Тузов Г.И. Статистическая теория приёма сложных сигналов (1977) (1151885)
Текст из файла
УДК 621 391.1 1621.396.669+621.396.969) Тузов Г. И. Статистическая теория приема сложнь ад М., «Сов. радио», !977, с. 400. Рассматриваются основные аспекты, связанные с оптимальным приемом сложных дискретных сигналов с псевдослучайной фазовой, многоуровневой частотной и частотно-фазовой манинуляцией. Анализируются способы формирования и свойства таких сигналов, определяющие эффективность их использования в системах связи и управления. Йзлагается единая статистическая теория синтеза приемников сложных сигналов, основанная на нелинейных и линейных методах. Проводится синтез и расчет приемников для ряда практически важных случаев. Рассматриваются вопросы поиска и обив ружения сложных сигналов, которые увязываются с результатамп анализа нелинейной динамики когерентных приемников.
Оценка помехоустойчивости приемников, обеспечивающих фильтрацию параметров сложных сигналов и выделение цифровой информации, проводится для помех различной формы и интенсивности. Кинга представляет интерес для научных работников, радио- инженеров, аспирантов и студентов радиотехнических факультетов. Табл. 9, 124 рис., библ. 174 назв.
Редакция литературы цо вопросам космической радиоэлектроники 30401-006 Т 046101) 77 43-76 ИБ )зй 64 ГЕОРГИЯ ИВАНОВИЧ ТУЗОВ Статистическая теория приема сложных сигналов Редактор К. ж Кучумова Художественный редактор Л. Н. Алгуиип Обложка кудожниив В К. Шаповалова Текнический редактор В. А. Позднякова Корректор 3.
Г. Галушкина Сдано в нвбзр 22/УП 1918 г. Подпнсено в печать !у!Хг 1918 г. Т-28888 ФоРмат ОАК109/з«БУмага типагРвфсваа № 2 Объем 21 Усл. п, л., 29,892 Уч.-аеД. л Тярвж 8800 вкв. Зек. УИ Це 1Р.ОЗ Издательство «Советское радио». Москва, Глввпочтвмт, в/я 898 Московсквя типография № !О «Союзполигрвфпроме» при Гасударственном Комитете Совета Министров СССР по делим издательств, полигрвфии и книжной торговли москва, мс!!е, шлюзовая неб., !О.
48 Изднтельстно «Советское радио», '1977 г, Предисловие В последние годы в системах связи 0 управления широко применяются сложные дискретные сигналы, получаемые в результате модуляции гармонического коле, бания по частоте, фазе и амплитуде кодовой последовательностью, - которая чаще всего бывает псевдослучайной.
Под псевдослучайными последовательностями понимают последовательности р-ичных цифр, которые, несмотря на регулярную структуру, обладают почти всеми признаками чисто случайных последовательностей 1процессов). Большой интерес, проявляемый к сложным сигналам, объясняется целым рядом их свойств, связанных с помехоустойчивостью, скрытностью, точностью совместного измерения скорости и дальности движущихся объектов, возможностью эффективного использования таких сигналов в занятом частотном диапазоне и прн многолучевом распространении.
К настоящему времени появились работы, посвященные сложным сигналам, среди которых имеются как монографии, так и журнальные статьи. Из монографий в первую очередь следует выделить работы Д. Е. Вакмана [1, гл. 11, Л. Е. Варакина [2, гл. 11, Н. Л. Теплова [14, гл. 11, под ред. С. Голомба [1?, гл. 1), Э. Д. Витерби [4, гл.
1], Ч. Кука, М. Бернфельда [11, гл. 1[, под ред. В. Б. Пестрякова [16, гл. 21. В указанных работах в большей мере рассмотрены «сигнальные» аспекты сложных сигналов, связанные с оценкой их корреляционных свойств, методов формирования и в меньшей мере аспекты, связанные с их приемом. Между тем следует заметить, что основным тормозом, препятствующим более широкому внедрению сложных 1в том числе и псевдослучайных) сигналов в практику, являются трудности их оптимальной обработки на приемной стороне. При этом, чем сложнее форма и больше база используемых сложных сигналов и чем сложнее законы изменения параметров этих сигналов, тем большие трудности возникают при организации их оптимальной обработки.
В последние годы вопросы оптимального приема сложных сигналов получили свое дальнейшее развитие, з что связано прежде всего с успехами теории нелинейного синтеза систем фильтрации и разработкой корреляционных методов приема. Поэтому возникла необходимость в изложении теории оптимального приема сложных сигналов с учетом ее последних достижений.
Предлагаемая читателю книга является попыткой дать обоснованную статистическую теорию приема сложных дискретных сигналов с изменяющимися параметрами (информационными и мешающими), охватывающую как вопросы методологии синтеза оптимальных приемников, так и примеры непосредственного синтеза. В общем случае потенциальные характеристики приемников и каналов в целом определяются свойствами используемых сигналов. Поэтому книга начинается с рассмотрения «сигнальных» вопросов. В гл. 1 обосновывается выбор сложных сигналов для систем связи и управления, определяются общие свой ства таких сигналов, проводится их классификация.
Гл. 2 посвящена анализу свойств и методов форми рования сложных дискретных сигналов и, в частности сигналов с бинарной псевдослучайной фазовой манипу. ляцией, сигналов с многоуровневой дискретной частот. ной модуляцией и некоторых сигналов с дискретной модуляцией по двум параметрам. В гл. 3 рассматриваются методы фильтрации сложных дискретных сигналов из помех различного типа и проводится сравнительный анализ этих методов. В этой же главе обосновывается единая методология синтеза приемников сложных сигналов, основанная на сочетании наиболее сильных сторон нелинейных и линейных методов.
