Індекс рубрикатора НБУВ: З95-018.1

Рубрики:

Радіолокація

Шифр НБУВ: Ж27665/рад. эл. Пошук видання у каталогах НБУВ 

Постоянство вероятности ложной тревоги CFAR (constant false alarm rate) в условиях переменных уровней шума является обычным требованием, предъявляемым к любому современному радару. Обнаружители с усреднением по ячейкам СА (cell-averaging) и порядковыми статистиками OS (ordered-statistic) наиболее часто используются на практике. CA-CFAR обнаружитель является оптимальным по критерию вероятности обнаружения в условиях идеального (равномерного) шума, когда опорные ячейки содержат идентичные, независимые и экспоненциально распределенные сигналы. OS-CFAR алгоритм представляет альтернативу СА алгоритму, обеспечивая несколько худшие характеристики обнаружения в условиях идеального фонового шума, однако значительно меньшее ухудшение характеристик обнаружения в условиях неидеального фонового шума. Сравнены две модифицированные версии этих алгоритмов MX-CFAR и MN-CFAR, которые предложены сравнительно недавно. Произведена оценка характеристик обнаружения нового ML-CFAR алгоритма. Получены точные формулы вероятности ложной тревоги и вероятности обнаружения при наличии и отсутствии мешающих целей. Результаты для фонового шума и цели, имеющих рэлеевское распределение, показывают, что MN-CFAR алгоритм работает практически так же хорошо, как OS обнаружитель, в условиях множества целей, и все модифицированные обнаружители превосходят его в условиях равномерного фонового шума. По сравнению с СА модифицированные обнаружители работают лучше в идеальных условиях и значительно лучше в условиях присутствия мешающих целей.

Отмечено, что CFAR обнаружитель обеспечивает эффективное фоновое обнаружение возможно подвижных целей, статистические параметры которых неизвестны. Схема CA-CFAR с усреднением по ячейкам оптимально работает с однородными, экспоненциально распределенными помехами. Однако качество обнаружения значительно ухудшается при наличии сигналов от сторонних целей в опорном множестве или в областях резкого изменения мощности фоновых шумов. Для решения данных проблем предложен OS-CFAR обнаружитель с использованием порядковой статистики. Хотя данный обнаружитель хорошо работает при наличии сторонних целей, все же он недостаточно эффективен для предотвращения ложных тревог, возникающих из-за изменений в мощности помех во время передачи. Алгоритм TM-CFAR с усечением среднего, который реализует усечение среднего упорядоченного набора данных, возможно считать улучшенной версией техники порядковой статистики OS. При сознательном усечении упорядоченных отсчетов, TM обнаружитель может показать результаты лучше, чем OS обнаружитель. Для одновременного использования преимуществ схем CA, OS и TM предложены две комбинации CAOS и CATM. Каждая из этих версий оптимизирует преимущества двух CFAR обнаружителей в зависимости от характеристик шумов и целей поиска для улучшения возможности обнаружения целей при постоянном уровне ложной тревоги. Это реализуется путем параллельной работы двух стандартных схем CFAR. Цель работы - анализ этих разработанных версий в гетерогенной обстановке, чтобы показать в какой степени они способны улучшить поведение CFAR обнаружителей.

Беспроводная оптическая связь считается высокоскоростной технологией следующего поколения. Она продемонстрировала способность передавать данные быстрее, чем любая другая современная технология беспроводной связи (БПС). Эта технология привлекает внимание как средство реализации надежных открытых систем с высокой производительностью, которые не могут быть реализованы средствами традиционной волоконно-оптической технологии. Данная технология появилась недавно как средство эффективного решения задач по удовлетворению требований о расширенной полосе пропускания и высокой скорости передачи для новых систем БПС. Однако, хотя система оптической связи в свободном пространстве FSO (free space optics) имеет много привлекательных особенностей, она обладает посредственными рабочими характеристиками для длинных линий передачи вследствие эффектов ухудшения характеристик, обусловленных затуханием, которое вызвано турбулентностью атмосферы. При наличии такого типа ухудшений рабочих характеристик принятый сигнал имеет случайные флуктуации интенсивности, которые повышают битовый коэффициент ошибок BER (bit error-rate) в ситуациях, где сложные метеоусловия могут оказывать вредное влияние на рабочие характеристики, что может приводить к неудовлетворительной готовности системы. Беспроводная оптическая процедура MIMO, в которой пространственные размеры используются для улучшения надежности и спектральной эффективности каналов "точка - точка", обеспечивает перспективный подход к ослаблению эффектов турбулентности благодаря ее большим возможностям по улучшению рабочих характеристик. Проведено исследование наземной атмосферной системы связи FSO, работающей под воздействием сильной атмосферной турбулентности. Использована технология MIMO с линейным суммированием сигналов равной мощности EGC (equal gain combining) для повышения скорости передачи предлагаемой системы. Воздействия атмосферной турбулентности моделируются с помощью канала с логарифмическим нормальным распределением и учитываются геометрические потери. При использовании линейного кодирования без возвращения к нулю NRZ (non-return-to-zero) выполнено проектирование высокочувствительного приемника FSO с использованием лавинного фотодетектора APD (avalanche photodetector) или PIN-детектора и проведено его моделирование для получения наилучших рабочих характеристик системы. Преимущество достигается при использовании фильтров Бесселя и Гаусса. Установлено, что APD приемник при использовании фильтра Гаусса пригоден для линий дальней связи с коэффициентом усиления APD, равным 3. Кроме того, выбор усиления APD является критически важным для производительности системы. Оптимальное значение коэффициента усиления APD, необходимое для достижения наилучшей производительности системы, снижается при увеличении размеров системы MIMO. Обсуждены достижимые улучшения производительности системы, включая уровни мощности принятого сигнала, BER и добротность. Полученные результаты показывают, что система с оптимальным усилителем на стороне передатчика обеспечивает оптимальные рабочие характеристики. Кроме того, эффективность системы улучшается при большинстве метеоусловий за счет использования усилительной системы 2 x 2 MIMO-FSO с добавочным (booster) усилителем.

