Спосіб послідовного енергетичного виявлення радіосигналів при апріорній невизначеності їх тривалості і амплітудній обробці інформації

Реферат: Спосіб послідовного енергетичного виявлення радіосигналів при апріорній невизначеності їх тривалості і амплітудній обробці інформації ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності з урахуванням закону збереження енергії при байєсівському підході максимального використання апріорних даних. Використовується амплітудне відношення правдоподібності та полягає у визначенні відношення плинних оцінок суми модулів вибірок амплітуд суміші радіосигналу і шуму на множині інтервалів аналізу різної тривалості до значень, усереднених за декілька попередніх інтервалів аналізу оцінок суми модулів вибірок амплітуд шуму протягом періоду слідування радіосигналів, визначенні енергетичного відношення правдоподібності і порівняння його в кожному інтервалі аналізу з порогом прийняття рішення, що визначається за критерієм Неймана-Пірсона, та прийняття рішення про початок часу квазіоптимального виявлення при наявності перевищення порогу виявлення в одному або двох інтервалах аналізу підряд шляхом зрушення часу початку другого інтервалу аналізу на час, пропорційний відношенню оцінок суми модулів вибірок амплітуд радіосигналу першого інтервалу аналізу до оцінок суми модулів вибірок амплітуд радіосигналу першого та другого інтервалів аналізу і корегування його при перевірці оптимальності виявлення при будь-якому варіанті перевищення порогу за максимумом амплітудного відношення правдоподібності в діапазоні часу. UA 108769 U (12) UA 108769 U UA 108769 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана в усіх радіоприймальних пристроях систем радіолокації, радіонавігації, зв'язку та керування. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є спосіб послідовного енергетичного виявлення радіосигналів при апріорній невизначеності їх тривалості [1], який ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності з урахуванням закону збереження енергії при байесівському підході максимального використання апріорних даних та полягає у визначенні відношення плинних оцінок енергії суміші радіосигналу і шуму на інтервалі аналізу вибраної тривалості до значень, усереднених за декілька попередніх інтервалів аналізу енергії шуму протягом періоду слідування радіосигналів, і порівнянні енергетичного відношення правдоподібності в кожному інтервалі аналізу з порогом прийняття рішення, що визначається за критерієм Неймана-Пірсона, та прийняття рішення про початок часу квазіоптимального виявлення при наявності перевищення порогу виявлення в одному або двох інтервалах аналізу підряд шляхом зрушення часу початку другого інтервалу аналізу на час, пропорційний відношенню енергії радіосигналу першого інтервалу аналізу до суми енергій радіосигналу першого та другого інтервалів аналізу і корегування його при перевірці оптимальності виявлення при будь-якому варіанті перевищення порогу за максимумом енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні часу, еквівалентному діапазону можливих флуктуацій усередненого рівня енергії внутрішніх шумів. Утримуються декілька часових каналів визначення енергетичного відношення правдоподібності з інтервалами аналізу, які кратні тривалості початкового інтервалу аналізу (або за іншим законом зміни тривалості інтервалу аналізу) і вибираються за умови гарантованого (з заданою умовною ймовірністю правильного виявлення та хибної тривоги) виявлення радіосигналів заданої енергії і здійснюються порівняння енергетичного відношення правдоподібності в кожному часовому каналі з порогом прийняття рішення, що визначається для кожного каналу різної тривалості аналізу за критерієм Неймана-Пірсона та прийняття рішення про квазіоптимальне виявлення радіосигналу за максимальним значенням на часовому інтервалі його положення і корегування при перевірці оптимальності виявлення при перевищенні порогу за максимумом енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні часу, еквівалентному діапазону можливих флуктуацій усередненого рівня енергії внутрішніх шумів та визначення тривалості виявленого радіосигналу за кількістю перевищень у кожному часовому каналі. Недоліком способу-прототипу є те, що він потребує значного часу для обробки інформації за рахунок зведення до квадрату амплітуди кожної вибірки випадкового процесу. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб послідовного енергетичного виявлення радіосигналів при апріорній невизначеності їх тривалості і амплітудній обробці інформації, який скоротить час обробки інформації. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що алгоритм послідовного виявлення радіосигналів, для випадку апріорної визначеності тривалості радіосигналу, використовується декілька разів для різнотривалих інтервалів статистичного аналізу, оцінюється сума модулів вибірок амплітуд випадкового процесу на них, оцінюються амплітудне та енергетичне відношення правдоподібності в кожному інтервалі статистичного аналізу і здійснюється перевірка величини енергетичного відношення правдоподібності, де сумарна енергія радіосигналу і внутрішнього шуму до усередненої енергії шуму перевищує поріг виявлення, визначений за критерієм Неймана-Пірсона. Визначається часовий канал з максимальним значенням енергетичного відношення правдоподібності, і за кількістю перевищень, визначається їх тривалість. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у скороченні часу обробки інформації на основі оцінювання амплітудних відношень правдоподібності, визначенні енергетичного відношення правдоподібності для прийняття рішення про квазіоптимальне виявлення радіосигналу і, за амплітудними відношеннями правдоподібності, уточненні часового положення радіосигналу, що дозволяє оптимально виявляти радіосигнали невідомої тривалості і визначати їх тривалість за критерієм ℓ із ℓ. На фіг. 1 приведений алгоритм послідовного енергетичного виявлення радіосигналів при апріорній невизначеності їх тривалості і амплітудній обробці інформації. На фіг. 2 приведена залежність умовної ймовірності правильного виявлення сумарної енергії детермінованого радіосигналу і гаусівського шуму від відношення енергії радіосигналу до енергії шуму для різних тривалостей радіосигналів τ=n/fd при фіксованій ймовірності хибних -6 тривог F=10 , fd - частота дискретизації вхідної реалізації в АЦП, n - кількість вибірок за тривалість радіосигналу. 1 UA 108769 U 5 10 15 20 25 30 35 На фіг. 3 приведена залежність умовної ймовірності правильного виявлення сумарної 5 енергії детермінованого радіосигналу заданої тривалості n=10 і гаусівського шуму від відношення енергії радіосигналу до енергії шуму при фіксованих умовних ймовірностях хибних -6 -8 тривог F=10 ; 10 ; -10 -12 F=10 ; 10 . На фіг. 4 приведена залежність порогу прийняття рішення для різних ймовірностей хибних -6 -8 -10 -12 2 тривог F=10 ; 10 ; 10 ; 10 для моделі χ - розподілу суми квадратів гаусівських шумових вибірок від кількості вибірок n. На фіг. 5 приведене виявлення тривалого радіосигналу при інтервалі аналізу значно меншому тривалості радіосигналу 0