ÂÛÑØÅÅ ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÎÅ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÅ Г. И. ХУДЯКОВ СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Радиотехника» ÓÄÊ 621.37(075.8) ÁÁÊ 22.317ÿ73 Õ982 Ð å ö å í ç å í ò û: äåéñòâèòåëüíûé ÷ëåí ÐÀÅÍ, çàì. ãåíåðàëüíîãî äèðåêòîðà ÎÀÎ «Ðàäàð-ÌÌÑ» ïî íàó÷íîé ðàáîòå, ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô. Â. À. Ñàðû÷åâ; äîö. ÑÏá. ÃÓÀÏ, êàíä. òåõí. íàóê Ñ. Í. Âîðîáüåâ Õ982 Õóäÿêîâ Ã. È. Ñòàòèñòè÷åñêàÿ òåîðèÿ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì : ó÷åá. ïîñîáèå äëÿ ñòóä. âûñø. ó÷åá. çàâåäåíèé / Ã. È. Õóäÿêîâ. Ì. : Èçäàòåëüñêèé öåíòð «Àêàäåìèÿ», 2009. 400 ñ. ISBN 978-5-7695-4750-8 Êðàòêî èçëîæåíû ìàòåìàòè÷åñêèå îñíîâû ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì. Ïðåäñòàâëåíû îñíîâíûå âåðîÿòíîñòíûå ìîäåëè ñèãíàëîâ è ïîìåõ â ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåìàõ. Ðàññìîòðåíû îñíîâû òåîðèè ïîèñêà, îáíàðóæåíèÿ è ðàçëè÷åíèÿ ñèãíàëîâ íà ôîíå ïîìåõ, ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè îïòèìàëüíîãî îöåíèâàíèÿ ïàðàìåòðîâ ñèãíàëîâ, òåîðèè ôèëüòðàöèè è ðàçðåøåíèÿ ïðîñòûõ è ñëîæíûõ ñèãíàëîâ. Îïèñàíû îñíîâíûå ìåòîäû ðàñ÷åòà ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííû́õ ðàäèîïîìåõ, ñòîõàñòè÷åñêèõ òðàññ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ðàäèîñèãíàëîâ è ýôôåêòèâíûõ ïëîùàäåé ðàññåÿíèÿ ðàäèîëîêàöèîííûõ öåëåé. Äëÿ ñòóäåíòîâ âûñøèõ ó÷åáíûõ çàâåäåíèé. ÓÄÊ 621.37(075.8) ÁÁÊ 22.317ÿ73 Îðèãèíàë-ìàêåò äàííîãî èçäàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ñîáñòâåííîñòüþ Èçäàòåëüñêîãî öåíòðà «Àêàäåìèÿ», è åãî âîñïðîèçâåäåíèå ëþáûì ñïîñîáîì áåç ñîãëàñèÿ ïðàâîîáëàäàòåëÿ çàïðåùàåòñÿ ISBN 978-5-7695-4750-8 © Õóäÿêîâ Ã. È., 2009 © Îáðàçîâàòåëüíî-èçäàòåëüñêèé öåíòð «Àêàäåìèÿ», 2009 © Îôîðìëåíèå. Èçäàòåëüñêèé öåíòð «Àêàäåìèÿ», 2009 ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СИМВОЛЫ Общие правила обозначений Ïðÿìûå ñòðî÷íûå ëàòèíñêèå áóêâû (ln, cos , exp) ýëåìåíòàðíûå ôóíêöèè; êóðñèâíûå ñòðî÷íûå ëàòèíñêèå áóêâû (a, b, x, y, f, g) äåéñòâèòåëüíûå âåëè÷èíû è ïåðåìåííûå, ñêàëÿðíûå ôóíêöèè; ïîëóæèðíûå êóðñèâíûå ñòðî÷íûå ëàòèíñêèå áóêâû (x, y, a, b, f ) ÷èñëîâûå