Разработка и исследование непараметрических обнаружителей сигналов, помехоустойчивых в условиях воздействия шума и потока помех

• Автор: Бирюков, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 300 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ В УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ
1.1. Модели шума и потока помех
1.2. Модели сигналов в условиях шума и потока помех
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. КЛАССИЧЕСКИЕ (ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ) ОБНАРУЖИТЕЛИ СИГНАЛОВ В
УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ..
2.1. Накопитель отсчетов
2.2. Накопитель бинарно квантованных отсчетов
2.3. Оптимальный последовательный обнаружитель
2.4. Бинарный последовательный обнаружитель
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОБНАРУЖИТЕЛЕЙ СИГНАЛОВ В УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ
3.1. Синтез оптимального знакового и оптимального рангового обнаружителей
3.1.1. Обнаружители Неймана-Пирсона
3.1.2. Последовательные обнаружители
3. 2. Синтез знакового и рангового обнаружителей
3.2.1. Обнаружители Неймана-Пирсона
3.2.2. Последовательные обнаружители
3. 3. Синтез бинарного рангового обнаружителя
3.3.1. Обнаружитель Неймана-Пирсона
3.3.2. Последовательный обнаружитель
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. СВОЙСТВА НЕПАРАМЕТРИЧНОСТИ И КВАЗИНЕПАРАМЕТРИЧНОСТИ
ЗНАКОВЫХ И РАНГОВЫХ ОБНАРУЖИТЕЛЕЙ СИГНАЛОВ В УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ
4.1. Непараметричность знаковых и ранговых обнаружителей сигналов в условиях шума и размытого потока хаотических помех..
4.1.1. Непараметричность знаковых и ранговых обнаружителей Неймана-Пирсона
4.1.2. Непараметричность знаковых и ранговых последовательных обнаружителей
4.2. Непараметричность знаковых и квазинепараметричность ранговых обнаружителей сигналов в условиях шума и интенсивного

потока регулярных помех
4.2.1. Распределение ранга
4.2.2. Непараметричность оптимального знакового обнаружителя
4.2. 2.1. Обнаружитель Неймана-Пирсона
4.2.2.2. Последовательный обнаружитель
4.2.3. Непараметричность знакового обнаружителя
4.2.3.1. Обнаружитель Неймана-Пирсона
4.2. 3.2. Последовательный обнаружитель
4.2.4. Квазинепараметричность оптимального рангового обнаружителя
4.2.4.1. Обнаружитель Неймана-Пирсона
4.2.4.2. Последовательный обнаружитель
4.2.5. Квазинепараметричность рангового обнаружителя
4. 2.5.1. Обнаружитель Неймана-Пирсона
4. 2. 5.2. Последовательный обнаружитель
4.2.6. Квазинепараметричность бинарного рангового обнаружителя.
4.2.6.1. Обнаружитель Неймана-Пирсона
4. 2. 6. 2. Последовательный обнаружитель
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ КАЧЕСТВА НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОБНАРУЖИТЕ-
ЛЕЙ НЕЙМАНА-ПИРСОНА В УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ
5.1. Обобщенная методика расчета характеристик обнаружения
5.2. Оптимальный ранговый обнаружитель Неймана-Пирсона
5.3. Оптимальный знаковый обнаружитель Неймана-Пирсона
5.4. Ранговый обнаружитель Неймана-Пирсона
5.5. Знаковый обнаружитель Неймана-Пирсона
5.6. Бинарный ранговый обнаружитель Неймана-Пирсона
5.7. Эмпирическая зависимость эквивалентного приращения порого-
вого отношения сигнал-шум для непараметрических обнаружителей Неймана-Пирсона
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 6. ХАРАКТЕРИСТИКИ КАЧЕСТВА НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ПОСЛЕДОВА-
ТЕЛЬНЫХ ОБНАРУЖИТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ
6.1. Обобщенная методика расчета характеристик качества
6.2. Оптимальный ранговый последовательный обнаружитель
6.3. Оптимальный знаковый последовательный обнаружитель
6.4. Ранговый последовательный обнаружитель

