Файл: Гусев, К. Г. Поляризационная модуляция.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 158

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Это, в свою очередь, означает, что вероятность полу-

чения вектора

Л) в реализации, содержащей

сиг-

нал, совпадает

с вероятностью получения вектора

Ui{t\

%) Si(t\ 1) в реализации, содержащей только шум.

Следовательно, при аддитивности ПМ сигнала и шу­ ма имеем

f (и/5) =

S).

(8.1.11)

 

П

 

С учетом (8.1.11) выражение отношения правдоподо­ бия в окончательном виде запишется так

-> н .

f (а S)

 

A\u(t- l)]= f{uJ S)

= - 2 ----- -— ,

(8.1.12)

f (н/O)

f_ (и)

 

 

tl

 

где f(uf0) — условный функционал плотности вероятности

реализации и (t\ Я), t G [0; Т\, при условии, что выборка

взята из совокупности (8.1.10а) при S(£;/l) = 0.

В заключение отметим, что все входящие в (7.4.24) компоненты будем считать узкополосными со средней частотой о)0. Длина интервала наблюдения удовлетворя­ ет неравенству

Г>2я/соо,

соотношение между степенью узкоиолости и (t; I) и ин­ тервалом наблюдения Т может быть произвольным. Ко­

нец выборки будем считать совпадающим с текущим моментом времени t. Обработка выборки совершается

практически мгновенно, что позволяет в момент време-

—у

ни ti определить А [и (t; Я)], а значит, и вероятность нали­

чия или отсутствия ПМ сигнала внутри выборки в неко­ торый, вполне определенный момент времени. Этот мо­ мент определяется настройкой анализирующего устрой­ ства, заключающейся в том, что на его выходе образу­ ется отношение правдоподобия наличия ожидаемого ПМ

сигнала,

совпадающее своим

максимумом с моментом

времени,

отстоящим на промежуток времени to от конца

выборки.

—>

—v

Таким образом,Л [и (^; Я)] означает правдоподо­

бие того,

что ПМ сигнал поступил в момент времени

t to.

 

 

203


Известно, что запаздывание 4-момента принятия ре­ шения от момента прихода сигнала должно быть не меньше длительности сигнала плюс время корреляции помехи.

8.2. ФУНКЦИОНАЛ ОТНОШЕНИЯ ПРАВДОПОДОБИЯ ПРИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОМ ПМ СИГНАЛЕ

Для установления вида функционала A [u(t; Я)] восполь-

*•>

зуемся разложением процесса u(t; Я) в ряд по ортогональ

ным функциям. При модуляции параметров поляризации электромагнитной волны передаваемым сообщением бу­

дет сформирован ПМ. сигнал S ( t ; к) с изменяющимися

амплитудами и фазам ортогональных составляющих

^

S i(4 к) и S2{t\ к). Таким образом, обеспечивается пере­

дача и прием информации как бы по двум каналам (пер­ вому и второму).

Известно, что если элементы корреляционной матри­

цы непрерывны в интервале [0;

Т], то для аддитивной

помехи справедливо выражение

 

 

п Ц ) = £ м * Ы t),

* е [0 ; Г ] .

(8.2.1)

А=1

 

 

где {Vh(t) } — некоторая действительная

ортонормиро-

ванная на данном интервале [0; Т] совокупность вектор­

ных функций, удовлетворяющих уравнению

т-*

_>

1

при k = l,

{ Vl(t)Vi{t)'dt = bu ,

Sfti =

(8.2.2)

о

 

0

при кф 1,

 

 

 

а случайные коэффициенты Nk определяются как

 

N*

 

(8.2.3)

Предполагается, что интеграл (8.2.3) сходится в сред­ нем квадратическом, а также, что ряд (8.2.1) сходится

в среднем квадратическом к процессу n(t), Статистиче-

—>

ские характеристики процесса n(i), таким образом, во­

площаются в совокупности случайных коэффициентов разложения {Л/Д Например, из (8.2.3) и (8.2.1) получа-

204


ем п ер в ы й и в т о р о й м о м ен т ы э т и х с л у ч а й н ы х в ек т о р о в :

 

M{Nh} =

Т

_

 

 

jA fr {/г (0} Vk (t)dt,

(8.2.4)

 

Г

О

у

 

 

^

(8.2.5)

 

fA L ft; Q V n ^ d t ,

 

X п

 

 

 

где М_»(^; £,) — второй момент процесса п (/).

Выражение

П

в общем случае не обращается в нуль; следова­

(8.2.5)

тельно, Nk не являются статистически независимыми.

