Файл: Казаков В.А. Введение в теорию марковских процессов и некоторые радиотехнические задачи.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.06.2024
Просмотров: 207
Скачиваний: 3
< М ч 1 & 8 ! = 1) |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
, |
|||
|
|
Л |
|
= |
- |
^ Ш |
^ 1 |
5о > Ѳ = |
1 ) + \ |
w |
(° |
I |
&<>• |
|
6 = |
1 ) + |
ш (т, |
I ^ |
, Ѳ = |
1 ) |
|
{ J - [25 (/) (5 (0 + |
ч) - |
||||||
|
-{S(t)+{i)Y]-<F{S(t), |
|
|
|
т|, * ) > } ; |
|
|
(5.179) |
||||||
|
^ ( 0 |
1^,9=50) |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|||
|
|
|
dt |
|
|
- |
а |
|
и»(0 I S0 , 6 = 0 ) |
|
+ |
|
||
|
|
|
|
|
— |
ч |
|
|
|
|
|
|
||
+ ' р ч ш (т] |
I ^ , Ѳ = |
0) + |
w (0 I І |
, Ѳ = |
0) <F |
(т,, |
0 > ; |
(5.180) |
||||||
|
|
|
at |
|
|
= - Р ч ° ' ( 1 1 I |
• 9 = 0) + |
|
||||||
|
+ |
ач ш (0 |
| ü< , Ѳ = |
0) + |
|
а>(і| |
I ^ , 6 = |
0) |
X |
|
||||
|
|
|
|
[26(f) 1 - |
Т] - К / 7 |
(1, 0 > } ; |
|
|
(5-181) |
|||||
|
|
| ? = < f |
( S ( f M , < ) > - < ^ (Ч.0>. |
' |
|
(5-182) |
||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< J F ( 5 ( r ) , 7 , , 0 > = < / ; ' ( x , 7 ) j f ) > = ^ ^ { 2 ç ( / ) [ S ( 0 + |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
»'=1,2 |
|
|
|
|
|
+ |
ri |
- |
[S (t) + -ЧіУ} ю Ы |
. e = |
i ); |
|
(5.183) |
||||||
< ^ U ' ) > = 3 V 7 J |
] |
l 2 ( 0 l . - 4 > f a l « ! . Ö |
= |
()). |
(5.184) |
|||||||||
|
|
|
i=l,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Соотношения (5.178) — (5.184) определяют структуру оптимального приемника обнаружения, схема которого представлена на рис. 5.12. На схеме обозначены KB' — квадратор, П-1 — однопороговое устройство, П-2 — двухпороговое устройство.
Приемник по мере поступления реализации 5 (t) в каж
дый |
момент |
времени |
вычисляет . вероятности |
w (0 | Ь*0, |
Ѳ = |
1), Цт] |
I ?0 , Ѳ = |
1), w (0 I ,6=0), хю(у[\\[, |
Ѳ=0) и на |
их основе формирует логарифм отношения правдоподобия Zt. В зависимости отпостановки задачи обнаружения (фиксированное время наелюдения Т или последователь ный анализ) величина zt подается на однопороговое уст-
15—186 |
217 |
ройство П-І с |
порогом |
Ht |
или |
на |
двухпороговое П-2 С |
|||||||||
двумя порогами |
На и Н". В первом |
случае оценка произ |
||||||||||||
водится в момент Т и |
принимается |
бинарное |
решение: |
|||||||||||
Ѳ = |
1 или |
Ѳ = 0 . |
Во |
втором |
случае - сравнение |
величины |
||||||||
2[ с |
порогами |
H"t |
и |
Я" |
осуществляется |
в |
каждый |
мо |
||||||
мент времени, |
и в |
зависимости |
от |
соотношения |
между- |
|||||||||
zt, |
H*, H" принимаются |
решения: 0 = 1 , |
Ѳ=0 |
или у |
(про |
|||||||||
должение |
наблюдений). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Sftl+2
KB
-7
ff
X
X
J
218
x /TS
-V/7
X
< F(X, ?,t >
X
-1 0i
S
Рис. 5.12.
В частном случае, когда > а^, процесс TJ (Ï) явля ется хорошей аппроксимацией хаотической импульсной помехи (ХИП) с постоянной амплитудой. Поэтому ра зобранный примзр следует рассматривать как решение задачи синтеза приемного устройства для л ю б о г о де терминированного сигнала в условиях действия белого шума и хаотической импульсной помехи.