âåêòîðû, âåêòîðû êîîðäèíàò, âåêòîð-ñòîëáöû, âåêòîðíûå ôóíêöèè; ïîëóæèðíûå ïðÿìûå ïðîïèñíûå ëàòèíñêèå áóêâû (A, B, U, F) ìàòðèöû, ìíîæåñòâà; êóðñèâíûå ïðîïèñíûå ëàòèíñêèå áóêâû (A, S, M, Jn, Pn) ñîáûòèÿ, âûäåëåííûå ñêàëÿðíûå âåëè÷èíû, ñïåöèàëüíûå ôóíêöèè; ïðÿìûå ñòðî÷íûå ãðå÷åñêèå áóêâû (ε, α, ξ(t)) ñëó÷àéíûå ñîáûòèÿ, äåéñòâèòåëüíûå ñëó÷àéíûå âåëè÷èíû è ôóíêöèè; ïîëóæèðíûå ïðÿìûå ñòðî÷íûå ãðå÷åñêèå áóêâû ( α, ξ(t ) ) âåêòîðíî-çíà÷íûå ñëó÷àéíûå âåëè÷èíû è ôóíêöèè; áóêâû ñ òî÷êîé câåðõó ( a&, α& , β&, R&αβ, ξ& (t ), A& ) êîìïëåêñíîçíà÷íûå âåëè÷èíû, âåêòîðû, ôóíêöèè è ìàòðèöû. Список обозначений и символов A, B, C ñëó÷àéíûå ñîáûòèÿ è ñîîòâåòñòâóþùèå èì ìíîæåñòâà A, B, C ìàòðèöû äåéñòâèòåëüíûõ âåëè÷èí & ìàòðèöû êîìïëåêñíûõ âåëè÷èí &, C A& , B A U B îáúåäèíåíèå (ñóììà, äèçúþíêöèÿ) ìíîæåñòâ A è B A ⊂ B ìíîæåñòâî A ñîäåðæèòñÿ âî ìíîæåñòâå B êàê åãî ïîäìíîæåñòâî A I B ïåðåñå÷åíèå (ïðîèçâåäåíèå, êîíúþíêöèÿ) ìíîæåñòâ A è B A = ||aij; i, j = 1, 2, ¾ , n|| êâàäðàòíàÿ ìàòðèöà ïîðÿäêà n ñ ýëåìåíòàìè aij (êðàòêàÿ çàïèñü); ðàçâåðíóòàÿ çàïèñü: a11 a12 … a1 j a21 a22 … a2 j A= M M ai1 ai 2 M M an1 an 2 M … aij M … anj … a1n … a2n M … ain M … ann 3 A _, x _ òðàíñïîíèðîâàííàÿ ìàòðèöà, âåêòîð-ñòðîêà A& V òðàíñïîíèðîâàííàÿ ìàòðèöà êîìïëåêñíîñîïðÿæåííûõ âåëè÷èí: A& V ≡ A& ∗_ A −1 = a%ij ; i, j = 1, 2, …, n êâàäðàòíàÿ ìàòðèöà, îáðàòíàÿ ìàòðèöå A è èìåþùàÿ â êà÷åñòâå ýëåìåíòîâ âåëè÷èíû a%ij A(t, t ′ ) ÿäðî (èíòåãðàëüíîãî) ëèíåéíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ â äàííîì ïðîñòðàíñòâå ôóíêöèé (ôóíêöèîíàëüíîì ïðîñòðàíñòâå) A ∈ F ìíîæåñòâî A ñîäåðæèòñÿ âî ìíîæåñòâå F êàê åãî ýëåìåíò B&αβ êîâàðèàöèÿ êîìïëåêñíûõ ñëó÷àéíûõ âåëè÷èí α& è β& B&αβ = α%& β%& B&ξ (t , s ) àâòîêîâàðèàöèîííàÿ (âòîðàÿ àâòîêîððåëÿöèîííàÿ) ôóíêöèÿ êîìïëåêñíîãî ñëó÷àéíîãî ïðîöåññà ξ& (t ) Dα äèñïåðñèÿ ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû α E ( f (α)) ìàòåìàòè÷åñêîå îæèäàíèå ôóíêöèè îò äåéñòâèòåëüíîé ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû α: E ( f (α)) = ∞ ∫ f ( x ) pα (x ) dx −∞ r r r r E (r ), H (r ) âåêòîðû ýëåêòðè÷åñêîé è ìàãíèòíîé ñîñòàâëÿþùèõ ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ â òî÷êå ñ r r â ôèçè÷åñêîì