Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов. Том 2. Адаптивные методы

Основная концепция, изложенная в рамках двухтомной работы, заключается в рассмотрении особенностей ряда известных и новых (предложенных при участии автора) адаптивных алгоритмов применительно к физическим условиям и типовым ситуациям, характерным для гидроакустики.
Проведенные исследования опираются на физические модели, рассмотренные в первом томе, и исходят из преемственности адаптивных методов как технически приемлемых путей реализации идей оптимального приема.
В книге рассматриваются классические адаптивные (и неадаптивные) алгоритмы Барлета, Кейпона, Борджоти-Лагунаса, теплового шума, линейного предсказания (семейство алгоритмов), Шмидта, Джонсона, семейство алгоритмов минимальной нормы и проекционные алгоритмы, а также особенности их функционирования в условиях гидроакустики.
В целях повышения разрешающей способности слабых сигналов на фоне сильных мешающих предложена модификация этих алгоритмов путем нормирования в выходном эффекте отметок сильных сигналов.
Методами имитационного моделирования показано, что новые модификации адаптивных алгоритмов позволяют существенно улучшить разрешение слабых сигналов в присутствии сильных мешающих локальных источников в режиме шумопеленгования. Исследуется влияние ряда физических и технических факторов на разрешающую способность классических и предложенных алгоритмов.
Книга предназначена для инженеров и научных работников, ведущих общее проектирование гидроакустических средств, для специалистов, создающих и внедряющих алгоритмы обработки информации, для программистов и специалистов по разработке и использованию аппаратных средств, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Содержание
Введение
ГЛАВА 5. Адаптивные методы оптимальной пространственной фильтрации и пространственно-временной обработки информации
5.1. Основные понятия и определения
5.1.1. Оптимальный прием сигналов
5.1.2. Место адаптивных методов в общей задаче гидроакустического наблюдения
5.1.3. Аналитический обзор адаптивных методов обработки гидроакустических сигналов и их классификация
5.2. Метод адаптации, основанный на когерентной компенсации локальных помех
5.2.1. Алгоритм Андерсона-Цветкова
5.2.2. Алгоритмы с использованием сформированных пространственных каналов, ориентированных на источник помех
5.3. Метод адаптации, основанный на обращении выборочных оценок корреляционных матриц входной смеси
5.3.1. Алгоритм Кейпона
5.3.2. Алгоритмы с нелинейными ограничениями
5.3.3. Рекуррентный метод адаптации
5.4. Методы адаптации, основанные на спектральном разложении выборочных оценок корреляционных матриц
5.4.1. Формирование подпространства сигналов и подпространства помех
5.4.2. Алгоритмы Шмидта и Джонсона
5.4.3. Алгоритмы минимума нормы
5.5. Комбинированные методы пеленгования и разрешения источников
5.5.1. Критерий разрешения целей
5.5.2. Характеристики несобственно-структурных алгоритмов разрешения источников
5.5.3. Собственно-структурные комбинированные алгоритмы разрешения сигналов
5.5.4. Особенности несобственно-структурных комбинированных алгоритмов разрешения сигналов
5.5.5. Собственно-структурные алгоритмы, основанные на нормировании выходных эффектов от сильных сигналов
5.6. Стабилизация весовых коэффициентов адаптивных алгоритмов
5.6.7. Регуляризация адаптивного алгоритма Кейпона на основе диагонального взвешивания выборочных оценок корреляционных матриц
5.6.2. Контроль основного лепестка и максимального уровня бокового поля в адаптивных антеннах
5.6.3. Алгоритм регуляризации решения для обобщенной модели полезного сигнала
5.7. Методы адаптации в условиях многолучевого распространения
5.7.1. Выборочная оценка корреляционной матрицы сигналов локального источника в условиях многолучевого распространения
5.7.2. Использование доплеровского эффекта для декорреляции сигнальных лучей
5.7.3. Использование пространственного сглаживания
5.7.4. Определение направлений прихода когерентных сигналов на основе многомерного спектрального анализа
5.8. Методы адаптации при неизвестной корреляционной матрице распределенных помех
5.8.1. Метод, основанный на формировании дифференциальной корреляционной матрицы
5.8.2. Метод, основанный на декомпозиции корреляционной матрицы
5.8.3. Адаптивный алгоритм измерения направлений прихода сигналов при теплицевой матрице распределенных помех
5.9. Методы адаптации, основанные на определении корней алгебраических полиномов
5.9.1. Метод Редди
5.9.2. Корневой MUSIC
5.9.3. Метод ESPIR1T
5.9.4. Использование свойств матричных пучков
5.10. Проекционные и упрощенные алгоритмы адаптации
5.10.1. Адаптация на основе сформированных частотно-волновых выборок
5.10.2. Частично адаптивные антенные решетки
5.10.3. Использование подрешеток
5.10.4. Проекционные адаптивные алгоритмы
Контрольные вопросы
ГЛАВА 6. Оценка помехоустойчивости оптимальных и адаптивных систем
6.1. Аналитические методы оценки помехоустойчивости
6.1.1. Потенциальная помехоустойчивость
6.1.2. Помехоустойчивость традиционного тракта
6.1.3. Типовые задачи по определению помехоустойчивости гидроакустических систем
6.2. Методы формирования дискретных статистических рядов и их применение для имитационного моделирования адаптивного приема гидроакустических сигналов
6.2.1. Дискретные статистические ряды и их основные свойства
6.2.2. Использование дискретных статистических рядов для имитации пространственно-временных гидроакустических сигналов
6.2.3. Элементы имитационного моделирования процессов обнаружения сигналов адаптивными методами
6.3. Имитационные модельные исследования влияния технических и физических факторов на разрешающую способность адаптивных алгоритмов
6.3.1. Влияние интервала спектрального анализа и объединения спектральных отсчетов с различными номерами
6.3.2. Влияние условий многолучевого распространения
6.3.3. Влияние рассеяния
6.3.4. Разрешение слабых сигналов в зоне Френеля и в зоне Фраунгофера
Контрольные вопросы
Заключение
Литература
Приложения
Приложение 4
Дополнительные сведения о матрицах
Приложение 5
Собственные числа и собственные векторы корреляционной матрицы двух источников неортогональных плосковолновых сигналов
Приложение 6
Коррекция выборочной оценки корреляционной матрицы при объединении спектральных отсчетов с различными номерами
Предметный указатель