Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации (1974) (1186213), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Безвесовая обработка пачек двоично квантованных сигналовОсновные трудности, возникающие при применении оптимальныхлогических схем обработки, состоят в том, что число импульсовв реальных пачках не является постоянным, а изменяется в зависимостиот эффективной отражающей поверхности целей, дальности до целей,угла места и т. д. Оптимальные же схемы критичны к числу входныхпеременных и перестают быть таковыми, если это число отличается отпринятого при синтезе. В связи с этим на практике часто используютсяупрощенные методы обработки пачек двоично квантованных сигналов.Упрощения связаны, главным образом, с отказом от использованияинформации о форме пачек при обработке.
В этом случае единственным160признаком, по которому можно отличить область цели от области помехи, является увеличение плотности единиц в некотором фиксированном интервале позиций.Обработка без учета информации о форме пачки называется в дальнейшем безвесовой. В данном параграф производится описание и формализация простейших алгоритмов безвесовой обработки пачек.5.4.1.
Алгоритмы безвесовой обработки пачекдвоично квантованных сигналовВ качестве исходной предпосылки для получения упрощенных методов обработки пачек двоично квантованных сигналов можно взять результаты, полученные в п. 5.3.2 при синтезе оптимальной логическойсхемы обнаружения пачки с неизвестным положением начала.
Получен*ная там логическая схема при Ν.=? 6 выдает сигнал обнаружения, еслина входе появится одна из следующих комбинаций нулей и единиц:1111, 10111, 11101, т. е. при появлении четырех единиц на пяти смежных позициях (исключая комбинацию 11011). Очевидно, что такую илиподобную логику можно использовать и для обнаружения пачек с числом импульсов'Ν > 6, но теперь она уже не будет оптимальной, т. е.будет обеспечивать меньшую, чем оптимальная логика, вероятностьобнаружения Р-о0н при той же вероятности ложного обнаружения Р{ло\На практике широко используются схемы логических обнаружителейс критериями обнаружения типа «ΐ/m» или «/ из т», где / ^ т , т ^ 5.Обычно эти критерии называются критериями фиксации начала пачки.Критерий фиксации начала пачки является одновременно критерием ееобнаружения.Для исключения неоднозначности при отсчете координат пачкив процессе ее обнаружения устанавливается также критерий концапачки.
Обычно конец пачки фиксируется по наличию серии из к пропусков подряд (к=2 — 3). Если логическую схему фиксации началапачки объединить с логической схемой фиксации конца пачки так, чтобы сигнал обнаружения ун выдавался только в момент первого выполнения критерия d/nv», а сигнал ук только в момент первого выполнениякритерия к, то получим так называемый логический обнаружительс фиксацией гр'аниц пачки.
В дальнейшем критерий срабатывания логического обнаружителя с фиксацией границ пачки записываетсяв виде «Urn — k».Выбор подходящего критерия срабатывания логического обнаружителя производится путем сравнения различных вариантов по вероятности обнаружения и точности определения центра пачки при фиксированной вероятности ложного обнаружения Я л о . Структурная схемалогического обнаружителя может быть построена исходя из описанияусловий его срабатывания с помощью логических функций двоичныхпеременных, подобно тому, как это делалось при синтезе оптимальнойлогической схемы (см.
также § 2.1). Алгоритм-работы логического обнаружителя может быть также реализован на ЦВМ.6Зек. 614161Другой класс практических схем обнаружителей образуют так называемые накопители квантованных сигнало'в. Алгоритм работы накопителя неяоаредетвенно получается из оптимального алгоритма обнаружения пачки двоично квантованных сигналов [см. формулу (1.3.7)](если положить, что импульсы пачки имеют одинаковые вероятности появления (пачка прямоугольной формы). Простота реализации алгоритма накопления обусловливает его применение и в случаях реальныхиачек (пачек с произвольной огибающей).Начало пачки фиксируется накопителем по первой единице, полученной после сброса счетчика.
Конец пачки фиксируется при появлении серии из к нулей, т. е. также как и в логических обнаружителях.Сигнал обнаружения выдается в момент сброса счетчика, если накопленное в нем число единиц равно или больше порогового числа N o .1•, В некоторых случаях схема накопителя строится так, что счетчиксчитает (накапливает) не количество единиц в пачке, а количество позиций (тактов), начиная с первой единицы и до выполнения критерияконца пачки. При этом пропуски единиц на внутренних позициях пачкивосстанавливаются (если их чиςлo меньше порогового числа для сброса).
Решение об обнаружении принимается, так же как и раньше, путемсравнения накопленного числа с пороговым. Структурная схема обнаружителя-накопителя получается путем объединения двоичного счетчика со схемой управления сбросом и логической схемой фиксации конца пачки. Возможна, естественно, непосредственная реализация алгоритма накопления на ЦВМ.Рассмотрим теперь возможные способы оценки положения центрапачки (азимута цели) при безвесовой обработке.