Эта методология развивается в последующих главах. В гл. 4 осуществляется синтез приемников для рассмотренных в гл. 2 типов сложных дискретных сигналов с применением теории нелинейной фильтрации Р. Л. Стратоновича. При этом вопросы синтеза и анализа приемников увязываются с аспектами выбора параметров сигналов, их свойствами и методами формиро. за пня. Проведенный синтез позволил выявить ряд новых структур оптимальных приемников.
Решаемые при синтезе задачи расположены с соблюдением принципа — от более простого к более сложному. В гл. 5 синтез приемников продолжен с применением линейной теории при более сложных априорных законах изменения параметров сигнала и различных критериях оптимальности. Рассмотрены также вопросы построения и расчета стационарных и нестационарных следящих приемников. Гл. 6 посвящена вопросам анализа помехоустойчивости синтезированных приемников, которые не были затронуты прн решении задач синтеза.
В этой главе показано, что разумное сочетание линейных и нелинейных методов оказывается плодотворным н при анализе помехоустойчивости. В гл. 7 с применением нелинейной теории проводится синтез обнаружителей сложных сигналов н анализ нелинейной динамики систем фильтрации (следящих приемников). При этом работа обнаружителей при поиске сложных сигналов увязывается с характеристиками систем фильтрации, выявленными в результате анализа нелинейной динамики. Такой подход позволяет проводить оптимизацию систем поиска с учетом особенностей систем фильтрации.
В гл. 8 дается общая характеристика систем связи и управления, использующих сложные сигналы с большой базой, сопровождаемая примерами сушествующих систем. В этой главе суммируются причины большого интереса к сложным сигналам, проявляемого специалистами в области систем связи и управления. Синтезированные в книге новые когерентные приемники могут найти применение в системах радиосвязи и радиоуправлення объектами.
Однако отдельные вопросы (например, характеристики функций неопределенности, методы н результаты синтеза и анализа приемников, методы повышения помехоустойчивости и т. д.) могут быть полезны и при решении ряда радиолокационных задач. Списки литературы содержат лишь источники, использованные автором при написании книги. Автор выражает глубокую благодарность проф. д-ру техн. наук Солодову А.
В., по рекомендации которого была написана книга, канд. техн. наук Спирину В. В., с участием которого были написаны З 7.3 — 7,7, рецензентам: проф. д-ру техн. наук Гуткину Л. С., д.ру техн. наук Ярлыкову М. С., доц. канд. техн. наук Первачеву С. В. и Пенину П. И. за ряд полезных замечаний и советов, принятых автором. Глава 1 Характеристика и выбор сигналов для систем связи и управления 1.1. гпункция неопределенности Вудворда (1.1) =т — ян~ )иы>ия-,-. к.-~-ла$, О.4~ Большое количество задач, решаемых при передаче информации, обнаружении, синхронизации, измерении параметров движения объектов связывается с проблемой различения сигналов, поступающих на вход приемника.
Для оценки степени различия сигналов наиболее часто используется мера среднеквадратического откло. пения между сигналами различной формы, задаваемая соотношением ~ (У(1, 1,) — и(1+.,1.+Ц ж, где У(1, Я вЂ” входной сигнал, записанный в комплексной форме У(Г, ~,) =У(1) =А,(1) ехр(1[2я1,1+Е(®= = 8 (1) ехр 1/2яг,г], (1.2) 8(1) =Ас(1) ехр (16(1)1 (! .3) — комплексная амплитуда (огибающая) сигнала. Действительная часть сигнала записывается как з(1) =Бе(У(1)).
В формуле (1.1) сигнал У(1) сравнивается с сигналом У(1+т, ~,+~), у которого параметры (задержка и частота) отличаются на т и 1. Из (1.1) получаем следующее выражение: СО ~(У(г)- (+, Ь+я = где РЯи«+,1.+а =- -12-([.+[).[Х 00 Х ) 8(г)Ю(т+т)ехр[ — 12а[г[й. (1,6) Преобразуем правую часть равенства (1.6) .
Отбросив несущественный множитель ехр [ — 12н()о+1)т1, харантеризующий высокочастотное заполнение, и осуществив нормировку интеграла (разделив на тот же интеграл, взятый при т=(=0), получим корреляционную функцию сигнала или функцию неопределенности сигнала в том виде, в котором ее ввел и исследовал Вудворд Щ: ОО ) Я(1) Я (и+ а) ехр [ — 12ч/1] м) )((т, 1) [З«)З„(1) (1 = — '[ Я (г) 8 (г;+ т) ехр [ — 12в(г] лг, (1.7) где со е= — ~ г'(~)й 1 Р о (1.8) — энергия сигнала.
— постоянная, определяемая энергией сигнала; 0(1)— сигнал, сопряженный с У(г). Интеграл, записанный и правой части равенства (1.4), является единственным существенным членом, зависящим от т и 1; ои представляет собой корреляционную функцию при одновременном сдвиге по времени и частоте. Из (1.4) с учетом (1.2), (1.3) следует обработки сигнала. Будем считать, что сигнал з(!) по. ступает на вход приемника в аддитивной смеси с помехой л(1): уИ)- (!)+л(!). (1.11) В общем случае помеха и(4) может иметь любую форму, однако в большинстве случаев ее представляют в виде белого шума с нулевым средним значением и функцией корреляции та Ц1) л (ге) = '~аУеб(!а — 11), (1.12) где )))о — спектральная плотность одностороннего шума.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
