Известной формы

1. Цель работы:

Исследование оптимальной фильтрации детерминированных сигналов на примере сигнала Баркера, наблюдаемого в присутствии широкополосного гауссовского шума.

2. Основы теории оптимальной фильтрации детерменированных сигналов в присутствии флуктуационных помех:

Передача информации в системах электрической связи сопровождаются мешающим действием помех, источники которых могут располагаться как вне, так и внутри системы. К помехам, имеющим внешнее происхождение, относятся, например, электромагнитные излучения промышленных установок, транспортных средств, радиолокационных, радионавигационных, радиотелевещательных систем, флуктуационное электромагнитное излучение земной поверхности и небесной сферы. К помехам, возникающим внутри системы, относятся шумы электронных приборов, импульсы, образующиеся при коммутации в линиях связи, отражения сигналов от неоднородностей линии связи.

Для выделения сообщений, модулирующих сигнал, необходимо обеспечить его наилучшую наблюдаемость на фоне помех. С этой целью широко используется линейная фильтрация сигнала, т.е. применением линейных электрических фильтров обеспечивается увеличение отношения уровня сигнала к уровню помехи на выходе фильтра по сравнению с подобным отношением на входе. Однако электрический фильтр не только уменьшает уровень помехи, но и искажает форму сигнала. Последнее не является недостатком до тех пор, пока искажение формы не снижает качества выделения сообщения.

Электрический фильтр, обеспечивающий наибольшее отношение максимального (пикового) значения сигнала известной формы к эффективному значению шума, называется оптимальным по сформулированному критерию. Впервые подобная задача была решена американским ученым Норсом в 1943 году. Поэтому такой фильтр иногда называют норсовским.

Найдем связь характеристик этого фильтра с характеристиками сигнала при его наблюдении в смеси с помехой в виде белого шума со спектральной плотностью мощности, равной N₀ /2. Максимальное значение сигнала в момент времени t₀ на выходе фильтра с комплексным коэффициентом передачи K (jω;) равно

(1)

где – спектральная функция сигнала S (t)на входе фильтра.