6.5. Знаковый последовательный обнаружитель
6.6. Бинарный ранговый последовательный обнаружитель
6.7. Эмпирическая зависимость эквивалентного приращения порогового отношения сигнал-шум для непараметрических последовательных обнаружителей
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 7. ВОПРОСЫ РЕАЛИЗАЦИИ И АДАПТАЦИЯ НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОБНАРУЖИТЕЛЕЙ СИГНАЛОВ В УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ
7.1. Обобщенная структурная схема непараметрического обнаружителя и пути его реализации
7.2. Вычислитель ранговой статистики
7.2.1. Вычислитель ранговой статистики на основе линии задержки
7.2.2. Вычислитель ранговой статистики на основе регистра сдвига
7.2.3. Вычислитель ранговой статистики на основе "пожарной цепочки"
7.2.4. Вычислитель ранговой статистики на основе коммутационного способа
7.3. Непараметрические адаптивные обнаружители сигналов
7.4. Статистическое моделирование непараметрических обнаружителей
7.5. Лабораторные и полигонные испытания рангового обнаружителя
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАНГА ПРИ ГИПОТЕЗЕ Н4 ДЛЯ МОДЕЛЕЙ
СИГНАЛОВ ПО СВЕРЛИНГУ "О" - "4" В УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОЖИДАНИЕ И ДИСПЕРСИЯ РАНГОВОЙ СТАТИСТИКИ ПРИ ГИПОТЕЗЕ Щ В УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. УСЛОВНЫЕ ВЕРОЯТНОСТИ ПРЕВЫШЕНИЙ ИССЛЕДУЕМЬМИ ОТСЧЕТАМИ ПОМЕХОШУМОВЫХ ОТСЧЕТОВ ДЛЯ МОДЕЛЕЙ СИГНАЛОВ ПО СВЕРЛИНГУ "О" - "4" В УСЛОВИЯХ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА И ПОТОКА ПОМЕХ

тавленный р независимыми помехами (в частном случае, р независимыми помеховыми импульсами) в одном или нескольких интервалах разрешения по дальности, поток помех типа ХИП с биномиальным распределением числа отрезков помеховых процессов (в частности, помеховых импульсов), а также интенсивный поток регулярных помех, который представляется р независимыми помехами (в частности, р независимыми помеховыми импульсами) в 1 интервалах разрешения, при этом полагается, что поток помех - типа РИП (однако, в общем случае, он состоит не из помеховых импульсов, а из отрезков помеховых процессов, имеющих регулярный характер).
Рассматриваемые в работе непараметрические алгоритмы обнаружения сигналов целесообразно использовать после детектора огибающей [25, 38, 100], поскольку известно [34], что при додетекторной обработке применение, например, знаково-ранговых алгоритмов обнаружения узкополосных высокочастотных сигналов неэффективно (по отношению к оптимальному по критерию Неймана-Пирсона алгоритму обнаружения коэффициент асимптотической относительной эффективности этих алгоритмов равен нулю), см. также главу 3.
В связи с тем, что до детектора огибающей сигнал значительно усиливается на высокой и (или) промежуточной частоте, то поступающее на вход детектора напряжение обычно достаточно велико, чтобы обеспечить линейность режима работы детектора. Следует отметить, что при этом нет необходимости обеспечивать большое отношение сигнал-шум на входе детектора, а достаточно лишь большого напряжения на его входе [47]. Поэтому детектор огибающей радиолокационного и радионавигационного обнаружителей обычно функционирует как линейный даже при очень малых отношениях сигнал-шум или вообще при отсутствии полезного сигнала, так как одного шумового напряжения уже достаточно, чтобы обеспечить работу детектора в линейном режиме [47]. Такой детектор практически всегда и применяется в реальных радиолокационных и радионавигационных обнаружителях [26, 47]. Важность этого заключается и в том, что запас линейности в приемном тракте, в частности, требуется во избежание подавления сигнала узкополосными помехами, а также для сохранения информации о сигнале, заложенной в изменении амплитуды. Заметим при этом, что эффективность работы линейного и квадратичного детекторов приблизительно одинакова как при больших, так и при малых отношениях сигнал-шум [26].
Кроме того, известно, см., например, введение, [38, 58], что знаковые, ранговые и бинарные ранговые статистики инвариантны отно-