Моделювання нелінійних компонентів сигналу на основі рядів Вольтерра у частотній області в процесі спектральної реконструкції

Анотація

У статті представлено дослідження застосування рядів Вольтерра для моделювання нелінійних компонентів сигналу у частотній області. Запропонований алгоритм спектральної реконструкції враховує вплив нелінійних властивостей сигналу на його частотно-часовий розподіл. Ряди Вольтерра дозволяють виділяти нелінійні компоненти у частотному спектрі, підвищувати точність реконструкції сигналів та оптимізувати фільтрацію у складних радіоумовах. Проведено експериментальні розрахунки, які довели ефективність алгоритму у зниженні середньоквадратичної похибки (MSE) та середньоквадратичного відхилення (MSD) до 20,55% у порівнянні з моделями нижчого порядку. Алгоритм показав здатність зберігати точність амплітудних характеристик сигналу на 10,3% краще, ніж моделі 1-го порядку, і забезпечувати точніше відтворення фазових характеристик із перевагою у 5,2%. У динамічних умовах радіо середовища алгоритм дозволив значно знизити вплив міжканальної та міжсимвольної інтерференції, покращуючи стійкість сигналу до завад. Зокрема, у ключових точках часу модель 2-го порядку зменшувала MSE у середньому на 43,6–57,8% порівняно з моделлю 1-го порядку. Перспективи дослідження включають подальший розвиток алгоритму для багатоканальних систем зв’язку, інтеграцію методів машинного навчання для динамічного налаштування параметрів реконструкції та розширення застосування у когнітивних радіомережах із підвищеною мінливістю середовища.