Файл: Козин, И. В. Элементы теории оптимального обнаружения и приема сигналов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 69

Скачиваний: 0

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

f {EnBTEnz, z)B__l (EnBSEnz , z)B_xP{dz) =

,°2 + <

2Sp(EnBTEnEnBSEn) +

 

 

 

+ *%+ mx ( S p ^ S ^ J l S p ^ S ^ ) .

(5.4.4)

Поскольку совокупность конечномерных операторов ЕпВТЕп всюду плотна в пространстве ядерных операторов со скаляр­ ным произведением, определяемым правой частью равенства (5.4.4), из теоремы 1.6.1 вытекает, что функция (EnBTEnz, z)B- \ от ВпВТЕп расширяется до изометрического отображения

из пространства ядерных операторов ВТ на пространство квад­ ратичных форм (BTz, z) имеющих интегрируемый относи-

тельно меры Р квадрат.

Так как Bwh = Xh^h, то

1

 

Sp В Т — ^ (BTwk,

wk)

 

 

1

 

■ . ^ { B T B 'w b

B i w k}B_ It

 

k~\

 

 

A — 1

 

1

I

 

 

СО

 

 

 

 

 

Sp (ВТ)2

2 (BTBTwk, wk)

V

' BTBTB2wk,

,

 

k=\

 

 

A =

1

 

 

 

а поскольку

система элементов

B 2w

является

ортонор-

мированным

базисом

в

 

 

 

k —i

 

ВТ, рас-

И ,, ядерность оператора

сматриваемого в пространстве Н, эквивалентна ядерности этого оператора в пространстве / / г

Рассмотрим теперь функцию U{z). Воспользовавшись ме­ рой P[Ajx} или формулой (3.1.2) и леммой 3.5.4, легко най­ дем, что

 

 

 

 

СО

 

 

U-> (z) Р (dz) =

(О* +

ml) 2 Sp ^

)2 +

 

Н

 

 

 

А = 1

 

 

 

+ (« ’ + о

у ;

Ха ■- \

 

(5.4.5)

 

Ха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А = 1 \

/

 

 

Учитывая теперь формулы (5.3.8), (5.3.9) и унитарную

экви­

валентность

операторов

/ —

и

I — ^Лг"1,

вместо

(5.4.5}

получим равенство

 

 

 

 

 

j

U%(z) P{dz) =

(а2 +

ml) 2 Sp ( / — X ^ 1) +

 

н

+ (о2 +

/7&) [S p (/-X H ^ )]2.

 

(5.4.6),

 

 

Благодаря ядерности оператора / — Х0ДГ\ из формулы (5.4.6} вытекает, что ему соответствует единственная функция с инте-

7 З а к . 3S9

9?


п

рируемьш квадратом, равная тх ([/— >.0.4г l| z, z)B~ 1.

Таким

•образом,

 

U(z) — mx {[l — )0AT{]z, z)B-1 .

(5.4.7)

Правая часть выражения (5.4.7) является пределом в среднем квадратическом относительно меры Р последовательности функ­ ции

тх {[1 Х0Л2-1] Enz, Enz)B_ x ,

но, согласно предыдущему параграфу,

гп, ([ / — Х0ЛГ1] Enz, Ettz)B_, =

= тх (E„z, Enz)B__l mx\0(Enz,

/:„с)д _ г

 

По этой причине можно также написать, что

 

U (z) = m,v (г, z )b _ , — отлХ0 (г,

г)д_ ,.

(5.4.8)

Поменяв в рассуждениях операторы В и А местами, полу­ чим то же самое выражение и при рассмотрении сходимости относительно меры Pt. Выбирая из последовательности (5.4.1) подпоследовательность, можно получить функцию U(z) Н-из- меримой.

§5.5. Функция V(z)

Врассматриваемом случае В является корреляционным

оператором, поэтому, переобозначив К на В, можем, как и в § 4.5, построить интеграл / (в) для меры Р. Сходимость после­ довательности определенных в лемме 3.5.1 функций Vn(z) к

-функции t^ _ t 7(в) вытекает из легко доказываемого при по­ мощи формулы (3.1.2) неравенства

\ [ j ^ t J n { z ) - V a{z)^P{dz) =

п и

если Цл-И) при п-»-оо. Для

меры Р i рассуждения

несколько

усложняются.

существование интеграла

/ (z) для

Докажем прежде всего

этой меры. Используя обозначения § 4.5, для двух разбиений промежутка ^ —U на основании формулы (3.1.2) получим ра­ венства

.98


\ l U z ) P {(dz)== H

02 + m2

S ~

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

r

£

2

{(A A. Фл)д(А А A)b + 2

'}'i)|| A A,

 

 

ft = 1

i= l

 

 

 

'

 

 

 

(5.5.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ss

 

\ l l ( z ) P , ( d z ) =

 

 

O .

