Разрешение классов сигналов методом максимального правдоподобия в условиях воздействия помех

• Автор: Амро Аладдеин Мухаммед
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 139 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1. Общий подход к решению задач распознавания сигналов в условиях воздействия помех
• Выводы по главе 1
Глава 2. Условия и оптимальный алгоритм разрешения классов сигналов
2.1. Условия разрешения классов сигналов
2.2. Оптимальный алгоритм разрешения классов сигналов
2.3. Решение системы уравнений правдоподобия методом Ньютона
2.4. Моделирование алгоритма и результаты
Выводы по главе
Глава 3. Синтез электромагнитной обстановки работы радио-* электронных систем
3.1. Общие вопросы синтеза электромагнитной обстановки
3.2 Методика синтеза электромагнитной обстановки для импульсной
радиоэлектронной системы
Выводы по главе
Глава 4. Анализ генератора класса сигналов
4.1. Генераторы класса импульсных сигналов
4.2. Преобразование плотностей вероятностей
4.3. Вероятностные характеристики устройства формирования случайных периодов следования импульсов
^ Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Увеличение количества радиоэлектронных систем (РЭС), используемых в быту и в производстве, а также переполненность радиочастотного диапазона привели к осложнению электромагнитной обстановки, что вызвало в свою очередь ухудшение разрешаемое классов сигналов, — с одной стороны, а с другой стороны желание получить высокое быстродействие мешало использованию сложных алгоритмов разрешения классов сигналов. Но в настоящее время после существенного прогресса средств программирования и электроники появилась возможность использовать более сложные алгоритмы разрешения для повышения точности при допустимом быстродействии.
Определим вначале понятие класса сигналов. Под классом сигналов будем понимать совокупность сигналов от одного источника, когда существенные параметры сигнала меняются от сигнала к сигналу случайным образом. Случайный характер изменения параметров сигнала может происходить вследствие аппаратурных нестабильностей и ошибок измерения. Например, в качестве случайных существенных параметров сигналов могут выступать время запаздывания сигнала или его несущая частота.
Класс сигналов представляет собой совокупность дискретных сигналов, в качестве которых могут использоваться простые радиоимпульсы, сигналы с внутриимпульсной модуляцией (ЛЧМ, ФМн, сигналы на базе составных последовательностей, сигналы на базе кодов Баркера и т. д.). Эти сигналы обычно используются в радиолокационных системах, в системах управления воздушным движением в аэропортах, в системах траекторных измерений, в системах активного запроса и ответа, в радиотехнических системах предупреждения столкновений самолетов.
В настоящее время актуальной является проблема оптимального разрешения классов сигналов, которая заключается в нахождении оценок параметров частных распределений, характеризующих классы, и в
распределении сигналов по их классам. Процедуре разрешения классов сигналов предшествует разрешение сигналов. Иначе, до процедуры разрешения классов сигналы должны быть предварительно обработаны, т е. усилены, сжаты, продетектированы, декодированы и иметь метку (label) со значением того параметра, по которому будет производиться разрешение классов. Например, если в качестве такого параметра выступает время запаздывания, то должно быть значение временного положения сигнала относительно некоторого опорного момента времени. Если же в качестве параметра берется несущая частота, то с помощью частотно-избирательного устройства определяется значение несущей частоты или значение отклонения от номинала несущей частоты сигнала. Эти значения представляются в цифровом виде, так как рассматриваемый алгоритм разрешения классов сигналов предполагает цифровую обработку.
При разработке алгоритма разрешения классов сигналов с учетом выше сказанного невозможно игнорировать проблему электромагнитной совместимости (ЭМС). Это крайне важно в данном исследовании, так как алгоритм имеет дело со случайными сигналами и должен корректно функционировать в условиях воздействия непреднамеренных помех.
В настоящее время в качестве критериев ЭМС часто используют энергетический критерий, при котором электромагнитное воздействие мешающего передатчика на исследуемый приемник определяется сравнением величины мощности помехи на входе (выходе) приемника с мощностью, при которой срабатывает исполнительное устройство на выходе приемника с вероятностью близкой к единице. Если величина мощности помехи равна или превышает определенную таким образом пороговую мощность, то считается, что условия ЭМС этих информационных систем (ИС) нарушены, и необходимо принимать меры по уменьшению мощности помех.
По нашему мнению, широко используемый энергетический критерий электромагнитной совместимости наряду с простотой не дает возможности провести количественную оценку достоверности принимаемой информации в
научного направления — обеспечения ЭМС. Это объясняется сложностью и комплексностью проблемы, состоящей из множества задач радиотехники, радиоэлектроники, электроники и электротехники. Тем не менее, уже сейчас можно прогнозировать возрастание объема теоретических обобщений, значение и роль которых в решении проблемы ЭМС будет увеличиваться.
Исторический опыт развития многих наук позволяет заключить, что время развития обобщающих теорий в науках, от их возникновения до необходимой завершенности, может быть различным. Оно зависит от многих факторов, в том числе от имеющихся «заделов» в различных направлениях научной дисциплины, которые накапливаются изолированно друг от друга и, лишь достигнув некоторого качества, приводят как бы к «внезапному» построению логически обоснованной обобщающей теории. Такой этап в области ЭМС еще впереди.
Рассматривая современное состояние проблемы обеспечения ЭМС радиоэлектронных и электронных средств, можно конкретно сформулировать следующие абстрагированные направления, на которые расчленяется проблема и вокруг которых концентрируются научные материалы нарастающего потока литературы, характеризующие поступательное развитие проблемы в целом :
1. Радиочастотный ресурс (РЧР). Теоретические аспекты: изучение особенностей ресурса и разработка эффективных методов его использования, в том числе принципов управления ресурсом, включая экономические концепции; научные основы расширения международного и национального частотного планирования и совершенствования соответствующей нормативно-технической документации (НТД); прогнозирование дальнейшего использования РЧР [2]. К практике относится контроль пользования радиоканалами, в соответствии с принятыми правилами, сбор информации об использовании РЧР и реализация требований международной и национальной НТД в области пользования РЧР.
2. Непреднамеренные электромагнитные помехи. Выявление источников