В качестве сигналов,по которым оценивается положение середины пачки, используютсясигналы, выдаваемые обнаружителем, В схемах логических обнаружителей dim — k», сигналами, позволяющими оценить положение середины пачки, являются сигналы, фиксирующие начало и конец пачки,В накопителях для этой цели используется сигнал, выдаваемый прификсации конца обнаруженной пачки и, кроме того, число позициймежду началом и концом пачки (ширина пачки).Оценка азимута цели по перечисленным выше сигналам может бытьпроизведена по следующим формулам:1) по азимутальному положению сигналов, фиксирующих началои квиен, пачкигде ββ — оценка азимута цели; р н — азимут начального импульса пачки; β κ — азимут конечного импульса пачки;2) по азимутальному положению конечного импульса пачки β κи ширине пачкиРо=Рк —I£где N C4 — число позиций, соответствующее ширине обнаруженнойпачки; Δρ — угловая дискретность импульсов в пачке.162Формулы (1) и (2) чрезвычайно просты в реализации-.
В этом их'преимущество по сравнению с алгоритмом оптимальной оценки азимута, рассмотренным в гл. 1.Отметим в заключение, что алгоритмы безвесовой обработки двоично квантованных сигналов выбираются первоначально из практическихсоображений, связанных с простотой реализации. При этом статисти* ческий синтез заменяется анализом выбранных вариантов и сравнениемих качественных характеристик.5.4.2.
Абстрактные схемы (графы) цифровых обнаружителейУниверсальные методы построения абстрактных схем цифровыхавтоматов и алгоритмов изложены в гл. 2. В данном пункте приводятсяпримеры построения графов цифровых логических обнаружителей и накопителей непосредственно по логической функции срабатывания схе*мы или просто на основе словесного описания алгоритма работы обнаружителя. Возможность применения простейших (в том числе и эвристических) методов построения абстрактных схем обусловлена относительной простотой применяемых алгоритмов обработки.В качестве первого примера возьмем обнаружитель, реализующийлогический критерий «3/4—2».
Логическая функция обнаружения пачки в данном случае имеет видУ И = #ОбН = *1*2*3 "Г* *i* 2 *3*4 + * I * i * a * 4 .(5.4.5)а логическая функция фиксации конца пачки равнаГраф строится по частям; сначала для логики обнаружения пачки,затем для логики фиксации конца пачки и, наконец, путем объединения (композиции) полученных составляющих графов, строится графобнаружителя в целом.Рассмотрим практический прием построения графа по логическомувыражению (3). Сначала выбираем исходное состояние графа а0 и,начиная из этого состояния, строим цепочки переходов для каждого и»конъюнктивных членов выражения (3).
Вершинам цепочки приписываются запоминаемые в них комбинации нулей и единиц, а дугам —входные сигналы, под воздействием которых граф переходит из предыдущего состояния в последующее. Если i переменных, входящих в следующую конъюнкцию, совпадают с аналогичными переменными из предыдущей конъюнкции, то очередная цепочка переходов начинаетсяиз вершины ait принадлежащей предыдущей цепочке. Конечной вершиной каждой цепочки является состояние, отмеченное комбинациейпеременных, приводящей к срабатыванию схемы обнаружения, т. е.к выдаче сигнала уобп. В результате такого построения получим графтипа дерева, изображенный на рис.
5.5, а.В дальнейшем производится упрощение графа путем объединенияэквивалентных состояний. Под эквивалентными состояниями в данном6*163случае понимаются такие, переходы в которые из предыдущих состояний осуществляются под воздействием одних и тех же входных сигналови при этом выдаются одинаковые выходные сигналы. Как следует изрис. 5.5, а, этому условию удовлетворяют состояния atlt ai2 и aiS, которые можно объединить. После этого в полученном графе необходимодоопределить некоторые переходы.
Доопределение производится таким образом, чтобы не нарушалась лог,ика работы схемы и, кроме того,JS"3Рис. 5.5. К построению графа обнаружителя:а — исходный граф; 6 — окончательный граф.не терялись частичные комбинации, которые могут войти в одну из комбинаций, приводящих к обнаружению пачки. В нашем примере с этойточки зрения наиболее показательным является доопределение перехода из состояния а 3 з по входному сигналу 0. К этому переходу при,водит комбинация 1010. Два последних сигналагг\ fэтой комбинации могут в дальнейшем образовать\jL-—χ^^ комбинацию ioil, приводящую к обнаружению.р ~о f о/у 2 Поэтому переход из состояния a3S по сигналу 0надо направить в состояние агг, которому соответствует комбинация 10.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
