Глава 10. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРА СИГНАЛА ПРИ НЕОПТИМАЛЬНОМ ПОСТРОЕНИИ ПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА

10.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Синтез оптимальных приемных устройств, предназначенных для оценки параметров сигналов на фоне произвольных помех, требует довольно полного и достаточно точного знания априорных данных о характере полезного сигнала и помехи. Полнота априорного знания понимается в смысле полноты статистического описания, иначе говоря, в общем случае необходимо знать многомерные плотности вероятности сигнала и помехи, а также способ комбинация сигнала и помехи, что не всегда известно в реальных ситуациях. Кроме того, при исследовании приемных устройств в теории оптимального приема считают, что параметры этих устройств воспроизводятся с абсолютной точностью. В действительности эти положения часто не выполняются, в результате чего появляются дополнительные ошибки при оценке параметров сигнала. При весьма точных оценках дополнительные ошибки из-за отклонения структуры и параметров приемного устройства от оптимальных могут быть значительными.

Полезный сигнал в результате воздействия на него неаддитивных помех или из-за недостаточности априорных сведений практически всегда отличается от сигнала, который ожидает наблюдатель и на который рассчитано оптимальное приемное устройство. Недостаточность или, вернее сказать, неопределенность априорных данных наиболее характерна при наличии искусственных помех.

Современные приемные устройства а принципе могут иметь различные средства помехозащиты, приспосабливающиеся наилучшим образом к воздействующим на них помехам. Однако использование таких приемников приводит к увеличению времени обработки, так как анализ неизвестных помех требует определенных затрат времени, что не всегда приемлемо при оценке параметров сигналов. Поэтому при известной форме полезного сигнала и неизвестных характеристиках аддитивной помехи значительное распространение получили приемные устройства, «согласованные» для приема сигнала на фоне помех типа белого шума.

В связи с этим представляет интерес определить степень ухудшения качества оценок параметров сигналов для наиболее характерный; типов неоптнмальных приемных устройств. При этом в дальнейшем полагается, что неоптимальность приема сигналов на фоне флуктуационных помех может быть обусловлена следующими причинами;

— поступающий на вход приемника полезный сигнал отличается от сигнала, на который рассчитано приемное устройство (другими словами, опорный сигнал местного гетеродина корреляционного приемника отличается от оптимального);

- приемное устройство синтезировано из условия приема сигнала на фойе белого шума, а на него воздействуют флуктуацноиные помехи другого характера;

— приемное устройство синтезировано в предположении, что оцениваемый параметр не изменяется в течение времени приема, а в действительности параметр может изменяться случайным образом.

В качестве метода определения статистических характеристик оценок параметров сигнала при нсоптнмальиом приеме может быть использован приближенный метод, изложенный в предыдущих главах. Действительно, при заданной структуре приемного устройства разделение выходного сигнала на две аддитивные составляющие: сигнальную и помеховую не налагает каких-либо существенных ограничений на закон распределения и функцию корреляции помехи (по крайней мере в первом приближении), а также на вид полезного сигнала. Единственным существенным условием в случае приема сигналов со случайными сопровождающими параметрами, при котором справедливо такое представление, является необходимость достаточно большого отношения сигнал/помеха на выходе приемника в момент осуществления оценки. Представление случайной ошибки Оценки в виде соответствующих приближении, как и при оптимальном приеме, предполагает существование необходимых непрерывных производных полезного сигнала и функции корреляции помехи на выходе приемника по оцениваемому параметру в окрестности истинного его значения