Если

выбор действительной

ортонормированной со-

 

 

 

->

 

вокупности векторных функций {Vh{t)} является произ­

вольным, то можно выбрать эту совокупность так, чтобы вторые моменты коэффициентов разложения были тоже ортогональны, т. е. чтобы выполнялось равенство

 

М{Ыкт} = акЬы,

(8.2.6)

где ап— некоторая

положительная случайная величина,

не равная нулю.

 

 

 

Следовательно,

некоррелированные

коэффициенты

разложения поля помехи можно представить в виде

 

 

т

 

 

=

f nT(t)Vh(t)dt

(8.2.7)

 

V л*

J

 

при М{пи} = 0, где

{Ль} — совокупность

действительных

 

 

у

 

неотрицательных чисел, если процесс n(t) действитель­

ный.

Обозначив Nh — Y^nHh, можно формально представить

ряд (8.2.1), а также условия нормированное™ и ортого­ нальности соответственно:

П

=

2 V ^ k U k V k ( O

^ [ 0 ; T],

(8.2.8)

 

fc=l

 

 

 

f v ^ o й ( о л =

 

(8.2.8a)

 

0

М { пп }= 0.

(8.2.86)

 

М {Until} = 5ni,

Как и прежде, равенство (8.2.8)

следует понимать как

сходимость ряда

в среднем квадратическом

к процессу

205


n(t). Таким образом, случайный векторный процесс

представляется в виде суммы квазидетерминированных векторных процессов вида

"j/" пъУъ. (0>

где пи — случайные коэффициенты, определяемые взве­

шенным интегрированием этого процесса согласно

(8.2.7).

При выполнении вышеизложенных условий разложе­ ние (8.2.8) является ортогональным разложением про-

—У

—►

цесса n(t) на интервале [0; Т], a {Vu(t)} и {Ль}—соответ­

ственно совокупности собственных векторных функций

исобственных значений, соответствующие этому разло­ жению. Эти собственные функции и собственные значе­ ния имеют нулевые средние, попарно не коррелированы

иимеют одинаковые, равные единице дисперсии. Они за­

висят от корреляционной матрицы Rn {h\ 4) процесса

n(t) и определяются из решения однородного линейного

интегрального уравнения

[ Rn (4; t) Vk(4 № = hVu (t), t e [0; T\. (8.2.9)

6

—^

Если среднее значение случайного процесса n(t) отлич-

—^

но от нуля и равно п0, то разложение (8.2.8) следует

использовать для отклонения случайного процесса от его среднего

п (t) = п0+ S jAft/ifcV* (t),

(8.2.10)

k=i

 

причем ядром интегрального уравнения (8.2.9) теперь

будет не Rn{ti\ 4), a Rn (U\ 4) — «о«от-

величиной

Считая мощность ПМ

сигнала конечной

т

 

 

[ Sr ( 4 Я) S(t; Я) =

Sj + Si| = S2< оо

(8.2.11)

о

и исходя из векторной формы теоремы Мерсера для дву­ мерных действительных функций, можно получить пред-

206


е т а в л е н н е

 

 

 

5 (/; Г)=

2 V h S n V n (t),

(8.2.12)

 

 

т

 

Sk =

 

j15 Г(/; Я) V* (t) dt.

(8.2.13)

 

h О

 

Далее, вводя

т

 

 

 

%=

j

UT(*; Я) v l (0 dt,

(8.2.14)

 

о

 

мы можем представить поступающую на вход двухком­ понентной приемной антенны аддитивную смесь электро­ магнитных полей ПМ сигнала и помехи в виде

t (t- Я) = 2

y i kuk Vfc (t)= 2 У h

+

Sk) Vk (/).

(8.2.15)

А=1

 

 

k—1

 

 

 

Причем, учитывая (8.2.12) и (8.2.8), имеем

 

М {iUk U[) :

У^кк1

j

t2)Vk (t,) at, Vdta)dtx=

 

О L0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

=

8«(l - v

\

 

(8.2.16)

 

 

 

 

 

 

Ru(ti',t2) —■/?n (^i! 4) ~b S (f,; Я) S

(/2; Я);

(8.2.17)

vk характеризует мощность k реализации ПМ сигнала.

Пусть теперь нормальный случайный векторный про- .

цесс n(t) задается своими координатами, т. е. конечной

совокупностью п выборок пи пг, . .., пп, взятых через ин­ тервалы времени A=Tjn на интервале наблюдения

[0; Г]. Тогда ортогональные компоненты векторов щ, t= 1, 2, ..., п, можно рассматривать как две совокупно­ сти п нормальных случайных величин

я [& )= ф п .

« 12.........

п 1П},

(8.2.18)

/^2 (4) ’ {^21>

^22» •••>

^2п}•

(8.2.19)

207