Поэтому сигналы и устройства обработки, синтезированные по критерию максимума энтропии с учетом имеющейся априорной информации и требований к параметрам сигнала на выходе устройства обработки, должны обеспечивать робастные к мешающим факторам качественные показатели РТС. Возможности данного подхода для синтеза сигналов и устройств обработки в условиях априорной неопределенности относительно искажений, вносимых каналом связи, и параметров входных сигналов будут показаны в п.п. 1.2 и 1.3.
Другой возможный подход к синтезу робастных РТС вытекает непосредственно из определения робастности. То есть, возможен синтез сигналов и устройств обработки, параметры которых обеспечивают слабую чувствительность к определенного вида искажениям. Так, для мультипликативных искажений, возникающих в каналах связи с замираниями, данный подход позволяет синтезировать сигналы и устройства обработки, обладающие слабой чувствительностью к амплитудным искажениям. При этом требуется получить высокие значения других показателей качества сигналов на выходе устройства обработки. Возможности данного подхода для синтеза сигналов, робастных к амплитудным замираниям будут показаны в п. 1.4.
Важной особенностью описываемых методов является необходимость использования многокритериального подхода для синтеза, робастных к мешающим факторам сигналов и устройств обработки, т.к. синтез только по одному критерию робастности может приводить к ухудшению остальных качественных показателей РТС.
Исходя из вышеизложенного, в первой главе работы для синтеза, робастных к мешающим факторам сигналов и устройств их обработки необходимо решить следующий ряд задач:
1. синтезировать устройства обработки, робастные к искажению СПМ в условиях минимума априорной информации о параметрах входных сигналов;
2. осуществить многокритериальный синтез сигналов, робастных к искажению СПМ при использовании устройств обработки в виде согласованного фильтра (СФ);
3. проанализировать влияние амплитудных замираний сигналов в канале связи на неоднозначность измерения времени запаздывания;
4. синтезировать сигналы, робастные к амплитудным замираниям в канале связи при заданных показателях качества сигналов на выходе СФ.
Количество имеющейся в РТС априорной информации о параметрах сигнала, используемых при синтезе устройств обработки, сильно зависит от конкретной области применения системы. В наиболее сложных условиях работают системы, в которых структура и параметры сигнала принципиально неизвестны [11]. Это, например, РТС предназначенные для приема излучения биологических объектов [12] и сигналов внеземных цивилизаций [13].
Однако всегда существует какая-то минимальная априорная информация о структуре и параметрах принимаемого сигнала. Так, обычно из условий распространения радиоволн примерно известен диапазон рабочих частот. В первом приближении ширину полосы частот сигнала можно оценить исходя из энергетических показателей [11, 13]. Затем с помощью панорамных приемников определяется несущая частота передаваемого сигнала [11], зная которую, можно уточнить значение ширины спектра.
Таким образом, будем полагать, что несущая частота и ширина полосы частот принимаемого сигнала известны, и на входе РТС действует сумма искаженного сигнала и неизвестного шума. В этих условиях необходимо синтезировать устройство обработки, которое должно эффективно, с точки зрения своих параметров, выделять сигнал из шума.
Как известно [3], при отсутствии искажений и наличии белого гауссового шума оптимальной системой обработки сигналов по критерию максимума отношения сигнал-шум является коррелятор или СФ. Использование данных устройств предполагает знание структуры и основных параметров принимаемых сигналов, однако, реальные устройства обработки работают при наличии искажений сигнала и не обязательно гауссовых шумов. В результате оптимальным устройством обработки будет уже не СФ, а некоторая структура, определяемая априорной информацией, критериями синтеза и классом применяемых сигналов.
Для определенности ограничим класс сигналов аналоговыми узкополосными сигналами с нелинейной частотной модуляцией (НЧМ) [8]. Ограничение на узкополосность связано с тем, что сверхширокополосные сигналы требуют специальных методов обработки [42], что выходит за рамки настоящей работы. При введенных ограничениях, НЧМ сигналы являются наиболее общим представлением, т.к. включают в себя все виды амплитудной и угловой модуляции.
В качестве модели канала связи воспользуемся наиболее распространенной моделью, использующей аппарат системных функций [18]. Данная модель предполагает представление канала в виде линейного четырехполюсника. Это представление, как правило, хорошо отражает свойства реальных каналов связи. Чаще всего в качестве системной функции используется случайная, зависящая от времени, передаточная функция канала Hкан(w, t) [18].
При заданной модели канала и классе сигналов будем искать устройство обработки в классе линейных фильтров. В этом случае, при синтезе робастного устройства обработки сигналов полагаем, что фильтр является согласованным с максимально неблагоприятным (в рамках имеющейся априорной информации) сигналом, т.е. сигналом наиболее близким к шуму.
Для синтеза передаточной функции фильтра требуется определить основные показатели качества сигнала на выходе устройства обработки. Требование максимальной шумоподобности неблагоприятного сигнала эквивалентно требованию максимизации удельной энтропии временного ряда, которая определяется выражением [43]:
, (1.1)
где G(w) - СПМ максимально неблагоприятного сигнала, w0 è Dw ‑ его несущая частота и ширина полосы частот соответственно.
Для СФ выражение (1.1) можно представить в виде интегрального показателя качества
, (1.2)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.