Noise power estimation and overlapped signals detection

Abstract

In order to detect a deterministic signal in nonstationary Gaussian noise with power fluctuations and obtain a constant false alarm rate, a classical matched filter receiver normalized by an optimal noise alone reference (NAR) power estimator is used. For the case of overlapped signals, the matched filter characteristic of providing a maximum likelihood estimate of arrival times and signal amplitudes, is lost. The NAR property of the power estimation is at the same time strongly degraded. In this paper a realizable inverse filter of the received signal is derived. By using this filter a high resolution of superposed signals is obtained. Besides, the noise power estimation at the inverse filter output posses the interesting NAR property, even in presence of overlapped signals. Um ein deterministisches Signal in nichtstationärem Gauβschen Rauschen mit Leistungsfluktuationen zu detektieren und dabei eine konstante Falschalarmrate zu erhalten, wird ein klassischer Empfänger mit signalangepaβtem Filter eigensetzt, der durch einen optimalen Schätzer für die Rauschleistung (NAR) normalisiert wird. Für den Fall sich überlappender Signale verliert das signalangepaβte Filter die Eigenschaft, ein maximum Likelihood Schätzer der Ankunftszeiten und Signalamplituden zu sein. Die NAR Eigenschaft des Leistungschätzers für die Rauschleistung wird gleichzeitig sehr abgeschwächt. In diesem Beitrag wird ein realisierbares inverses Filter für das empfangene Signal hergeleitet. Durch den Einsatz dieses Filters wird eine hohe Auflösung der überlappenden Signale erreicht. Die Rauschleistungsschätzung am Ausgang des inversen Filters besitzt auβerdem die interessante NAR Eigenschaft, sogar bei überlappenden Signalen. La détection de signaux déterministes en présence de bruit non-stationnaire, et présentant en particulier des fluctuations de puissance, conduit à introduire des esimateurs de puissance à référence bruit seul (RBS) à l'entrée du filtre adapté afin de réguler la puissance du bruit et d'obtenir une probabilié de fausse-alarme constante. Dans le cas des signaux superpos'es le filtre adapté ne donne plus les estimées du maximum de vraisemblance de l'amplitude et du temps d'arrivée et les propriétés RBS de l'estimateur de puissance est, en méme temps, fortement dégradée. Dans ce travail un filtrage inverse au signal est utilisée pour permettre la discrimination entre signaux adjacents et pour obtenir une estimation de puissance à RBS même en présence des signaux superposés.