Преодоление «предела Шеннона» (от «предела» к «барьеру» — к ответу на вопрос «Граница Шеннона — предел или барьер?» )


1948: (Eo/No) > Ln2
2013: (Eo/No) > 0 !!!

Листинг (к патенту RU 2 652 434 — основному тех.решению)

t=0:1/8:10; % временной интервал
s1=sin(2*pi*t).*10^-5; % сигнал в промежутке 0 — 9
s1n100a=awgn(s1,-100,’measured’,1); % аддитивная сигнально-шумовая
смесь (СШС),минус 100 дБ
s1n100a41254875=s1n100a.*(t>=4.125).*(t< =4.875); % СШС в промежутке 4,125-4,875 n100a41254875=n100a.*(t>=4.125).*(t< =4.875); % AWGN в промежутке 4,125-4,875 pms1n100a41254875=pmusic(s1n100a41254875,6,1024,8,7,3); % MUSIC СШС pmn100a41254875=pmusic(n100a41254875,6,1024,8,7,3); % MUSIC шума S/N=var(s145)/var(n100a41254875)=8,9478*10^-11=-100,5 дБ

(S/N) = минус 100 дБ

s1n20a=awgn(s1,-20,’measured’,1); % аддитивная сигнально-шумовая
смесь (СШС),минус 20 дБ
s1n20a41254875=s1n20a.*(t>=4.125).*(t< =4.875); % СШС в промежутке 4,125-4,875 n20a41254875=n100a.*(t>=4.125).*(t< =4.875); % AWGN в промежутке 4,125-4,875 pms1n20a41254875=pmusic(s1n20a41254875,6,1024,8,7,3); % MUSIC СШС pmn20a41254875=pmusic(n20a41254875,6,1024,8,7,3); % MUSIC шума (S/N)=var(s145)/var(n20a41254875)=0,0089 = - 20,5 дБ.

(S/N) = минус 20 дБ

Сравнительные данные MUSIC — измерений:

минус 20 дБ: частота пика сигнала 1,16 Гц
частота пика шума (в отсутствие сигнала) 1,78 Гц
уровень пика сигнала 130 усл. ед.
уровень пика шума 4,1 усл. ед.
минус 100 дБ: частота пика сигнала 1,15 Гц
частота пика шума (в отсутствие сигнала) 1,76 Гц
уровень пика сигнала 64 усл. ед.
уровень пика шума 10,5 усл. ед.

pms1n20a41254875=pmusic(s1n20a41254875,6,1024,8,7,3); % MUSIC СШС pmn20a41254875=pmusic(n20a41254875,6,1024,8,7,3); % MUSIC шума
(S/N)=var(s145)/var(n200a41254875)= 8,9478*10^-21 = — 200,5 дБ.

(S/N) = минус 200 дБ

Данные MUSIC — измерений:

минус 200 дБ: частота пика сигнала 1,16 Гц
частота пика шума (в отсутствие сигнала) 1,98 Гц
уровень пика сигнала 130 усл. ед.
уровень пика шума 78 усл. ед.

Затрагивая тематику страницы «Теоретические и технологические предпосылки …» настоящего сайта, приведем здесь расчет для порогового случая, при исходных данных,использованных выше, в режиме оценок частоты в подпространстве сигнала по методу MUSIC

критерий применимости имеет вид

(S/N) > (1/p) = 1/8 = 0,125 = минус 9 дБ,

где p = 8 размерность автокорреляционной матрицы