6. Имитационно-моделирующий комплекс для статистических испытаний алгоритмов обнаружения радиоимпульсов с эллипсными несущими и полностью известными параметрами при корреляционном приеме.

Для проведения статистических испытаний алгоритмов обнаружения радиоимпульсов с эллипсными несущими и полностью известными параметрами при корреляционном приеме был построен имитационно-моделирующий комплекс. Он предназначен для проверки в вычислительном эксперименте утверждения о большей помехоустойчивости селиусоидальных сигналов по сравнению с синусоидальными при воздействии прицельной помехи. Проверка этого утверждения достигается путем сравнения общей вероятности ошибки принятых сигналов.

На рис.6.1 изображена структурная схема имитационно-моделирующего комплекса.

рис.6.1

На рисунке заглавными буквами обозначены:

ТГ – тактовый генератор;

ГС – генератор принимаемого сигнала;

ГП – генератор помехи;

УПР – устройство принятия решения;

СО_пс – счётчик ошибок, подсчитывающий количество пропусков сигнала;

СО_лт – счетчик ошибок, подсчитывающий количество ложных тревог;

ИО – индикатор вероятности общей ошибки.

Генератор принимаемого сигнала (ГС) создает радиоимпульсы с селиусоидальной несущей заданной формы и с заданными параметрами, а генератор помехи (ГП) создает аддитивный белый гауссовский шум с нулевым математическим ожиданием и регулируемой дисперсией. Он может непосредственно аддитивно смешаться с сигналом или пройти через полосовой фильтр с регулируемой полосой пропускания для создания прицельной помехи (ПП). Сгенерированный сигнал с выхода ГС поступает на сумматор, где он складывается с АБГШ и ПП, формируя зашумленный передаваемый сигнал. Полученный зашумленный сигнал подается на умножитель, одновременно с сигналом с выхода ГС. Далее сигнал проходит через интегратор, значения с которого сравниваютя в устройстве принятия решений (УПР) с определенным порогом. В ходе этого сравнения УПР выдает значение «1» о наличии сигнала либо «0», что соответствует отсутствию сигнала. Счетчики ошибок (СО_пс и СО_лт) сравнивают принятые значения с передаваемыми значениями от ГИ и подсчитывают соответственно количество пропусков сигнала и количество ложных тревог, вычисляя при этом их вероятности. После этого вероятности пропуска сигнала и ложной тревоги суммируются, для получения общей вероятности ошибки, которая отображается на индикаторе (ИО). На рис. 6.2 приведен имитационно-моделирующий комплекс в програмном пакете MATLAB.

рис. 6.2

На следующих рисунках (рис.6.3, рис.6.4, рис.6.5, рис.6.6, рис.6.7) приведены осциллограммы сгенерированных радиоимпульсов при различных параметрах формы:

рис.6.3. при

рис.6.4. при

рис.6.5. при

рис.6.6. при

рис.6.7. при

Чтобы гарантировать достоверность производимых измерений при воздействии узкополосных и прицельных помех, необходимо испытать комплекс. Испытание заключалось в проверке теории, изложенной в разделе 2, согласно которой вероятность правильного обнаружения полностью известного сигнала при воздействии только АБГШ зависит только от энергии сигнала и не зависит от формы сигнала.

В качестве обнаруживаемых сигналов использовались радиоимпульсы со следующими характеристиками:

В качестве решающего правила использовался критерий Неймана-Пирсона, так как кривые обнаружения в известной автору литературе не были найдены кривые обнаружения, найденные с использованием критерия идеального наблюдателя, поэтому, чтобы проверить независимость вероятности правильного обнаружения от формы сигнала, использовались кривые, найденные по критерию Неймана – Пирсона.

Испытания проводились при равных априорных вероятностях наличия и отсутствия сигнала, а также равных энергиях. Чтобы использовать критерий Неймана – Пирсона была задана фиксированная вероятность ложной тревоги, при которой, изменяя отношение сигнал-шум, была вычислена вероятность правильного обнаружения. Результаты испытаний приведены в следующих таблицах.

Результаты для Рлт=0.5

	l=0.01	l=0.1	l=0.5	l=1	l=2	l=10	l=100
0	0.501	0.500	0.500	0.500	0.500	0.500	0.501
1	0.832	0.834	0.831	0.831	0.834	0.833	0.834
2	0.951	0.950	0.950	0.950	0.950	0.951	0.951
3	0.993	0.992	0.992	0.992	0.992	0.992	0.992
4	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998
5	1	0.999	0.999	0.999	0.999	0.999	0.999
6	1	1	1	1	1	1	1

Результаты для Рлт=0.1

	l=0.01	l=0.1	l=0.5	l=1	l=2	l=10	l=100
0	0.102	0.101	0.100	0.100	0.100	0.100	0.101
1	0.401	0.401	0.400	0.400	0.400	0.401	0.403
2	0.801	0.801	0.80	0.800	0.800	0.801	0.802
3	0.944	0.943	0.943	0.943	0.943	0.944	0.944
4	0.995	0.994	0.994	0.994	0.994	0.994	0.996
5	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998
6	1	1	1	1	1	1	1

Результаты для Рлт=0.01

	l=0.01	l=0.1	l=0.5	l=1	l=2	l=10	l=100
0	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
1	0.151	0.150	0.150	0.150	0.150	0.151	0.152
2	0.401	0.400	0.400	0.400	0.400	0.401	0.401
3	0.796	0.796	0.796	0.796	0.796	0.796	0.796
4	0.946	0.947	0.946	0.946	0.946	0.947	0.948
5	0.996	0.995	0.995	0.995	0.995	0.996	0.996
6	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998

Результаты для Рлт=0.001

	l=0.01	l=0.1	l=0.5	l=1	l=2	l=10	l=100
0	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001
1	0.025	0.024	0.024	0.024	0.024	0.024	0.025
2	0.189	0.189	0.189	0.189	0.189	0.189	0.190
3	0.481	0.480	0.480	0.480	0.480	0.480	0.482
4	0.810	0.810	0.810	0.810	0.810	0.810	0.811
5	0.961	0.960	0.960	0.960	0.960	0.960	0.961
6	0.991	0.991	0.991	0.991	0.991	0.991	0.991

На рис.6.8. приведены результаты испытаний в графическом виде.

рис.6.8.

Сравнивая полученные кривые обнаружения. с кривыми, представленными на рис. , взятыми из [10] заключаем, что кривые совпадают и форма сигнала действительно не влияет на вероятность правильного обнаружения при воздействии АБГШ.

Выводы:

1. Подтверждено общеизвестное положение о независимости вероятности правильного обнаружения от формы сигнала, а зависимости только от его энергии при воздействии АБГШ.

2. созданный имитационно-моделирующий комплекс построен верно и позволяет получить достоверные результаты измерений.

Теперь перейдем непосредственно к экспериментальным исследованиям.