ïðîðàäèóñîì-âåêòîðîì r ñòðàíñòâå R 3 (r ) õ ÝÄÑ èñòî÷íèêà òîêà; âûäåëåííàÿ òî÷êà õ(x) ôóíäàìåíòàëüíîå ðåøåíèå äèôôåðåíöèàëüíîãî îïåðàòîðà Fä ÷àñòîòà äèñêðåòèçàöèè ñèãíàëà Fäï äîïëåðîâñêèé ñäâèã ÷àñòîòû íåñóùåé ðàäèîñèãíàëà ö[ f (x)] èíòåãðàëüíîå ïðåîáðàçîâàíèå Ôóðüå ôóíêöèè f (x) H(t − t ′) ôóíêöèÿ Õåâèñàéäà (åäèíè÷íûé ñêà÷îê â òî÷êå t = t′) Hn(1)(z), Hn(2)(z) ïåðâàÿ è âòîðàÿ ôóíêöèè Ãàíêåëÿ (ôóíêöèè Õàíêåëÿ, Áåññåëÿ III ðîäà) ïîðÿäêà n In(z), Kn(z) ìîäèôèöèðîâàííûå ôóíêöèè Áåññåëÿ ñîîòâåòñòâåííî I è II ðîäà ïîðÿäêà n Jn(z) ôóíêöèÿ Áåññåëÿ I ðîäà ïîðÿäêà n K& (ω) êîìïëåêñíûé êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è ñòàöèîíàðíîé ëèíåéíîé öåïè P&ä äèïîëüíûé ìîìåíò ýëåìåíòàðíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî äèïîëÿ P (A) âåðîÿòíîñòü ñëó÷àéíîãî ñîáûòèÿ A Pi âåðîÿòíîñòü i-ãî ñîáûòèÿ P (A|B) âåðîÿòíîñòü (óñëîâíàÿ) ñîáûòèÿ A ïðè óñëîâèè ðåàëèçàöèè ñîáûòèÿ B 4 Pn(z) ïîëèíîìû Ëåæàíäðà I ðîäà n-é ñòåïåíè: P0(z) = 1; P1(z) = z è ò. ä. Pnm ( z ) ïðèñîåäèíåííûå ïîëèíîìû Ëåæàíäðà I ðîäà ñòåïåíè n ïîðÿäêà m: P11( z ) = 1 − z 2 ; P21( z ) = 3z 1 − z 2 ; P22 ( z ) = 3 (1 − z 2 ) è ò. ä. P = {Pj}N1 ñîâîêóïíîñòü (ìíîæåñòâî) ýëåìåíòîâ P j , ðàññìàòðèâàåìûõ êàê îäíî öåëîå (êðàòêàÿ çàïèñü); ðàçâåðíóòàÿ çàïèñü: P = {P1, P2, ¾ , Pj, ¾ , PN} 1 2 ãëàâíîå çíà÷åíèå îáîáùåííîé ôóíêöèè x −1 x Rαβ êîððåëÿöèÿ ñëó÷àéíûõ âåëè÷èí α è β: Rαβ = α β ; Rαβ = α β ∗ Rξ(t, s) àâòîêîððåëÿöèîííàÿ ôóíêöèÿ ñëó÷àéíîãî ïðîöåññà ξ(t) Rζη(t, s) âçàèìíî êîððåëÿöèîííàÿ ôóíêöèÿ ñëó÷àéíûõ ïðîöåññîâ ζ(t) è η(t) H Rm(x) H m-ìåðíîå ÷èñëîâîå åâêëèäîâî ïðîñòðàíñòâî R 2 (r ), R 3 (r ) äâóõ- è òðåõìåðíîå âåêòîðíûå åâêëèäîâû ïðîñòðàíñòâà Si(m) i-ÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ýëåìåíòàðíûõ ñîáûòèé äëèíû m: Si(m) = (εi1, εi2, ¾ , εik, εim) ′ S (t) êëàññ îáîáùåííûõ ôóíêöèé ìåäëåííîãî ðîñòà àðãóìåíòà t {U, P, F} ñîâîêóïíîñòü ìíîæåñòâ U, P è F, ðàññìàòðèâàåìûõ êàê îäíî öåëîå Uε ìíîæåñòâî ýëåìåíòàðíûõ ñîáûòèé: Uε = {εj}N1 U àìïëèòóäà ãàðìîíè÷åñêîãî êîëåáàíèÿ Vα âàðèàöèÿ êîìïëåêñíîé ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû α : Vα = α 2 X = (x1, x2, ¾ , xi, ¾ , xn) ñòàòèñòè÷åñêàÿ âûáîðêà îáúåìà n, ïîñëåäîâàòåëüíîñòü èç n ýëåìåíòîâ xi , i = 1, 2, ¾ , n (a, b] ìíîæåñòâî äåéñòâèòåëüíûõ ÷èñåë (ïðîìåæóòîê) a < x ≤ b (a, b) ïðîìåæóòîê a < x < b a, b, c äåéñòâèòåëüíûå âåëè÷èíû a, b, c êîìïëåêñíûå âåëè÷èíû: a = Re a + j Im a ≡ a′ + ja′′ detA, ¦A¦ H îïðåäåëèòåëü ìàòðèöû A ei åäèíè÷íûé âåêòîð åâêëèäîâà ïðîñòðàíñòâà H R m (r ) ex = exp (x) ýêñïîíåíòà (ôóíêöèÿ «e â ñòåïåíè èêñ») erf (z), Φ(z) èíòåãðàë âåðîÿòíîñòè, èíòåãðàë îøèáîê, ôóíêöèÿ Ëàïëàñà: 2 z erf (z ) = Φ(z ) = ∫ exp(−x 2 )dx π0 5 f ÷àñòîòà ãàðìîíè÷åñêèõ êîëåáàíèé f (x) ñêàëÿðíàÿ ôóíêöèÿ äåéñòâèòåëüíîãî àðãóìåíòà x h(t, s) èìïóëüñíàÿ õàðàêòåðèñòèêà (íåñòàöèîíàðíîé) ëèíåéíîé öåïè i, j, k, l, m, n, öåëûå ÷èñëà èëè öåëî÷èñëåííûå ïåðåìåíK, L, M, N íûå i,r j,r k, r öåëûå íèæíèå èíäåêñû îñíîâíûå i , j , k åäèíè÷íûå îðòû ôèçè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà r R 3 (r ) j ìíèìàÿ åäèíèöà: j = −1 k = ||k1, k2, k3||_ âîëíîâîé âåêòîð ïëîñêîé ãàðìîíè÷åñêîé âîëíû pα(x) ïëîòíîñòü âåðîÿòíîñòè âåëè÷èíû α êàê ôóíêöèÿ àðãóìåíòà x r, s öåëûå íèæíèå èíäåêñû âñïîìîãàòåëüíûå rαβ ñòàòèñòè÷åñêàÿ îöåíêà êîýôôèöèåíòà êîððåëÿöèè ρ αβ ñëó÷àéíûõ âåëè÷èí α è β: rαβ ≡ ρ αβ 2 sα ñòàòèñòè÷åñêàÿ îöåíêà äèñïåðñèè Dα ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû α ïî åå âûáîðêå (ýìïèðè÷åµα ) ñêàÿ äèñïåðñèÿ: sα2 ≡ D ~s îãèáàþùàÿ âûñîêî÷àñòîòíîãî ñèãíàëà signt çíàêîâàÿ ôóíêöèÿ àðãóìåíòà t : signt = 1 ïðè t > 0, signt = 0 ïðè t ≤ 0 sinc (Ωt) ôóíêöèÿ îòñ÷åòîâ: sinc (Ωt) = sin (Ωt)/(Ωt) trA ñëåä ìàòðèöû A: trA = a11 + a22 + ¾ + ann x, y, z äåéñòâèòåëüíûå ïåðåìåííûå x, y, z âåêòîðíûå ïåðåìåííûå, ìàòðèöû-ñòîëáöû, ÷èñëîâûå âåêòîðû r r r r x , y , z âåêòîðû ôèçè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà R 3 (r ) r èëè åâêëèäîâîé ïëîñêîñòè R 2 (r ) : ñîáñòâåííûå âåêòîðû, èëè âåêòîðû â ñîáñòâåííîì ñìûñëå ýòîãî ñëîâà (−∞ < x < ∞) äåéñòâèòåëüíàÿ ÷èñëîâàÿ îñü êàê ìíîæåñòâî Γ(z) ãàììà-ôóíêöèÿ (èíòåãðàë Ýéëåðà II ðîäà): à = ( 1 2 ) = π , Ã(0) = Ã(1) = 1, Ã(n + 1) = n! è ò. ä. ∆ = ∂2/∂x 2 + ∂2/∂y 2 + ∂2/∂z2 îïåðàòîð Ëàïëàñà α, β, θ äåéñòâèòåëüíûå ñëó÷àéíûå âåëè÷èíû α& , β&, θ& êîìïëåêñíûå ñëó÷àéíûå âåëè÷èíû α, β, θ âåêòîðíûå ñëó÷àéíûå âåëè÷èíû α (X ), β (X ) îøèáêè ïðèíÿòèÿ ðåøåíèÿ ñîîòâåòñòâåííî I (ëîæíîå ñðàáàòûâàíèå) è