CC BY
14
Список использованной литературы
1. Лосев Л.К. Теория линейных электрических цепей. М., 1987. 512 с. 2. Гиляе-мин ЕЛ. Синтез пассивных цепей. М., 1970. 720с. 3. ТолстиковЮ.В., ОмелянюкИ.В. Цепи с регулируемыми параметрами и их применение в фазовращателях СВЧ // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1975. Т. 18, № 5. С. 56—61. 4. Сигорский В.ГГ., Петренко А.И. Основы теории электронных схем. К., 1971, 568 с. 5. Карий Ш. Теория цепей. Анализ и cHiiicj. М., 1973. 368 с.
Поступила в редколлегию 11.03.92
УДК. 621.396.669
Ю.Л.МАЗОР, канд. техн. наук, проф.
СРАВНЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ДВУХ ТИПОВ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ АДАПТИВНЫХ ОБНАРУЖИТЕЛЕЙ ШУМОВЫХ СИГНАЛОВ
Произведено сравнение помехоустойчивости модельного и модельно-оценочного специализированных адаптивных обнаружителей шумовых сигналов. На ограниченном классе моделей показано преимущество модельного обнаружителя.
Рассмотрим дяа типа обнаружителей, специализированных для выделения шумового стационарного гауссояского сигнала (С) на фоне шумовой стационарной гауссовской помехи (П) с априорно неизвестными монотонно убывающими спектрами
Gc(/i) = Afl~m, G„(f,) = Bfi", (1)
где/min 5 /, ^ /max; /m»x//n.in = 4; показатели степени представляют целые числа:
тш1 ... 5, и = 1 ... 5; (2)
А, В — средние мощности С и П на минимальной частоте. Рассмотренный класс моделей характерен для реальных шумовых процессов. Обнаружители отличаются степенью использования априорной информации (1), (2).
Первый из обнаружителей описан в работе |1 ]. Этот специализированный адаптивный обнаружитель назван модельно- оценочным (САО-МО) в том смысле, что его весовые коэффициенты
Жмо, - G&ifi)/ [Ga(fi) ]2 (3)
формируются с помощью априорно заданной средней модели спектра С
G&(fi) = Af7mcp = Af73 (4)
и оценки спектра помехи Оп(Л). Как указано в работе [ 1J, такой метод формирования веса обусловлен значительной погрешностью оценки
©Ю.Л.Мазор, 1993
спектра пороговых сигналов. Сравниваемый с ним специализированный адаптивный обнаружитель назван модельным (СЛОМ), поскольку его весовые коэффициенты Жм, как по С, так и по Г! формируются на базе заданных моделей (1), (2). Структурная схема обнаружителя представлена на рисунке. Так же, как САО-МО, устроиство имеет
квазиоптимальную структуру, где УСА-Х и УСА-П — устройства спектрального анализа исследуемого колебания .«(О и помехи опорного канала ГКО соответственно. Оба УСА содержат систему узкополосной фильтрации из N парциальных параллельных каналов фильтр—детектор— фильтр, гдеД///0, « 1, NAf= Д^ А/Т» 1. УстройствоСАО-М работает по квазиоптимально- *у алгоритму
м
2сло-м — И'мЛ» (5)
1=1
где Рх1 — мощность на выходе 1-го парциального канала УСА-Х. Модельные весовые коэффициенты формируются в блоке ФВК:
= СЗД/ [С?1А(Л) ]2, (6)
где б^СЛ) — априорно (А) заданная по средней модели спектральная плотность мощности (СПМ) сигнала [4 ]; (Йа(/1) — адаптивно (а) установленная из априорно заданного множества (2) модель
СЗД) = В/Гп'. (7)
В блоке различения вида спектра помехи (РВСП) определяется показатель степени па, необходимый для СПМ (7). Для этого используют алгоритм, работающий посредством сравнения спектра П/ош =
. 37
= <5ш с априорно заданными моделями (1), (2). При условии малого коэффициента вариации >/(/>,) < 1, на основании критерия максимума правдоподобия может быть сформирована разделяющая функция
. ЛГ N
ч\п) = ^ (I /!Рпд2/^ С^п,)2, (8)
/=1 /=1
откуда в качестве оценок выбирают такие величины па из множества их допустимых значений (2), при которых функция (8) достигает максимально возможного значения. Эта методика инвариантна к среднему уровню помехи. Статистические испытания этого способа даже при сильно увеличенном значении коэффициента вариации п = показывают вероятность ложного определения, равную 10' . Априорная информация необходимая для работы РВСП и ФВК, поступает из блока АИ. Сформированный выходной продукт (5) поступает на пороговое устройство ПУ, работающее в бинарной альтернативе (Н1, НО).
