Method for Forming Ensembles of Complex Signals Based on a Local Structural Instability Indicator

Abstract

EN: The article presents a method for forming ensembles of complex signals based on a local structural instability indicator. The proposed approach provides controlled determination of time-segmentation parameters through local structural analysis of nonstationary signals and adaptive adjustment of the segmentation scale to changes in their internal organization. The method enables alignment of the ensemble structure with the actual temporal organization of the signal, which leads to a reduction in mutual correlation between ensemble elements while preserving their structural and spectral characteristics. The effectiveness of the proposed approach is confirmed by experimental modeling for various scenarios of signal structural heterogeneity, demonstrating improved ensemble noise immunity under variable interference conditions.

UA: У статті розроблено метод формування ансамблів складних сигналів на основі індикатора локальної структурної нестабільності, призначений для обробки нестаціонарних сигналів з вираженою часовою неоднорідністю. Метод ґрунтується на послідовному виконанні локального структурного аналізу часової реалізації сигналу, формуванні індикатора нестабільності на основі варіацій показника структурної складності та керованому визначенні параметрів часової сегментації. Такий підхід забезпечує узгодження масштабу сегментації до локальних змін внутрішньої організації сигналу та формування ансамблів із керованими кореляційними властивостями. Особливістю запропонованого методу є здатність узгоджувати структуру сформованого ансамблю з реальною часовою організацією сигналу, що дозволяє зменшувати взаємну кореляцію між елементами ансамблю без порушення їх структурно-спектральних характеристик. Проведено експериментальне моделювання за різними сценаріями. Зокрема квазістаціонарних, неоднорідних та сигналів з локальними деградаціями. Оцінювання ефективності методу виконано за показниками максимальної взаємної кореляції елементів ансамблю та спектральної близькості. Отримані результати підтверджують, що використання узгодженої часової сегментації на основі індикатора локальної нестабільності дозволяє суттєво знизити рівень міжканальних завад при збереженні спектральних властивостей сигналів. Таким чином, запропонований метод забезпечує комплексне підвищення завадостійкості ансамблів складних сигналів та створює ефективну основу для їх застосування в сучасних когнітивних системах зв’язку в умовах складних завадових впливів.