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: 67
Скачиваний: 0
О ч е в и д н о ,
^ и п 5 ) = ]■■%(-) л т .
Поэтому, если Л4г [Х_/Н„] — условное математическое ожидание по мере Р,, то для любого .А£НЛ
|
^ ( A n S ) = |
|
или, |
в силу теоремы о замене |
переменной интегрирования |
(стр. |
112 [4]) и равенства (1.5.4), |
|
|
Pi (A n S ) = \ M 1 l/.-s^ |
n}% (Tnz)P(dz). |
|
А |
|
Сравнивая полученное выражение с равенством (1.5.1) для множеств вида. Л П 5 и обозначая через 714 [ / х /Н„] условное математическое ожидание по мере Р, получаем
Ы Т '& м , [ц!Нп\ = м [ / Х-1Нп].
Пусть Нт определяется элементами еь ..., ет при т<.п. Нетрудно заметить, что Нт сН „. Далее А4(|/|]<оо. Следова тельно, 'выполнены все условия теоремы Дуба (стр. 297 [101) ■ На основании этой теоремы почти всюду относительно меры Р
Нт |
( 7 » 44, [у Н„] = 714, [/у-/Н ш], |
(1.5.5) |
|
п~*со |
05 |
^ |
|
где Нт — наименьшая а-алгебра множеств, |
содержащая |
UH„. |
|
|
|
|
П |
Нт является о-алгеброй, порожденной цилиндрическими множествами с борелевскими основаниями над элементами фик сированной полной в Н системы (£*]“_,. Нетрудно показать,
что Нет не зависит от фиксированной системы и совпадает с Н„ Так как функция / ( z ) y - ( z ) Н-измернма,
М [/Z^-Hc] = /( z ) y--(z). |
(1.5.6) |
Неравенство 714,'[ | | ] < оо позволяет применить |
теорему |
Дуба (стр. 297 [10]) и к последовательности условных мате матических ожиданий 7W, [Х_,'Н„]. На основании этой теоремы
Нш 714, [х-/Н„] = x_(z), |
(1.5.7) |
||
«-*• оо |
° |
° |
|
поскольку множество 5'£Н. |
|
|
выражение |
Подставив теперь равенства (1.5.G) и (1.5.7) в |
|||
(1.5.5), получим |
|
|
|
Нт '\а(Тпг) у (z) = / (г)Х- (z) |
|
||
Л -►СО |
° |
° |
|
почти всюду на Я относительно |
меры Р\. Так как множество |
||
5 имеет P-меру нуль_и мера Р\ |
абсолютно непрерывна относи |
тельно меры Р на S, то с учетом обозначения (1.5.3) отсюда следуют первые два равенства теоремы 1.5.1.
18
Рассмотрим теперь сходимость последовательности функций ^n(Tnz) относительно меры Р\ на 5.
Наряду с равенством (1.5.1) можно написать также равен
ство |
|
|
|
Р (Л) = j / , (z)PL(dz) + Р (АП5,). |
(1.5.8) |
||
.4 |
|
|
|
Это равенство справедливо |
для любого Л£ Н. |
Множество |
5! |
в нем имеет Д-меру нуль, |
а функция 'fi(z) |
Н-измерима, |
не |
отрицательна и суммируема относительно меры Pi. На мно
жестве 5 из равенства (1.5.1) функция fi(z) равна |
нулю почти |
|
всюду относительно меры Р\. Если предположить |
противное, |
|
то при Л = 5 из равенства |
(1.5.8) будем иметь |
|
0 = |
\ f i { z ) P 1{dz). |
(1-5.9) |
Р\ — мера множества 5 положительна, поэтому справа в ра венстве (1.5.9) оказывается положительное число, что невоз
можно.
Повторив теперь предыдущие рассуждения для функции [i(z), найдем, что почти при каждом в на Н относительно ме ры Pi
(Т z) /i(~)
п-*-СО V n \JnZ)
ИЛИ
Ига ( Tnz) = y j -t . 11—>ОЭ J1(Z)
Так как на множестве 5 функция fi(z)=0 почти всюду отно сительно меры Pi, то, принимая во внимание обозначение (1.5.3), получаем последнее равенство в теореме 1.5.1.
Для обоснования еще одного метода вычисления отноше ний правдоподобия необходимо рассмотреть несколько вспомо гательных вопросов.