Точное знание свойств помехи играет важную роль для современных радиолокационных систем, поскольку они должны учитываться при проектировании процессора CFAR и оптимизации процесса обнаружения. С учетом центральной предельной теоремы большинство используемых моделей представляют собой гауссово распределение, особенностью которого являются простые структуры обработки. Фактически, эти модели предположительно должны представлять, как правило, помехи от поверхности моря или от земной поверхности для радиолокационной станции с большим углом падения при плохом разрешении. Если любое из этих практических условий не выполняется, эти модели становятся неприемлемыми для описания помехи. При этих обстоятельствах помеха приобретает более резкие и большие изменения уровня, что приводит к изменениям вероятности ложной тревоги, которые намного более важны по сравнению с изменениями в случае гауссовой модели. Поэтому возникает необходимость исследования других моделей, которые позволяют учитывать указанные виды рабочих условий. Обычно это необходимо при использовании радиолокационных станций (РЛС) с высоким разрешением. Разработанные модели помехи позволяют понизить интенсивность помехи за счет сокращения величины разрешения анализируемой ячейки и, в конечном итоге, улучшить отношение сигнал-шум, что увеличивает вероятность обнаружения цели. Распределение Вейбулла представляет собой одно из наиболее удобных распределений для моделирования помех от земной поверхности при высоком разрешении. С другой стороны, вследствие простоты двоичного интегратора и его устойчивости в условиях негауссовой помехи, он широко используется в РЛС обнаружении. Статья представляет интерес при оценке характеристики обнаружения для семейства схем CFAR с усреднением по ячейке CA (Cell-Averaging) в условиях помехи, подчиняющейся распределению Вейбулла, при допущении об известном параметре формы, когда эти схемы имеют двоичный интегратор в составе базовых компонентов.

Індекс рубрикатора НБУВ: З95-018.1

Рубрики:

Радіолокація

Шифр НБУВ: Ж27665/рад. эл. Пошук видання у каталогах НБУВ 

Точное знание свойств помехи играет важную роль для современных радиолокационных систем, поскольку они должны учитываться при проектировании процессора CFAR и оптимизации процесса обнаружения. С учетом центральной предельной теоремы большинство используемых моделей представляют собой гауссово распределение, особенностью которого являются простые структуры обработки. Фактически, эти модели предположительно должны представлять, как правило, помехи от поверхности моря или от земной поверхности для радиолокационной станции с большим углом падения при плохом разрешении. Если любое из этих практических условий не выполняется, эти модели становятся неприемлемыми для описания помехи. При этих обстоятельствах помеха приобретает более резкие и большие изменения уровня, что приводит к изменениям вероятности ложной тревоги, которые намного более важны по сравнению с изменениями в случае гауссовой модели. Поэтому возникает необходимость исследования других моделей, которые позволяют учитывать указанные виды рабочих условий. Обычно это необходимо при использовании радиолокационных станций (РЛС) с высоким разрешением. Разработанные модели помехи позволяют понизить интенсивность помехи за счет сокращения величины разрешения анализируемой ячейки и, в конечном итоге, улучшить отношение сигнал-шум, что увеличивает вероятность обнаружения цели. Распределение Вейбулла представляет собой одно из наиболее удобных распределений для моделирования помех от земной поверхности при высоком разрешении. С другой стороны, вследствие простоты двоичного интегратора и его устойчивости в условиях негауссовой помехи, он широко используется в РЛС обнаружении. Статья представляет интерес при оценке характеристики обнаружения для семейства схем CFAR с усреднением по ячейке CA (Cell-Averaging) в условиях помехи, подчиняющейся распределению Вейбулла, при допущении об известном параметре формы, когда эти схемы имеют двоичный интегратор в составе базовых компонентов.

Індекс рубрикатора НБУВ: З95-018.1

Рубрики:

Радіолокація

Шифр НБУВ: Ж27665/рад. эл. Пошук видання у каталогах НБУВ 

Большой прогресс в технологии производства микроэлектронных устройств с экспоненциальным ростом сложности и быстродействия необходим для обеспечения непрерывного развития новых технологий, структур, устройств, схем и систем. Предложена новая модель переходных процессов p-МОП-структуры, предназначенная для современных микроэлектронных устройств, которые обеспечивают быструю динамическую реакцию. Предлагаемая модель обеспечивает получение зависимостей переходных нагрузочных токов как полиномиальных функций нормализованных плотностей канального заряда на границах канала с помощью модифицированной версии метода коллокации с кубическими сплайнами в симметричном телескопическом виде. Исследовано оптимальное количество сегментов, которое необходимо для новой версии алгоритма коллокации с кубическими сплайнами. Смоделирована нормализованная плотность заряда канала в точках коллокации с помощью ее значений на границах канала, при использовании квазистатического подхода. Путем введения обратной функции для нормализованного канального напряжения перегрузки, переходные нагрузочные токи представлены в виде функции напряжений на выводах МОП-структуры. По сравнению с обычным методом коллокации кубическими сплайнами, новая модель имеет более высокую точность применительно к ЭКВ модели. Разработанная модель использована для стандартной 0,15 мкм технологии и проверена с помощью MATLAB R2014a. Полученные результаты показали, что модель обеспечивает высокую относительную точность (в среднем 99 %) для всего времени, и абсолютную ошибку менее 5 % от максимального значения в худшем случае.