przy jednoczesnym uzyskiwaniu granicznej rozdzielczości czasowej wyrażanej szerokością listka głównego – -listek główny ma szerokość równą tylko jednemu okresowi próbkowania. Uzyskiwana kompresja jest do 20 dB lepsza dla krótkich sygnałów LFM o BT≤100 (przy jednoczesnym zachowaniu minimalnej szerokości listka głównego) niż przy stosowaniu klasycznych metod analogowych i cyfrowych. Opracowane oryginalne równoległe systemy filtrów dopasowanych pozwalają zwiększyć rozdzielczość rozpoznawania do granicznej – tylko jeden prążek w listku głównym z lokalizacją jego położenia w granicach odpowiedniego okresu próbkowania. Takie równoległe systemy pozwalają na otrzymanie wyniku po N taktach (gdzie N jest liczbą wszystkich próbek sygnału) , co jest o log2N szybsze niż w systemach wykorzystujących „szybkie sploty”.  

 

Informacje dodatkowe

Uniwersytet dysponuje wykonanymi przez podmiot zewnętrzny ekspertyzami obejmującymi wycenę praw własności przemysłowej metodą opłat licencyjnych oraz metodą wartości bieżącej netto skorygowanej czynnikami ryzyka.

Analiza gotowości wdrożeniowej wykazała, że rozwiązanie znajduje się na 6 poziomie dojrzałości technologicznej (zgodnie z wytycznymi opracowanymi przez Narodowe Centrum Badan i Rozwoju). Na tym etapie urządzenie przetestowano w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Prace koncentrują się na zbadaniu wpływu rozwiązań konstrukcyjnych technologii i sposobu integracji technologii na jej funkcje i parametry w najtrudniejszych warunkach środowiskowych. Na tym poziomie określane są również właściwości środowiska demonstracyjnego, które zapewniają zbliżenie warunków eksperymentalnych do rzeczywistych.

formularz

zgloszenie rozwiazania

 

kontakt

Dział Współpracy z Gospodarką
ul. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz
Regionalne Centrum Innowacyjności,
pokój B1, B11, B12, B13
tel. 52 374 92 85 lub (94 83) lub(92 96)

 

zobacz na mapie

mapka mini

licznik odwiedzin

Portal odwiedziło:

Dzisiaj 25

Od początku 27728

Obecnie na portalu jest 19 odwiedzających

logo innowacyjna

logo inkubator

logo ministerstwo

logo unia