Вероятностная структура сигналов и помех в лазерных системах передачи и обработки информации

• Автор: Туманова, Алена Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 214 с. : ил.

Введение.

1. Особенности построения и анализа лазерных информационных систем

1.1. Характерные особенности развития радиооптики

1.2. Модели лазерных информационных систем.

1.3. Обобщенная модель и статистические явления в радиооптике

1.4. Принципы формирования Статистической радиоопгики

1.5. Основные результаты и выводы

2. Вероятностное описание сигналов и систем в задачах обработки информации

2.1. Обобщенная модель преобразования информации.

2.2. Определение и общая классификация случайных функций.

2.3. Описание непрерывных случайных процессов

2.4. Описание случайных точечных процессов.
2.5. Описание случайных полей
2.6. Типовые задачи теории статистических решений
2.7. Проблемы вероятностного анализа и статистического синтеза алгоритмов
2.8. Основные результаты и выводы
3. Вероятностная структура оптического излучения
3.1. Вероятностный анализ колебаний в типовом генераторе.
3.2. Вероятностное описание тепловых излучений.
3.3. Вероятностные модели лазерных излучений.
3.4. Когерентность оптического излучения.
3.5. Вероятностная структура интенсивности излучения.
3.6. Основные результаты и выводы.
4. Анализ открытого оптического канала передачи информации
4.1. Особенности лазерных систем передачи информации
4.2. Оптический канал связи в свободном пространстве
4.3. Оптический канал связи в турбулентной атмосфере.
4.4. Оптический канал связи в атмосфере с рассеянием
4.5. Вероятностная структура эффектов замираний в открытом оптическом канале
4.6. Вероятностный анализ прозрачности атмосферы для лазерного
излучения.
4.7. Основные результаты и выводы.
5. Вероятностный анализ процессов регистрации оптического излучения.
5.1. Преобразование оптического излучения в электрический сигнал.
5.2. Флюктуационные эффекты при детектировании оптического излучения исследование статистики фотоотсчетов
5.3. Предельная точность оценивания характеристик интенсивности излучения.
5.4. Основные результаты и выводы.
Заключение
Литература


Остановимся теперь кратко на рассмотрении основных элементов, характерных для систем радиооптической обработки информации. Условно такую обработку можно представить в виде упрощенной схемы, показанной на рис. Рис. Упрощенная схема построения радиооптической обработки информации. Очевидно, что в зависимости от класса решаемых задач построение радиооптической обработки может быть самым различным. Так, в частности, источник оптического излучения и блок формирования заданной структуры излучения обычно необходимы для создания опорного или несущего оптического поля, параметры которого могут изменяться в зависимости от состояния источника информации. Информация, подлежащая обработке, является в подобных системах управляющим воздействием для модуляции отдельных параметров оптического поля. Такой подход позволяет выполнить операцию ввода информационных процессов в оптическую систему. Наиболее сложные интегральные операции пространственно-временной обработки модулированных оптических полей выполняются элементами оптической системы. После реализации необходимого алгоритма обработки оптическое излучение с помощью операции фотодетектирования может преобразовываться в соответствующие электрические сигналы. Заключительным этапом общей обработки является последетекторная обработка электрических сигналов, анализ и выработка необходимых решений. Сами решения могут быть при этом связаны с фильтрацией, обнаружением, различением или оцениванием параметров информационных процессов. В свою очередь, информационные процессы принципиально могут представляться от источника информации в виде электрических или радиосигналов, в виде оптических излучений или в виде акустических полей. Приведенная структурная схема (рис. В заключение данного раздела полезно еще раз подчеркнуть, что рассмотренные здесь структурные схемы являются упрощенными. Однако, они наглядно отражают основные особенности построения лазерных информационных систем и дают общее представление о типовых узлах и преобразованиях, характерных для подобных радиооптических систем. Построение любой лазерной информационной системы определяется содержательной постановкой решаемой задачи, видом информационных процессов, требуемыми алгоритмами обработки. Большое разнообразие практических задач неизбежно приводит и к большому разнообразию существующих систем. Такие системы различаются между собой и по функциональному назначению, и по составу входящих в них элементов, и по структуре построения. Однако, несмотря на это разнообразие, общий принцип построения лазерных информационных систем и принцип радиооптической обработки информации условно можно представить в виде некоторой обобщенной модели. Рассмотрение таких моделей позволяет выделить наиболее важные, характерные для радиооптики особенности преобразования процессов и анализа систем. Независимо от конкретных алгоритмов обработки, при решении задач лазерной локации и лазерной навигации, лазерной связи, передачи и обработки информационных процессов, как правило, радиооптические системы содержат некоторые общие, типовые узлы и преобразования. К ним, в частности, относятся источники оптического излучения, операции формирования заданной пространственно-временной структуры излучения, операции управления оптическим излучением, операции приема, обработки и преобразования оптических полей в электрические сигналы. В целом структуру такой системы можно представить обобщенной моделью (рис. Основные операции и преобразования, показанные на этой модели, согласуются с рассмотренными в разделе 1. Флюктуации интенсивное! Рис. Обобщенная модель основных преобразований в лазерных информационных системах. Представленная на рис. С одной стороны, это объясняется тем, что задачи обработки информации но своему содержанию относятся к классу статистических задач. С другой стороны, многие физические эффекты в радиооптике, связанные с генерацией и регистрацией оптических излучений, распространением лазерных излучений, формированием оптического изображения, взаимодействием света с веществом, носят принципиально вероятностный характер и описываются статистическими зависимостями.