signaaldetectie

Signaaldetectie is het proces waarbij wordt vastgesteld of een bepaald signaal aanwezig is in een meetwaarde die verstoord kan zijn door ruis en interferentie. Het doel is betrouwbare detectie met zo min mogelijk fouten, vooral een zo laag mogelijke kans op vals alarm. Bij signaaldetectie wordt doorgaans uitgegaan van een signaal-model waarin het signaal en de ruis als aparte componenten worden beschreven.

Toepassingsgebieden zijn onder meer elektronische communicatie, radar en sonar, sensornetwerken en biomedische signalen zoals ECG en EEG. Ook audio- en videotoepassingen vereisen detectie van aanwezigheid van patronen in een storende omgeving.

Belangrijke concepten zijn signaal-ruisverhouding (SNR), drempelwaarde en detectieprestaties. In de detectietheorie worden Pd (kans op detectie) en Pfa (kans op vals alarm) gebruikt. Detectiemethoden omvatten energiedetectie (energie in een band vergeleken met een drempel), matched-filterdetectie (gebruik van de bekende signaalvorm) en correlatiedetectie of cyclostationaire detectie voor niet-stationaire ruis.

Praktische signaaldetectie omvat voorbewerking, filtering, feature-extractie en besluitvorming. Relevante overwegingen zijn bandbreedte, sampling (Nyquist), hardwarebeperkingen en diverse ruis en storingen.

Uitdagingen zijn onder meer fading en multipath in draadloze kanalen, interferentie tussen signalen, niet-stationaire en niet-Gaussische ruis, en beperkingen van processingkracht en energie in mobiele apparaten. Robuuste detectie vereist adaptieve drempels, geschikte filters en detectorontwerpen.

Signaaldetectie is een fundamenteel onderwerp in telecommunicatie, radar en biomedische toepassingen. Resultaten worden meestal gekwantificeerd met Pd en Pfa onder verschillende SNR-omstandigheden.