Глава 11. Системы с обратной связью11.1. Метод статистического последовательного анализа для различения сигналовВ предыдущих главах рассматривались методы приема, основанные на анализе пришедшей реализации сигнала, в результате которого в соответствии с определенным критерием (например, критерием максимального правдоподобия) выбиралась одна из В теории статистических решений показывается [1,2], что эффективность этой процедуры можно повысить, если в результате анализа приходящею сигнала допустить, наряду с Такая процедура последовательного анализа, предложенная А. Вальдом [1], не вызывает затруднений в тех случаях, когда статистические испытания не связаны с передачей информации на расстояние. Например, при выборочных испытаниях некоторой партии изделий этот метод позволяет сократить объем выборки за счет того, что в некоторых случаях решение по данной выборке не будет приниматься, а будет взята новая выборка такого же или другого объема. Очевидно, что такая процедура не сложнее классической, при которой окончательное решение принимается на основании анализа выборки фиксированного объема. В типичной радиолокационной задаче излучается некоторый пакет импульсов и по принимаемому сигналу требуется решить, имеются ли в нем помимо шумов отраженные от цели импульсы. Здесь при классической процедуре пакет импульсов имеет фиксированную длительность, и после анализа принимается окончательное решение о наличии или отсутствии цели, а при последовательном анализе импульсы излучаются до тех пор, пока решение остается неопределенным, и прекращаются, как только будет принято окончательное решение. В обоих этих случаях последовательная процедура легко осуществляется, поскольку вопрос о необходимости предложения или прекращения анализа решается самим экспериментатором. Иначе обстоит дело с последовательной процедурой при передаче сообщении. Приходящий сигнал анализируется решающей схемой в приемном устройстве, и если не удалось принять достаточно верное окончательное решение, то передачу сигнала следует повторить. Об этом необходимо сообщить корреспонденту, что возможно только при условии существования канала, передающего сообщения в обратном направлении, от приемника основного сообщения к передатчику. Системы, в которых такой обратный канал предусмотрен и используется для улучшения процесса приема сообщения в прямом направлении, называются системами с обратной связью. Последовательная процедура анализа в системах с обратной связью особенно эффективна для каналов с переменными параметрами. Если при классической процедуре мощность и длительность сигналов, а также сложность кодирования приходится выбирать так, чтобы в наихудшем состоянии канала обеспечивалась достаточно высокая вероятность правильного приема, то в системах с обратной связью можно ориентироваться на среднее, а иногда и на наиболее благоприятное состояние канала, если в худших состояниях окончательное решение приниматься не будет. Более того, системы с обратной связью представляют единственное практически пригодное средство для передачи сообщении по таким каналам, в которых имеют место относительно длительные полные обрывы связи, например в радиоканалах с использованием отражения волн от метеорных следов [3]. Наличие обратной связи при передаче сообщений по каналам с переменными параметрами не только позволяет осуществить последовательную процедуру анализа, но дает также возможность получать на передающей стороне информацию о состоянии канала. Используя эту информацию, можно построить различные адаптивные системы связи, в которых в зависимости от состояния канала применяются различные методы кодирования и декодирования сообщений [4]. Системы с обратной связью широко используются на практике и им посвящена обширная литература [5-11]. В настоящей главе будут рассмотрены только некоторые принципиальные вопросы построения таких систем и выведены соотношения, характеризующие их помехоустойчивость.
|