Вейвлет-преобразование в контексте его применения для распознавания радиолокационных сигналов

2. Технико-экономическое обоснование

Поскольку задание на дипломное проектирование включает два больших раздела — теоретический и практический, и ценность каждого из них в данном дипломном проекте самостоятельна, то обоснование необходимо проводить по отдельности для каждого из разделов.

Вейвлет-преобразование будет рассмотрено в контексте его применения для распознавания радиолокационных сигналов. Эта тема является важной, так как в случае успешного внедрения результатов такого исследования в технику могут быть получены либо те же показатели качества обнаружения при меньшей стоимости оборудования — это экономический эффект, важный в гражданских коммерческих устройствах, либо же при той же стоимости оборудования показатели качества обнаружения улучшатся, что важно в случае военного применения техники, где цена не играет основной роли, а на первое место выходит фактор стоимости ошибки. Поэтому проведение исследования можно признать целесообразным.

Для обработки сигнала с помощью компьютеров требуется из аналоговой формы преобразовать его в цифровую. Для этого можно выбрать устройство из предлагаемых на рынке,  либо разработать его специально для этого случая.

Принятие решения о разработке какого-либо устройства подразумевает экономическую выгодность этого решения, поэтому в качестве первого шага осуществляется обзор рынка аналогичных устройств с целью определения целесообразности собственной разработки. В настоящее время ассортимент устройств подобного рода чрезвычайно широк, и, казалось бы, разработка аналогичного устройства бессмысленна. Однако если рассмотреть этот вопрос подробнее, обнаружится следующая ситуация.

Ценовой диапазон устройств ввода, способных работать при частотах входного сигнала от 1 МГц и выше, лежит в пределах от 300 до 2500 долларов в зависимости от функциональных возможностей. Цена эта слагается из стоимости высококачественных точных скоростных аналого-цифровых преобразователей, способных работать с сигналами широких динамических диапазонов, стоимости цифровых процессоров, осуществляющих предварительную обработку сигналов, оперативной памяти для хранения принятых данных и результатов промежуточных вычислений. Не последнее место в этом списке занимает стоимость специализированного программного обеспечения,  осуществляющего интерфейс пользователя с аппаратурой. Наконец, поскольку отечественная микроэлектронная промышленность сильно отстает от мировой по технологиям, то выпускаются эти устройства преимущественно зарубежными компаниями, и в их стоимость включается стоимость недешевой иностранной рабочей силы и стоимость амортизации столь же дорогого оборудования.

Примером такой системы является серия плат MC1707 фирмы Motorola. Характеристики устройства: 16-битный АЦП, частоты входных сигналов до 20 МГц, число каналов обработки — 2, объем ОЗУ до 2 Мб, 2 Мб ПЗУ. В поставку входит пакет программ по отображению сигналов в режиме реального времени. Рекомендуемая производителем цена — 350 долларов.

Рассмотрим требования к входному сигналу в соответствии с заданием. Его динамический диапазон 10 дБ, верхняя частота 1 Мгц. То есть эти сигналы задействуют очень малую часть возможностей рассмотренной платы по вводу сигналов, даже если учесть, что требования к обрабатываемым сигналам могут несколько изменяться. В данном случае планируется строго определенная обработка сигнала; более того, эта обработка достаточно специальна, то есть соответствующие механизмы отсутствуют в стандартных наборах программ, в результате чего практически незадействованным остается приложенное программное обеспечение. Таким образом, использование покупной платы ввода является экономически нецелесообразным.

С другой стороны, в новых сериях отечественных микросхем появились устройства, удовлетворяющие такому набору требований, какие ставит заданный тип сигнала. За счет снижения скорости и точности преобразования, в нашем случае, тем не менее, достаточных, может быть достигнута значительная экономия средств. Особенности таких микросхем, направленные на облегчение сопряжения их с вычислительной техникой, существенно упрощают разработку соответствующих устройств на базе этих микросхем, уменьшая в результате себестоимость. Разработка специализированного программного обеспечения может быть более выгодной, чем покупка готовых пакетов, как раз в силу большой универсальности последних. Учитывая низкую стоимость рабочей силы у нас, можно утверждать, что себестоимость такого специализированного устройства будет низкой, то есть разработка оправдана.