Ансамбли различаемых сигналов. Структура устройств распознавания портретов. Оптимальная обработка некоррелированных портретов

=

Вводя понятие дифференциальной контрастности n -ых элементов K-го и L -го портретов

находим с учететом разложения

Таким образом, при определенном выборе весовых коэффициентов и слагаемого смещения , рекомендуемом результатами синтеза, случайная величина на выходе К-го канала при условии наличия портрета К-го класса в среднем всегда больше, чем на вы­ходе любого другого канала, и, следовательно, с вероятностью больше 0,5 будет приниматься решения о наличии портрета К-го клас­са. При атом следует заметить, что только благодаря указанному выбору весовых коэффициентов и слагаемого смешения опти­мальная обработка некоррелированного портрета даже в условиях его относительной энергетической недостаточности будет приводить в большинстве случаев к его правильной классификации.

Структура устройств различения сигналов

Задача различения сигналов характерна для радиотехнических систем передачи информации. В то же вре­мя для этих систем характерна так называемая задача разделения сиг­налов. Поясним некоторую терминологическую разницу задач различе­ния и разделения сигналов.

Задача разделения предполагает распределение сигналов по соот­ветствующим каналам многоканальных систем (по числу источников и потребите­лей передаваемых сообщений). Точное распределение сигналов по ка­налам необходимо для последующего воспроизведения содержащихся (закодированных) в сигналах передава­емых сообщений с наилучшими в статистическим смысле результатами, т.е. с наименьшими вероятностями ошибочного распределения сигналов (перепутывания) сигналов и с наибольшими вероятностями правильно­го распределения сигналов.

Задача различения, аналогичная задача распознавания в радио­локационных системах, воспринимается как задача формирования ре­шения о классе принятого сигнала из М возможных. Таким образом, в задаче различения сигналов прагматическая цель разделения сиг­налов для последующей их обработки (декодирования) и воспроизведе­ния передаваемых сообщений как бы за­слоняется (или замалчивается) и на передний план выставляется толь­ко задача эффективности разделения сигналов, что предполагает оценку качества решения задачи различения.

Поэтому, не забывая о прагматической цели разделения сигналов, ограничимся рассмотрением задачи их различения, которая с методоло­гической точки зрения аналогична задаче распознавания. Учитывая, что временная, пространственная и поляризационная структура исполь­зуемых сигналов является когерентной и сильно коррелированной, а также полагая, что все сигналы являются энергетически эквивалентны­ми

приходим к выводу о том, что структура устройства различения M сигналов должна быть многоканальной (М каналов), а оптимальная об­работка сигналов в каждом канале должна сводиться к их когерентному накоплению (фильтровому или корреляционному) с одинаковым смещением

или без смешения, если учесть, что в основе решения лежит случайная величина

устраняющая роль постоянного смещения в каналах (рис. 7).

Рис. 7 Структура устройства различения М сигналов

Далее рассматриваются устройства различения сигналов по фор­ме (закону модуляции), времени, частоте, пространству и поляриза­ции.

Различение сигналов по форме (закону модуляции) при фильтро­вой обработке (рис 8,а) основано на использовании М согласован­ных фильтров, импульсные характеристики которых являются зеркальным отображением закона модуляции К-го сигнала:

Различение сигналов по форме (закону модуляции) при корреля­ционной обработке (рис. 8,6) основано на использовании М кор­реляторов, опорные сигналы которых промодулированы в соответствии с законами модуляции К-ых сигналов

Рис. 8 Различение сигналов по форме (закону модуляции):

а) фильтровая обработка

б) корреляционная обработка

Следует отметить, что различаемые по форме сигналы перекрыва­ются как по времени, так и по спектру.

Различение сигналов по времени при фильтровой обработке (рис. 9,а) основано на использовании одного согласованного фильтра, импульсная характеристика которого согласована с законом модуляции сигналов

и временной селекции сжатых и рассовмещённых по времени на величи­ну сигналов.

Различение сигналов по времени по корреляционной обработке (рис. 9,б) основано на использовании М корреляторов, опорные сигналы которых с одинаковым законом модуляции

рассовмещены по времени относительно друг друга на величину .

Рис 9. Различение сигналов по времени:

а) фильтровая обработка

б) корреляционная обработка

Различаемые по времени сложные сигналы перекрываются как по времени (частично), так и по спектру (полностью).

Различение сигналов по частоте (рис. 10) основано на исполь­зовании общего для М корреляторов смесителя-перемножителя (демоду­лятора), осуществляющего сжатие по спектру принятых сигналов, и взаимно расстроенных узкополосных фильтров (радиоинтеграторов), осу­ществляющих расфильтровку рассовмещенных по спектру на величину сигналов. Различаемые по частоте сложные сигналы перекрываются как по времени (полностью), так и по спектру (частич­но).

Различение сигналов по пространству (рис.11) основано на использовании многоканальной ФАР с М диаграммообразующими каналами (ДОК), каждый из которых формирует свою двумерную диаграмму направленности в дальней зоне Фраунгофера или трехмерную диаграмму фокусировки (ДВ) в ближней зоне Френеля размеры которой соответственно равны:

 Скачать реферат