2

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

 

 

 

 

 

 

 

 

°2 + mA-

-------

{(а ф ;. ф;а саф;>ф;)* а 2( а ф ;. ф^ }

а а ,

 

 

ft=l

1=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j/« (2 )/« ' И Я, (</*) =

 

 

3

2

"

п'

 

 

 

 

 

 

 

 

„2

Л,^ ]У ]{(А Ф й , Фа)в(АФ/-

Ф])д А 2(А Ф а. Ф/')*} Д*А.

 

-----------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А=1

1=1

 

 

 

 

 

 

 

 

из которых

находим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|

(/„ (z) — !n’ (2)12 Я, (<fe):

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

°2+ <

 

 

(АФ*. Фй)вДА

 

^^(Афл. Ф*)вА*

 

 

 

 

 

 

 

 

п

п

- *57

 

п

*=1

 

 

 

 

 

 

 

п '

 

 

ft=1■•

1=1■■

 

 

 

h=l

tS\

 

 

 

 

 

 

 

n r

ftr

 

 

 

\

 

 

 

 

 

+

2 2

2 (А А -

Ф,:)2В A A

(5-5.2)

Очевидно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- X02

(Ай. <МвA A X02

 

(Aft. Фй)в A =

 

 

 

/I

л—1

n1

ft-1

 

 

 

— —X02 A A X02

A*= —X0(^2 — A X0(^2— Л )= 0.

 

 

ft= l

 

 

ft= l

 

 

 

 

 

 

поэтому

с

учетом

 

экстремальных

свойств

собственных

чисел

ха— хо опёратора

j4t — Х0/

 

 

 

 

 

 

 

П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 (АФ*. Ф*)в А — 2 (АФ*. Фй)я А*

 

 

 

fc-1

 

 

fc=i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п'

 

 

 

 

 

2

(Mi V ]

Фа. Ф*)д А — 2

(1А - V

] Ф*. А)в А

<

ft=i

 

 

 

 

п

 

 

 

 

(5.5.3)

 

 

 

 

 

А 2^i,, 2 IА

 

 

А !•

 

 

 

 

 

 

 

л=1

 

 

 

 

 

7*

99



Далее,

 

 

П П

 

 

\

2

М в д ад *

 

 

 

Й=1 1=I

 

V V

{UM M] M Мв Н- 2^о (Mi V I М ^)в ('Hi *Мв ~Ь

JmtdAd Ad

fi=1 /=1

 

 

 

+ *о2(М Мв} дА < М 2 iI H , - V ] M I b +

 

 

 

 

 

(ft=I

 

 

 

 

 

+

2X0 У (И , - X 0/] M

M b + Ktl2

<

 

 

 

 

 

 

k ~ I

 

 

 

 

 

 

<

T<?n( 2

 

i X* - Xol2 + 2 X o 2 lXf t - ^ l

+

^ 8

(5.5.4 }

 

 

a= i

 

*=i

 

 

 

 

И совершенно

аналогично

 

 

 

 

 

n

nГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

V

(^lM

)s ДйД/

P'ft--+

 

 

 

 

L

 

 

 

ft=l /■=-]

 

 

 

/1=1

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2X0

 

2 „ 2

 

 

(5.5.5)

 

 

 

 

У | \k — X01-)- Цп

 

 

 

 

 

 

 

A = 1

 

 

 

 

 

Принимая во внимание

конечность

ряда 2

|

— М >'

из

ра-

венства (5.5.2) и

 

 

 

Л=1

 

что

по­

неравенств (5.5.3)—(5.5.5)

получаем,

следовательность

функций /п (z) сходится

в среднем

квадра­

тическом относительно меры Я, к некоторому пределу 1(z),

если ч]п п

0 при /г->со.

последовательности функций Vn (z)

Докажем

теперь,

что

и |т-_ t I (г) сходятся

в среднем квадратическом относительно

меры Ях к одному и тому же

пределу.

Равенство

(3.1.2) по­

зволяет

написать

2

п

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j Vl {z) Я. (dz) =

 

 

^]{(Л ,г>й, -иДв (Л ,^ ,

M b +

н

 

 

+

2(Л,г>*,

M b}’

 

(5-5-6>

 

 

 

 

M ;

.f K*(z) /- w p‘,fe=

S

S

2 j

**>вХ

 

 

X (ЛМ Mb + '2 (Ait;*, M b} V

(5.5.7)

Благодаря

(5.5.6),

(5.5.7) и (5.5.1),

 

 

 

 

V„(z) -77^77 ДМ} Я, (dz) =

 

 

 

H

 

 

 

 

и

 

 

 

»

 

 

 

 

 

—(°~ -р Мх) ■

 

V,!')b~

7 ~ 7 7

" S (Л|'',г’

 

 

 

А=1

 

 

 

'

А=1

 

100