25.6. Метод Писаренко
Основы метода.
Рассмотрим снова выражение (25.1):
Положим
Отсюда
или
Тогда выражение (25.1) можно записать
где
обозначает интеграл вдоль единичной окружности в комплексной плоскости. Если обозначить
и подставить в выражение (25.15), то получим
Рис. 25.2.
Рис. 25.3.
Итак,
является
-преобразованием от
Следовательно,
где
— комплексное усиление авторегрессионного фильтра (напомним, что сопряженное значение от
есть
Каждый полюс функции
соответствует комплексной спадающей экспоненте для функции
(рис. 25.2):
Писаренко [5] показал, что справедливо выражение
при условии
Таким образом, важный результат, полученный Писаренко, заключается в следующем: любая дискретизованная автокорреляционная функция, известная в
точках
может быть интерпретирована как автокорреляционная функция суммы белого шума и
частот сигнала.
Исследование чистых частот по методу Писаренко.
Рассмотрим фильтр (рис. 25.3) длиной
рассчитанный на чистые
частоты (трансверсальный фильтр):
Через
обозначена матрица-строка коэффициентов дискретизованной функции отклика
фильтра
и через
матрица-столбец
Мощность сигнала у равна
Обозначим через минимальное собственное значение матрицы
тогда
где
— собственный вектор
соответствующий
Фильтр, для которого
отсекает все чистые частоты и пропускает белый шум. Таким образом, мощность белого шума равна минимальному собственному значению матрицы
Векторы чистых частот, определяемые выражениями
удовлетворяют условию
Отсюда следует алгебраическое уравнение для определения