3.3. Обнаружение случайного гауссовского сигнала на фоне гауссовского шума с неизвестной интенсивностью
3.3.1. Постановка задачи
В этом параграфе рассматриваются задачи обнаружения видео- и высокочастотных (ВЧ) случайных гауссовских сигналов на фоне в общем случае нестационарных и коррелированных гауссовских шумов с неизвестной интенсивностью.
Пусть подлежащий обнаружению видеосигнал s представляет собой дискретную выборку, состоящую из
случайных выборочных значений, распределенных по нормальному закону с нулевым средним, т. е.
. Предположим, что корреляционная матрица сигнала
известна с точностью до некоторого неизвестного энергетического множителя v, называемого в дальнейшем интенсивностью сигнала, т. е.
где
— полностью известная нормированная по энергии корреляционная матрица сигнала.
Пусть далее сигнал принимается на фоне аддитивного шума
. Корреляционную матрицу шума
так же будем считать известной лишь с точностью до множителя интенсивности
, т. е.
где
— полностью известная нормированная корреляционная матрица помехи,
неизвестный параметр, определяющий интенсивность (среднюю энергию) шума.
Как и ранее, задача состоит в отыскании решающего правила над выборочными значениями аддитивной смеси сигнала и шума
, где
при наличии сигнала и
при его отсутствии, обеспечивающего гарантированное значение вероятности правильного обнаружения
ПРИ минимальном пороговом значении То отношения интенсивностей сигнала и шума
а также при всех
При этом имеются в виду оба вида ограничений на вероятность ложной тревоги:
Области гипотез
и альтернатив
для соответствующего максиминного критерия оптимизации определяются соотношениями
Область
соответствует виду (3.7)
так как при различных фиксированных
вероятность правильного обнаружения соответствующих решающих правил Неймана—Пирсона вида
[31] зависит от
только через
Задача обнаружения относительно узкополосных случайных гауссовских высокочастотных сигналов формулируется аналогично. При этом сигнал s представлен совокупностью
случайных комплексных выборочных значений
с эрмитовой корреляционной матрицей
причем
где
— полностью известная нормированная корреляционная эрмитова матрица сигнала.
Эрмитова корреляционная матрица шума в этом случае аналогично (3.86) описывается соотношениями