МЕТОД ФОРМУВАННЯ АНСАБЛІВ СКЛАДНИХ СИГНАЛІВ НА ОСНОВІ МОДИФІКОВАНОГО АЛГОРИТМУ NSGA-III

Анотація

У статті розглянуто задачу формування ансамблів складних сигналів у часовій області на основі керованого структурного перетворення та багатокритеріальної еволюційної оптимізації. Запропоновано метод формування ансамблів складних сигналів на основі модифікованого еволюційного алгоритму NSGA-III, який поєднує структурне представлення сигналу у вигляді часових сегментів, параметризовану перестановку та узгоджене врахування кореляційних, енергетичних та спектральних характеристик сигналів.

Обґрунтовано, що існуючі підходи до оптимізації сигналів переважно орієнтовані на удосконалення окремих характеристик та не забезпечують узгодженого формування ансамблів сигналів у багатовимірному просторі критеріїв. Встановлено, що застосування класичних методів оптимізації є обмеженим у задачах комбінаторного характеру, пов’язаних з перестановками часових сегментів, тоді як еволюційні алгоритми дозволяють ефективно здійснювати пошук компромісних рішень та формувати множину Парето-оптимальних варіантів.

Для оцінювання ефективності запропонованого методу проведено експериментальне моделювання в умовах складного завадового середовища. Оцінювання виконано за показниками рівня бічних пелюсток (PSL), інтегральної енергії бічних пелюсток (ISL) та структурної ентропії сигналу. Отримані результати показали, що використання модифікованого еволюційного алгоритму NSGA-III забезпечує узгоджене зниження кореляційних характеристик сигналів, формування множини Парето-оптимальних рішень та підвищення ефективності формування ансамблів складних сигналів порівняно з класичним генетичним алгоритмом та неоптимізованим підходом.

Таким чином, запропонований метод забезпечує формування ансамблів сигналів з керованими властивостями в умовах складного завадового середовища та може бути використаний у телекомунікаційних системах спеціального призначення.