2. Пусть [30] сигнал по-прежнему является произволь ной детерминированной функцией времени S(x, t) =S(t), а помеха V(r\,t)=r\(t) представляет собой диффуаион-
Ч
x h \кв\
V I - 2 -
X |
П-2 |
0=1 |
|
У |
|||
<F(ri,t)> |
|
0=0 |
|
|
|
||
-1 |
П-1 |
0=1 |
|
0=0 |
|||
|
|
||
X |
X |
|
|
|
-1 <*-<г |
|
J |
S |
|
W('О/ko, 8=О) |
15* |
219 |
ный гауесовский |
процесс: |
|
|
|
|
|||||
|
|
< \ |
(t)> |
= |
0; |
</i v ( f ) ' S (t + |
*) > = |
^ 8 (x). |
||
Операторы Li и L 0 согласно |
(5.173), '(5.174) |
принимают |
||||||||
в данном случае вид |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
+ { |
2 |
5 (/) [S (t) + |
Tj] - |
{S (0 + |
т,]8}; |
(5.185) |
|
|
V |
= |
- ï |
^ |
+ |
^ ^ г + З ^ І Ж ^ - Ѵ ] . |
(5.186) |
|||
В |
этом |
случае |
апостериорные |
плотности |
вероятности |
|||||
т(щ |
I |
, |
Ѳ = |
1) и хю(тц I |
, Ѳ = |
0) являются гауссовски- |
||||
ми |
(см. § |
5.4). |
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно, от уравнений (5.171), (5.172) можно перейти и< эквивалентным уравнениям для параметров апостериорных распределений. Эту 'операцию можно вы полнить по методике § 5.4, но целесообразнее .воспользо ваться уравнениями (5.115), (5.116), расписывая их дважды в соответствии с (5.185) и (5.186). В результате получим
|
|
|
(5.187) |
^ |
- ( т + ^ ^ . + |
Ж О ^ ; |
(5.188) |
|
a*2 (0 = % - 2 Y a ^ - 2 - ^ - |
( 5 Л 8 9 ) |
|
Здесь 7)*, |
и т)*0 — математические |
ожидания |
апостериор |
ных плотностей вероятностей при гипотезах Ѳ=1 и Ѳ= 0 соответственно; о*2 (£) = /С* — дисперсия апостериорных распределений.
Систему (5.187) — (5.189) следует дополнить уравне нием (5.150), которое на основе (5.185), (5.186) имеет вид
zt = |
{2Ü (0 [S (t) + 7,\ - VU - S* (t) - |
2S (t) ц \ - |
|
- V l + V ? } - " |
(5.190) |
220
В стационарном |
режиме, когда о* |
(t)=0, |
из (5.189) име |
|
ем |
|
|
|
|
а - (0 = |
? = 4- ѴК Г + |
- |
. |
(5.191) |
Подставляя 1(5.191) в (5.187), (5.188), получаем уравне ния с не зависящими от времени коэффициентами. Схе-
|
^ |
<5> |
». |
15, |
< |
« |
. " |
II |
II |
|
|
|
|
|
26' |
|
см |
|
|
|
it |
|
|
|
S |
I |
|
|
|
|
с; |
|
|
x
x H
-к
\кв\
Рис. 5.13.
ма оптимального в' стационарном режиме приемника, составленная по уравнениям (5.187), (5.188), (5.190), (5.191), изображена на рис. 5.13. Оптимальный прием ник вычисляет оценочные значения отфильтрованной от белого шума помехи т|*і, г|*о при двух гипотезах, на их основе формирует логарифм отношения правдоподобия zt и затем выносит решение в одной из двух пороговых схем П-1 или П-2.