§ 1.6. Пространства Нв, НА, L2(B), L2(A) |
|
|
Назовем оператор В положительным, если |
|
|
(Bv, т») > 0 |
|
|
для любого отличного от нулевого v £ Я. |
счетно-аддитив |
|
Пусть даны две определенные на (Я, Н) |
||
ные меры Р и Рь удовлетворяющие условию |
(1.4.4), и пусть |
|
В и Л — положительные операторы |
моментов |
второго порядка |
(§ 1.4), соответствующие этим мерам. |
|
|
Замыканием множества элементов пространства Я при по |
||
мощи скалярного произведения |
|
|
(u,v)B=(Bu, |
v) |
(1.6.1) |
2* |
19 |
введём |
гильбертово пространство Н в. |
Аналогичным образом, |
|||||||||
при помощи скалярного произведения |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
(и, |
v)A = (Аи, v) |
|
|
(1.6.2) |
|||
введем |
пространство Н А. |
Из |
положительности |
и |
ограничен |
||||||
ности операторов |
А и В и |
сепарабельности пространства |
Н |
||||||||
вытекает сепарабельность пространств |
Н А и' Нв. |
|
|
|
|||||||
На элементах |
Н равенством |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
V u = u |
|
|
|
|
|
|
определим отображение из Ив в НА. |
Если при |
этом |
обозна |
||||||||
чим через |
l/* отображение из НА в |
Нв, сопряженное с |
V, |
||||||||
а через |
|
— оператор |
V*V в Нв, то |
получим |
равенство |
|
|||||
|
(u ,v ) A = (Vti, |
Vv)A= (V * \/и, |
v )b = (A]l и, |
v)B. |
(1.6.3) |
||||||
Возможны два случая: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
а) оператор А { ограничен и положительно определен; |
|
|
|||||||||
б) оператор А\ |
не удовлетворяет условиям а). |
|
|
|
|||||||
Будем |
считать, что |
выполнены условия а), |
поскольку, как |
показано в следующей главе, для широкого семейства вероят ностных мер при невыполнении этих условий меры Р и Р\ ока зываются ортогональными и необходимость в вычислении от ношения правдоподобия отпадает, так как в этом случае на основании теоремы 1.3.1 оно равно нулю почти всюду на Я относительно меры Р и равно бесконечности почти всюду на
Я относительно меры Р{. Если условия |
а) выполнены, |
прост |
||
ранства |
На и Нв состоят из одних и тех же элементов |
(топо |
||
логически эквивалентны). |
|
|
|
|
Обозначим через {Kv{z)} класс функций от z на Н, опреде |
||||
ляемых |
условиями Xv(z) = (z, v), vQH. Замкнув этот |
класс |
||
функций при помощи скалярного произведения |
|
|||
|
М [XV’X*] = |
[ AV (z) X*{z) Р (dz), |
(1.6.4) |
|
|
|
н |
|
|
получим |
гильбертово пространство |
Замкнув класс функ |
||
ций [А\, (г)} относительно скалярного произведения |
|
|||
|
Л\, \Х* А,- ] - |
j AV (г) X-J- (z) Р, (dz), |
(1.6.5) |
|
|
|
н |
|
|
■получим |
гильбертово пространство L2(A). Если бы меры Р и |
|||
Р 1 были |
эквивалентными, пространства |
L2(A) и L2(B) |
можно |
было бы отождествить. В общем случае этого сделать нельзя, поскольку элементы пространства L2(A) не обязаны быть из меримыми по мере Р, а элементы пространства L2(B) не обя заны быть измеримыми по мере Л , хотя между элементами этих пространств и существует некоторое соответствие.
Поскольку для любых v' и v" из Я, в силу формул (1.4.3), (1.6.1) и (1.6.4),
М [AVAVj =(х)', v")Bt
20
множество элементов пространства Н линейно и всюду плотно в Нв, а множество функций {А„(;г)} линейно и всюду плотно в L2(B), отображение
тв"° = Х * (z )
продолжается до изометрического отображения пространства Нв на Lo(B). Это обосновывает
Т е о р е м а |
1.6.1. |
Пусть |
Hi(i = l, 2 ) — два |
гильбертова |
||
пространства |
со скалярными произведениями (и, и) у Gi (i = |
|||||
. = 7, 2) — некоторое подмножество |
GidHi (i = 1, 2); L(Gi)— |
|||||
линейная оболочка |
множества |
Gi, |
a H(Gi) — ее |
замыкание в |
||
Hi. Если между G\ |
и G2 установлено взаимно однозначное со |
|||||
ответствие, при котором |
|
|
|
|||
(И1. и.Л = |
К ®г)а, |
= |
(7= 1, |
2), |
||
|
|
|
И/бО„ |
G С7о, |
|
то оно может быть продолжено до изометрического отображе ния H(G\) на H(G2) (стр. 235 [4]).
Аналогичным образом, при помощи теоремы 1.6.1, с учетом равенств (1.4.3), (1.6.2), (1.6.5) и совпадения множеств эле ментов Н 4 и Нв соответствие
TAv = X v (z)
поодолжается до изометрического отображения пространства Нв на L2(A). Следовательно, и между пространствами Ь2(В)
•и 7-2(А) существует изометрическое соответствие Т.
Каждый элемент v £ Нв является пределом последователь
ности Vn элементов |
из //, сходящейся |
по норме пространства |
||||
Нв. Всякая подпоследовательность v n |
последовательности vn |
|||||
сходится к тому же пределу. Поскольку отображение Тв |
сопо |
|||||
ставляет |
каждому |
элементу v £ H B |
единственный элемент |
|||
X v£ L 2(B), являющийся |
пределом в среднем |
квадратическом |
||||
относительно меры |
Р |
последовательности функций X v |
(z) = |
|||
= (z, v n), |
а из этой |
последовательности можно |
выбрать |
схо |
||
дящуюся |
почти всюду |
на Н относительно меры Р (п. |
в. Я) |
подпоследовательность функций X v (z), элементу v ^ H Bможно сопоставить предел такой подпоследовательности. Функции X Vn
определены всюду на Н и Н-измеримы. Множество сходимо сти 5 этой подпоследовательности также Н-измеримо. Предель ная функция определена на S и тоже Н-измерима. Подпосле довательность V„ может быть выбрана так, что подпоследо
вательность X Vn (z ) будет сходиться почти всюду относительно
мер Я и Ру (п. в. Я, Я,). Если — множество сходимости этой подпоследовательности относительно меры Яь то это мно
жество Н-измеримо, как |
и предельная |
функция. |
Обозначим |
через < з, v> функцию, |
совпадающую |
с первым |
пределом на |
5 и со вторым пределом на S j\S . Эта |
функция определена на |
21