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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 146

Скачиваний: 0

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

Хехр

&К (V.

*»)

(8.5.20)

2[1 + ^

(М; Ml

 

 

 

Вследствие монотонной зависимости

Л [u(t; Я)]

от

/С (Я^ Я3) структура оптимальной

приемной

системы

при

выполнении оговоренных допущений будет определяться выражением (8.5.19).

Таким образом, при различении двух квазидетерминированных ПМ сигналов приемная система должна формировать оптимальные выходные эффекты в соот­ ветствии с выражениями (8.5.10) или (8.5.19) в зависи­ мости от того, какой ожидается сигнал: с неизвестной фазой или неизвестными фазой и амплитудой. Эту операцию можно осуществить включением на парал­ лельную работу двух оптимальных приемных систем

обнаружения

квазидетерминированных

ПМ

сигналов,

согласованных

—>

—>

—>

—^

соответственно с S(/;

М) и

5((;

Яг),

выходы которых подключены к решающему устройству. Дальнейшим обобщением рассмотренных систем яв­ ляются системы различения т + 1 ПМ сигналов. В из­ вестных работах [18, 23] показано, что оптимальные

приемные

системы,

предназначенные для

различения

т + 1 детерминированных

или квазидетерминированных

узкополосных сигналов

на

фоне аддитивных помех,

должны

состоять

из т + 1

согласованных

фильтров,

выходные сигналы которых поступают после стробиро­ вания или детектирования на схему сравнения, опреде­ ляющую наибольшее из т + 1 значений выходных эффек­ тов или их огибающих. На основании ранее сделанных выводов эти утверждения можно распространить и на различение т + 1 детерминированных и квазидетермини­ рованных узкополосных ПМ сигналов.

8.6. СТРУКТУРА ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПМ СИГНАЛОВ

В соответствии с выводами, сделанными в § 7.3, оптимальная приемная система, предназначенная для оценки параметров поляризации ПМ сигнала, должна формировать на своем выходе функцию правдоподобия, которая представляет собой условную плотность вероят-

—У —V

->

ности векторного процесса u(t\ Я), т. е. А(Я)=ср(ы/Я).

238


Часто в качестве критерия оптимальности используется требование получения эффективной оценки [18, 36], характеризуемой нулевым смещением и минимальным рассеянием. Однако эффективная оценка параметров сигнала существует только тогда, когда удовлетворяют­ ся условия

Л (Я) = ?[«(*;

Я)]/(Я*/Я),

 

 

In / (я*/Я) = k (x*i Яг),

(8.6. 1)

 

 

где <р[u(t\ Я)] — произвольная

функция

от и (t\ Я);

f (Я*/Я) — условная

плотность вероятности;

k — постоян­

ный коэффициент,

не зависящий от Я*.

 

Эти ограничения приводят к тому, что невозможно

аналитически представить апостериорное распределение

—>—>

f f kfu)’ на всем априорном интервале Л и произвести

необходимые усреднения, чтобы вычислить дисперсию оценки

з2(Яг) =;<*J (Яг - я*г)2/ ( if и) d l >.

(8.6.2)

л

 

Сложными оказываются и решающие устройства при их практической реализации. Поэтому в настоящее время наиболее широко используются оценки по методу мак­ симума апостериорного распределения или функции правдоподобия. Оценка по максимуму функции правдо­

подобия, если Л (Я) в среднем обладает свойством сим­ метрии, совпадает с оценкой по минимуму среднеквад­ ратической ошибки, а в теории оценок доказывается [22, 37] возможность определения эффективной оценки, если она существует, методом максимума правдоподо­ бия. К тому же инвариантность функции правдоподобия по отношению к произвольному взаимно-однозначному преобразованию позволяет значительно упростить реа­ лизацию структурных схем для получения оценки по методу максимума функции правдоподобия.

