Ю.Э. Корчагин1, К.Д. Титов2, А.Д. Виноградов3

1,2 Воронежский государственный университет (г. Воронеж, Россия)

2,3 ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

1 korchagin@phys.vsu.ru; 2 titovkd@gmail.com

Постановка проблемы. В настоящее время при обработке сигналов и исследовании различных видов приемников используется множество определений отношения сигнал/шум (ОСШ) − одной из базовых характеристик радиотехнических систем. При этом любое определение ОСШ в рамках локально решаемой задачи обработки сигналов является верным. Однако при сравнении эффективности одних алгоритмов с другими, а также при исследовании различных моделей сигналов или при измерении ОСШ в различных частях приемной системы (на входе или выходе) возникают определенные сложности. Игнорирование этого факта из-за кажущейся абсолютной ясности данного вопроса часто приводит к некорректному сравнению различных алгоритмов обработки или формированию заведомо нереализуемых требований к проектируемой аппаратуре. Для каждой локально решаемой задачи определение ОСШ должно быть индивидуальным, а сравнение эффективности при фиксированном ОСШ необходимо выполнять с обязательным масштабированием энергий сигналов в зависимости от постановки задачи. В связи с этим систематизация терминологических особенностей понятия ОСШ для обеспечения единообразия его применения исследователями и инженерами имеет важное значение.

Цель. Систематизировать определения ОСШ для различных моделей сигналов и условий измерения данной характеристики, конкретизировать результаты в части терминологических особенностей обработки сверхширокополосных сигналов и предложить модель пересчета ОСШ в зависимости от этапа процесса передачи и приема сигнала.

Результаты. Рассмотрены определения ОСШ на входе/выходе оптимального и согласованного фильтров, на выходе оптимальных приемников, функционирующих в условиях различной априорной неопределенности, а также при обработке различных классов сигналов. Через определение ОСШ на выходе согласованного фильтра и ОСШ на выходе максимально правдоподобного приемника для прямоугольного видеоимпульса наглядно продемонстрировано несоответствие энергий сигналов при прочих равных условиях. Установлена связь ОСШ при обработке сверхширокополосных (СШП) сигналов на выходе оптимального приемника с аналогичными устройствами обработки других типов сигналов, а также с ОСШ на входе приемной системы.

Практическая значимость. Систематизация терминологических особенностей понятия ОСШ позволяет исследователям-теоретикам выбирать максимально приближенные к практическим приложениям определения ОСШ при анализе эффективности синтезированных алгоритмов, а инженерам-практикам правильно интерпретировать результаты теоретических расчетов при разработке или испытании радиотехнических систем.

Корчагин Ю.Э., Титов К.Д., Виноградов А.Д. Терминологические особенности понятия отношения сигнал/шум при обработке сверхширокополосных сигналов // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 9. С. 99−111. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202409-09

1. Тихонов В. И. Оптимальный прием сигналов. М.: Советское радио. 1983. 320 c.
2. Куликов Е.И., Трифонов А.П. Оценка параметров сигналов на фоне помех. М.: Советское радио. 1978. 295 с.
3. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.: Вильямс. 2007. 1104 с.
4. Ван Трис. Гарри Л. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Т. 1. Теория обнаружения, оценок и линейная модуляция: Пер. с англ. / Под ред. проф. В.И. Тихонова. М.: Советское радио. 1972. 744 с.
5. Хелстром К. Статистическая теория обнаружения сигналов. М.: Издательство иностранной литературы. 1963. 432 с.
6. Корчагин Ю.Э., Титов К.Д. Синтез и анализ алгоритмов обработки сверхширокополосных квазирадиосигналов. Воронеж: Издательский дом ВГУ. 2019. 128 с.
7. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Радио и связь. 1989. 656 с.
8. Кловский Д.Д., Шилкин В.А. Теория электрической связи. 1998. М.: Радио и связь. 1990. 280 с.
9. Амиантов И.Н. Избранные вопросы статистической теории связи. 1971. 416 с.
10. Сальников А.П. Теория электрической связи: Конспект лекций. Ч. 2. СПбГУТ. СПб. 2003. 87 с.
11. Сифоров В.И. Радиоприемные устройства: Учеб. пособие. 1954. 802 с.