4.1. краткие теоретические сведения.
Задача обнаружения, как частная задача оптимального приема, характерна для всех РТС и дает ответ на вопрос: присутствует ли в момент наблюдения полезный сигнал на входе приёмника? Бинарный характер задачи обнаружения связан с наличием на входе приёмника аддитивного шума. Обнаружение радиосигнала может быть простым и сложным. При простом обнаружении, помимо априорных данных в сигнале и шуме, существуют возможные моменты времени присутствия полезного сигнала в принимаемой смеси. Сложное обнаружение отличается необходимостью оценки временного положения радиосигнала.
Характерны следующие случаи обнаружения:
- обнаружение известного радиосигнала,
- обнаружение известного радиосигнала с известной начальной фазой,
- обнаружение радиосигнала с неизвестной начальной фазой и флюктуирующей амплитудой,
- обнаружение пачки радиосигналов.
Пусть принятая смесь
Х(t)=lS(t)+U(t), 0 £ t £ T, (4.1)
где U(t) - белый гауссов шум со спектральной плотностью Fn(w)=N0/2,
S(t)-полезный сигнал, определяемый на интервале [ 0,T ]. Параметр l неизвестен и принимает одно из двух значений: l=1 (сигнал присутствует в смеси), l=0 (сигнал отсутствует в смеси). S(t) и U(t) не коррелируемые процессы.
На рисунке 25 приведена обобщенная структурная схема обнаружителя:
Х(t)
Y Y ³ h, l=T
Y < h, l=0
h
Рис. 25
УО- устройство обработки,
ПУ- пороговое устройство, (h-порог обнаружения),
СУ- синхронизирующее устройство.
Структура устройства зависит от априорных данных о полезном сигнале на входе приёмника.
При обнаружении известного сигнала
S(t)=S0(t)cos(w0t+j0), 0£ t £ T
где S0(t) - известная огибающая радиосигнала.
Структурная схема фильтрующего обнаружителя, соответствующая этому случаю приведена на рис. 26.
X(t) Y Y³h ® l=1
Y<h ® l=0
h
Рис. 26
СФ - согласованный фильтр (его можно заменить коррелятором, с коэффициентом передачи):
K(jw)=CSc*(jw)e -jwT
Sc*(jw) - функция комплексно сопряженная со спектральной функцией радиосигнала S(t).
Качество работы обнаружителя оценивается характеристиками обнаружителя:
Рпо- вероятность правильного обнаружения,
Рлт- вероятность ложной тревоги.
Для рассматриваемого обнаружителя (рис. 26)
Рпо=1-f(h/
-)=1-f(
),
Рлт=1-f(h/)=1-f(
)
(4.2)
1-Рпо=Рпрп - вероятность пропуска сигнала
1-Рлт=Рно - вероятность правильного не обнаружения.
В (рис.26) Е - энергия радиосигнала, h0=hN0/2
- интеграл вероятности,
- дисперсия случайного процесса на входе порогового устройства.
Порог h0 называется оптимальным, если вероятность пропуска сигнала Рпрп равна вероятности ложной тревоги Рлт..
Оптимальный порог hопт=E/2.
Если S(t) – простой сигнал, то Е/N0=qвх, qвх - входное отношение сигнал/ шум по мощности, а отношение сигнал /шум по мощности на входе порогового устройства qп=2qвх.
Если S(t) – сложный сигнал с базой В, то qп=2qвхВ.
Для Рпо≥0.9 , Рлт≤0.1 есть интегральная формула, погрешность которой не превышает 10%.
(4.3)
При обнаружении радиосигнала с неизвестной начальной фазой
S(t,φ)=S0(t)cos.(ω0t+φ(t)), 0≤t≤T
Где φ(t)- неизвестная начальная фаза, полотность распределения которой принимается равной Р[φ(t)]=1/2π.
На рис. 27 приведена структурная схема фильтрового обнаружителя радиосигнала с неизвестной начальной фазой,
X(t)
Y Y³h ® l=1
Y£h ® l=0
h
Рис. 27
ДО - детектор огибающей.
Для неизвестной начальной фазы радио сигнала на выходе согласованного фильтра формируется автокорреляционная функция полезного радиосигнала и детектор огибающей выделяет огибающую этого сигнала.
Характеристика обнаружения обнаружителя (рис.27).
(4.4.)
Из системы уравнения (4.4.) можно получить
(4.5) где
qвх=E/N0.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.