Для определения функции правдоподобия оценивае­ мых параметров поляризации найдем выражение функ­ ционала плотности вероятности нормального случайного

2 3 9



векторного процесса u(t; к). Пусть отсчеты при Дискрет-

ном наблюдении u(t\ к) берутся через равноотстоящие моменты времени A = /;+i—С (/=1, 2, .. ., п). При этом

число выборок Ui — u{ti\ X) равно целому числу дроби

(Г+1)/Д , где

Т — длительность реализации случайного

■+

•+

процесса u(t\ к). В общем случае математическое ожи-

•*>

 

дание M[u(t\ А,)]=т^0, поэтому совокупность значений

математического ожидания M[u(t\ k)] = u»{t\ к)

в выбо-

—>

—>

рочные моменты времени можно обозначить uoi = uo{ti\k).

Совокупности значений корреляционных функций в вы­

борочные моменты

времени

Ru{tu tj)=Ruij = Riiji,

Rzz(ti',

tj) =Rmj = Rziji',

Rll{ti\

tj) = 1^21(^; ti) — Rl2ij —

—R i2ji

образуют корреляционную

блочную матрицу

R(ti\

tj)

выборки порядка 2пХ2п.

Многомерная плот­

ность вероятности 2«-го порядка стационарного нормаль­

ного случайного процесса u{t\ к)

определяется

выра­

жением

 

 

 

f (иг; «2; •••; ип) =

-------

„ ■ - = Х

 

 

(2 я )» У

det R {tt \ tj)

 

X exp | -- (“r —

R ' 1 (k.

(« — “o )|.

(8.6.3)

где

 

 

 

ZT = || ит

И ц и« II; WJ2, .... j

II ,

II

u

ou

uT ll;

n

 

02i 1,7

^2£ --

{^21> ^22» •** »^211} J

' ^012» • • • >^Qin}j « „ = K l . И022» i ^огп}"

Для нахождения функционала плотности вероятности необходимо вычислить предел показателя экспоненты

(8.6.3) при

Д= 77(п— 1) = ti+i—U— ^0. п— МХ1-

Определив элементы Cuij, С22ц, Cm-j, C2lij блоков ма­

трицы R ~1{ti, tj) из уравнений вида


2 — 0, 2 Ct1iiRtljh — О,

/=i

з=i

(8.6.3) записать как

мы можем показатель

экспоненты

{ип — Чоп)— —

Аг ( « . з ~ И о , з ) +

/=1

 

 

+( « .г — « 0 1 <) - % Г - Д2 («23 — «огз) +

ifT=l

п

+S l«2i ~

«огг) ^ J T - A2 (M,j — H0ij) +

 

 

i:/=i

 

 

 

 

 

 

 

 

+

2

 

(«гг —

«огг)

А 2 (И, J —

И02з)

 

 

<./=!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J ]

“u°‘«jU!jA2+

2

uu ^ a ul A 2+

 

 

 

г./=1

 

 

 

г. /=1

 

 

+

 

S

“ ” A

' «

“ >

! +

£

 

,

(8.6.5)

i,

 

 

 

 

/=1

 

 

i,/=l

 

 

 

 

где

о

 

_

ш

 

о

_

 

 

 

 

 

 

 

 

^02*!

 

 

 

 

---Mil

 

^OUj

1-- ^2*’

 

 

n

C-nij

д2 __

n

 

 

 

5,-fe

 

 

 

» „ Л « Д =

 

 

f=l

 

 

 

 

Л *

 

 

 

 

 

/=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П

 

 

 

 

 

 

2 ] - % ^ Д * =

2 » 111Й/гиЛД =

0;

 

 

/=1

 

 

 

 

/=1

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J=1

 

 

 

i=l

 

 

 

 

 

 

П

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

J ] -% A A2 = J ) »« « * ..* * =

 

 

 

/=1

 

 

 

 

/=1

 

 

 

 

 

a m-j =

C • -

 

 

 

 

 

 

^

1

|| C ,„j ||;

- j r - — элементы матрицы 0n =

16-667

241