Тузов Г. И. Статистическая теория приема сложных сигналов. М., «Сов. радио», 1977, с. 400.


Рассматриваются основные аспекты, связанные с оптимальным приемом сложных дискретных сигналов с псевдослучайной фазовой, многоуровневой частотной и частотно-фазовой манипуляцией. Анализируются способы формирования и свойства таких сигналов, определяющие эффективность их использования в системах связи и управления. Излагается единая статистическая теория синтеза приемников сложных сигналов, основанная на нелинейных и линейных методах. Проводится синтез и расчет приемников для ряда практически важных случаев. Рассматриваются вопросы поиска и обна ружения сложных сигналов, которые увязываются с результатами анализа нелинейной динамики когерентных приемников. Оценка помехоустойчивости приемников, обеспечивающих фильтрацию параметров сложных сигналов и выделение цифровой информации, проводится для помех различной формы и интенсивности.
Книга представляет интерес для научных работников, радиоинженеров, аспирантов и студентов радиотехнических факультетов.
В последние годы в системах связи и управления широко применяются сложные дискретные сигналы, получаемые в результате модуляции гармонического колебания по частоте, фазе и амплитуде кодовой последовательностью, которая чаще всего бывает псевдослучайной. Под псевдослучайными последовательностями понимают последовательности р-ичных цифр, которые, несмотря на регулярную структуру, обладают почти всеми признаками чисто случайных последовательностей (процессов).
Большой интерес, проявляемый к сложным сигналам, объясняется целым рядом их свойств, связанных с помехоустойчивостью, скрытностью, точностью совместного измерения скорости и дальности движущихся объектов, возможностью эффективного использования таких сигналов в занятом частотном диапазоне и при многолучевом распространении.
К. настоящему времени появились работы, посвященные сложным сигналам, среди которых имеются как монографии, так и журнальные статьи. Из монографий в первую очередь следует выделить работы Д. Е. Вак-мана [1, гл. 1J, Л. Е. Варакина [2, гл. 1], Н. Л. Тепло-ва [14, гл. 1], под ред. С. Голомба [17, гл. 1], Э. Д. Ви-терби [4, гл. 1], Ч. Кука, М. Бернфельда [11, гл. 1], под ред. В. Б. Пестрякова [16, гл. 2]. В указанных работах в большей мере рассмотрены «сигнальные» аспекты сложных сигналов, связанные с оценкой их корреляционных свойств, методов формирования и в меньшей мере аспекты, связанные с их приемом.
Между тем следует заметить, что основным тормозом, препятствующим более широкому внедрению сложных (в том числе и псевдослучайных) сигналов в практику, являются трудности их оптимальной обработки на приемной стороне. При этом, чем сложнее форма и больше база используемых сложных сигналов и чем сложнее законы изменения параметров этих сигналов, тем большие трудности возникают при организации их оптимальной обработки.
В последние годы вопросы оптимального приема сложных сигналов получили свое дальнейшее развитие, что связано прежде всего с успехами теории нелинейно го синтеза систем фильтрации и разработкой корреля ционных методов приема. Поэтому возникла необходимость в изложении теории оптимального приема сложных сигналов с учетом ее последних достижений.
Предлагаемая читателю книга является попыткой дать обоснованную статистическую теорию приема сложных дискретных сигналов с изменяющимися параметрами (информационными и мешающими), охватывающую как вопросы методологии синтеза оптимальных приемников, так и примеры непосредственного синтеза.
В общем случае потенциальные характеристики приемников и каналов в целом определяются свойствами используемых сигналов. Поэтому книга начинается с рассмотрения «сигнальных» вопросов.
В гл. 1 обосновывается выбор сложных сигналов для систем связи и управления, определяются общие свой ства таких сигналов, проводится их классификация.
Гл. 2 посвящена анализу свойств и методов форми р.ования сложных дискретных сигналов и, в частности сигналов с бинарной псевдослучайной фазовой манипуляцией, сигналов с многоуровневой дискретной частотной модуляцией и некоторых сигналов с дискретной модуляцией по двум параметрам.
В гл. 3 рассматриваются методы фильтрации сложных дискретных сигналов из помех различного типа и проводится сравнительный анализ этих методов. В этой же главе обосновывается единая методология синтеза приемников сложных сигналов, основанная на сочетании наиболее сильных сторон нелинейных и линейных методов. Эта методология развивается в последующих главах.
В гл. 4 осуществляется синтез приемников для рассмотренных в гл. 2 типов сложных дискретных сигналов с применением теории нелинейной фильтрации Р. Л. Стратоновича. При этом вопросы синтеза и анализа приемников увязываются с аспектами выбора параметров сигналов, их свойствами и методами формиро вания.
Проведенный синтез позволил выявить ряд новых структур оптимальных приемников. Решаемые при синтезе задачи расположены с соблюдением принципа — от более простого к более сложному.
В гл. 5 синтез приемников продолжен с применением
линейной теории при более сложных априорных законах изменения параметров сигнала и различных критериях оптимальности. Рассмотрены также вопросы построения и расчета стационарных и нестационарных следящих приемников.
Гл. 6 посвящена вопросам анализа помехоустойчивости синтезированных приемников, которые не были затронуты при решении задач синтеза. В этой главе пока- зано, что разумное сочетание линейных и нелинейных методов оказывается плодотворным и при анализе помехоустойчивости.
В гл. 7 с применением нелинейной теории проводится синтез обнаружителей сложных сигналов и анализ нелинейной динамики систем фильтрации (следящих приемников). При этом работа обнаружителей при поиске сложных сигналов увязывается с характеристиками систем фильтрации, выявленными в результате анализа нелинейной динамики. Такой подход позволяет проводить оптимизацию систем поиска с учетом особенностей систем фильтрации.
В гл. 8 дается общая характеристика систем связи и управления, использующих сложные сигналы с боль-шой базой, сопровождаемая примерами существующих систем. В этой главе суммируются причины большого интереса к сложным сигналам, проявляемого специалистами в области систем связи и управления.
Синтезированные в книге новые когерентные приемники могут найти применение в системах радиосвязи и радиоуправления объектами. Однако отдельные вопросы (например, характеристики функций неопределенности, методы и результаты синтеза и анализа приемников, методы повышения помехоустойчивости и т. д.) могут быть полезны и при решении ряда радиолокационных задач. Списки литературы содержат лишь источники, использованные автором при написании книги.
Автор выражает глубокую благодарность проф. д-ру техн. наук Солодову А. В., по рекомендации которого была написана книга, канд. техн. наук Спирину В. В., с участием которого были написаны § 7.3—7.7, рецензентам: проф. д-ру техн. наук Гуткину Л. С, д-ру техн. наук Ярлыкову М. С, доц. канд. техн. наук Перваче-ву С. В. и Пенину П. И. за ряд полезных замечаний и советов, принятых автором.