Сравнительный анализ помехоустойчивости модельного и модель-но-оценочного специализированных адаптивных алгоритмов обнаружения шумовых сигналов был выполнен при помощи статистического моделирования на ЭВМ. Помехоустойчивость оценивалась в энергетических терминах по методике [2 ], как проигрыш оптимальному алгоритму [1 ]:
£САО-М = (С/П)выхсао-М/(С/П) ВЫХ.ОПТ)
¿САО-МО = (С/П)выхСА0-М0/(С/П)ВЫх.о[Л, Сравнение производилось для 25 моделей спектров
М =
Ми Мц Мг\ Мах М$\
Мц М22 Мгг М<г М$2
Мц Мгъ М33 Маз Л/53
М14 Мц А/34 М 44 Л/54
| Мц Л/25 М35 А/45 А/55
где каждой модели матрицы соответствует такое сочетание Сс(/,) и бп(/|), при котором первая цифра индекса задает значение показателя степени т, вторая — п (1). Исследование производилось для случая пороговых сигналов
(С/Я)В)и = Ссвх(/,)/Сп.вх(/,) « 1.
Испытания проводились в двухоктавной полосе частот по 300 отсчетов в каждой, статистическая представительность — 104 отсчетов.
Результаты моделирования представлены в табл. I для САО-М и в табл. 2 — для САО-МО.
Как следует из таблиц, средние по 25 моделям проигрыши в помехоустойчивости оптимальному обнаружителю таковы:
¿сАо-мер = 0,9 дБ;
Z-cao-mocp = 8,2 дБ;
Таблица 1
¿САО-М,ДБ,дляш
1 2 3 '■4 5
1 2,70 0,57 0 0,21 0,64
2 2,57 0,78 0 0,43 1,35
3 1,40 0,50 0 0,62 2,33
4 0,61 0,19 0 0,50 2,41
5 0,31 0,08 0 0,30 1,51 Таблица 2
R Î.CAO-M, дБ, для m
1 2 3 4 s
1 9,90 7,79 7,22 7,42 7,85
2 9,80 8,02 7,23 7,68 8,58
3 8,68 7,78 7,27 7,89 9,60
4 8,18 7,57 7,40 7,89 9,80
5 7,85 7,62 7,53 7,83 9,05
наибольшие по 25 моделям проигрыши оптимальному обнаружителю составляют:
ЬсАО-Мша* = 2,7 Ди; ¿САО-МОгаах 9,9 дБ.
Как и следовало ожидать, помехоустойчивость специализированного адаптивного обнаружителя модельного типа (САО-М), который использует большее количество априорной информации, гыше, чем у обнаружителя модельно-оценочного типа (САО-МО). Полученный вывод справедлив для задачи обнаружения шумовых сигналов с монотонно убывающими спектрами в указанной выше постановке. Следует отметить, что алгоритм САО-МО, в отличие от САО-М, имеет возможность дополнительной адаптации по тонкой структуре спектра помехи.
Список использованиой литературы ,
1. Мазор Ю.Л. Сравнение универсального и специализированного обнаружителей шумовых сигналов // Вестн. Киев, политехи, ин-та. Радиотехника. 1992. Вып. 29. С. 12—15. 2. Мазор Ю.Л., Белинский В.Т., Чачковский C.B. О методе исследования помехоустойчивости квазиоптимальных приемников шумовых сигналов При помощи моделирования на ЭВМ II Вестн. Киев, политехи, ин-та. Радиотехника. 1986. Вып. 22. С. 61-63.
Поступила в редколлегию 05.05.92
39