Изложенная выше теория обобщена на многомерный случай Ю. Г. Сосулиньгм, который в работе [30] получил
' 2 2 1
уравнения обнаружения для весьма общей постановки задачи, когда
Ф(Х, л. 0 + Л ( 0 |
П Р И |
6 = 1 |
|
V(4,t)+n{t) |
при Ѳ = |
0, |
|
где Ф и V— детерминированные |
|
функции, х, ц — много |
|
мерные диффузионные процессы, |
определяющие сигнал |
||
и помеху соответственно. |
|
|
|
•Подчеркнем, что результаты исследований по теории обнаружения, основанные на теории условных марков ских процессов, позволяют получить структурные схемы оптимальных приемников для различных помеховых си туаций. Что же касается оценки помехоустойчивости та ких приемников, то эта задача представляет собой весь ма сложную теоретическую проблему, далекую пока от своего завершения [25, 13, 30, 33, 34].
С п и с о к л и т е р а т у р ы
|
|
|
|
|
|
К г л а в е 1 |
|
|
|
|
|
|
1. Г и е д е . н к о |
Б. В. 'Курс |
теории вероятностей. М., |
«йаука», |
|||||||
1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Ф е л л е р |
В. Введение в теорию вероятностей и ее приложе |
||||||||||
ния, т. 1, М., «Мир», |
1967. |
|
|
|
|
|
|
||||
3. ' К е м е н и |
Дж . , |
С н е л л |
Д ж . Конечные цепи Маркова. М., |
||||||||
«Наука», 1970. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4. К а р л и и |
С. Основы теории случайных |
процессов. М., «Мир», |
|||||||||
1971. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. К у р о ш |
А. Г. Курс высшей алгебры. М., «Наука», |
1965. |
|
||||||||
6. M и ш и н а |
А. П., |
П р о с к у р я к о в И. В. Высшая алгебра. |
|||||||||
М., Физ-матгиз, 1962. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
7. Р о м а я о в с « и й В. И. Диокретиые цепи Маркова. Гостехиз- |
||||||||||
дат, |
1949. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. G г е е п b с г g J. S. On the Narrow Beam Communication Sys |
||||||||||
tem |
Acquisition Problem |
I E E E |
Trans., 1964, № 1, v. M1L-8. |
|
|||||||
9. Ш е р е м е т ь е в |
А. Г. Статистическая |
теория лазерной |
свя |
||||||||
зи. M., «Связь», |
1971. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
10. К а с |
M. A note on learning signal detection. IRE Trans., |
1962, |
||||||||
v. IT-8, № 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Русский |
перевод: К э к M. Самообучающаяся |
схема |
обнаруже |
|||||||
ния.— «Зарубежная |
радиоэлектроника», 1962, № 10. |
|
|
|
|||||||
|
11. Г а б и д у л и н |
Э. М., |
П и л и п ч у к |
Н. И. Об автоматиче |
|||||||
ской |
регулировке. — «Радиотехника и электроника», |
1965, № 2. |
|
||||||||
|
12. Теоретические |
основы радиолокации. Под ред. Я. Д- Ш и р - |
|||||||||
м а и а. М., «Сов. радио», |
1970. |
|
|
|
|
|
|||||
|
13. Б а з и л е н к о |
О. К. Некоторые характеристики |
двоичного |
симметрично-марковского канала. В кн. «Методы отбора и передачи информации», Киев, «Наукова думка», 1965.
14. Б л о x Э. Л., П о п о в О. В., Т у р и н В. Я. Об определении некоторых параметров двоичного симметричного канала с конечным числом состояний. В кн. «Передача цифровой информации по кана
лам с памятью». ИППИ АН СССР. «Наука», |
1970. |
15. Б л о x Э. Л., П о п о в О. В., Т у р и н |
В. Я. Модели источ |
ника ошибок в каналах передачи цифровой информации. М., «Связь», 1971.
16. К о л о с о в Г. _Е. Некоторые задачи оптимальной фильтра ции в отсутствии априорных статистических данных о свойствах сиг
нала и |
помехи. — «Радиотехника и электроника», |
1970, № 6. |
||
17. |
К у з ь м и н |
С. 3. |
Цифровая обработка |
радиолокационной |
информации. М., «Сов. радио», 1967. |
|
|||
18. |
Н и ф о н т о в |
10. |
А., Л и x а р е в В. А. Оптимальное обна |
ружение бинарно-квантованного марковского сигнала на фоне поме
хи, подобной сигналу. — «Техническая |
кибернетика», 1968, |
№ 6. |
19. Л и х а р е в В. А., Ф у р м а н |
Я. А. Определение |
среднего |
числа ложных целей в секторе обзора. — «Радиотехника», 1968, № 10..
223