II (ïðîïóñê ñèãíàëà) ðîäà êàê ôóíêöèè ïîðîãà X αý, βý ýôôåêòèâíûå äëèòåëüíîñòü è øèðèíà ñïåêòðà ñèãíàëà α& ∗ êîìïëåêñíî-ñîïðÿæåííàÿ ñëó÷àéíàÿ âåëè÷èíà: 6 α& ∗ = (α′ + j α′′)∗ = α′ − j α′′ γ, ψ, ϕ, ϑ óãëû ìåæäó âåêòîðàìè δ(t) äåëüòà-ôóíêöèÿ Äèðàêà δij ñèìâîë Êðîíåêåðà: δij = 1 ïðè i = j; δij = 0 ïðè i≠j εj j-å ýëåìåíòàðíîå ñîáûòèå θ$ ñòàòèñòè÷åñêàÿ îöåíêà ïàðàìåòðà θ λ äëèíà ãàðìîíè÷åñêîé âîëíû; èíòåíñèâíîñòü ïóàññîíîâñêîãî ïîòîêà; ñïåêòðàëüíàÿ ïåðåìåííàÿ áàçèñíîé ôóíêöèè ϕ(x, λ) mn ) öåíòðèðîâàííûé (öåíòðàëüíûé) ìîìåíò ïîµ(αβ ðÿäêà (m + n) äâóõ ñëó÷àéíûõ âåëè÷èí α è β νj ñòàòèñòè÷åñêàÿ ÷àñòîòíîñòü ïîÿâëåíèÿ ñîáûòèÿ Aj â äàííîé âûáîðêå (u1, u2, ¾ , ui, ¾ , un) ξ(t) äåéñòâèòåëüíàÿ ñëó÷àéíàÿ ôóíêöèÿ ïåðåìåííîé t (ñëó÷àéíûé ïðîöåññ) ξ& (t ) êîìïëåêñíàÿ ñëó÷àéíàÿ ôóíêöèÿ ïåðåìåííîé t (êîìïëåêñíûé ñëó÷àéíûé ïðîöåññ) ξ(x) äåéñòâèòåëüíàÿ ñëó÷àéíàÿ ôóíêöèÿ âåêòîðíîé ïåðåìåííîé x (ñêàëÿðíîå ñëó÷àéíîå ïîëå) ξ(t ) âåêòîðíî-çíà÷íàÿ ñëó÷àéíàÿ ôóíêöèÿ ïåðåìåííîé t (âåêòîðíûé ñëó÷àéíûé ïðîöåññ) ξ( x ) âåêòîðíî-çíà÷íàÿ ñëó÷àéíàÿ ôóíêöèÿ âåêòîðíîé ïåðåìåííîé (âåêòîðíîå ñëó÷àéíîå ïîëå) %ξ(t ) îòêëîíåíèå ñëó÷àéíîé ôóíêöèè ξ(t) (èëè ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû α) îò åå ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ: ξ% (t ) = ξ(t ) − ξ(t ) ραβ êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè ñëó÷àéíûõ âåëè÷èí α è β σα ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå (ÑÊÎ) îò ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ α ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû α: σ α = (α − α )2 ϕ(t), ϕ0 òåêóùàÿ è íà÷àëüíàÿ ôàçû ãàðìîíè÷åñêîãî êîëåáàíèÿ ϕ(t, λ) áàçèñíàÿ ôóíêöèÿ ω êðóãîâàÿ ÷àñòîòà: ω = 2πf aα + b óñðåäíåíèå âûðàæåíèÿ (aα + b) ïî àíñàìáëþ ðåàëèçàöèé ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû α åñëè ïðåäåëû èíòåãðèðîâàíèÿ íå óêàçàíû, p x dx ( ) α ∫ òî èíòåãðèðîâàíèå ïðîèçâîäèòñÿ ïî âñåé îñè (−∞ < x < ∞) r r r r ∇ = i ∂ ∂x + j ∂ ∂y + k ∂ ∂z íàáëà-îïåðàòîð Ãàìèëüòîíà ПРЕДИСЛОВИЕ Ïðè ðàçðàáîòêå ìåòîäîâ ðàñ÷åòà ïðåäåëüíî äîñòèæèìûõ ýêñïëóàòàöèîííî-òåõíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ðàçëè÷íûõ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì (ÐÒÑ) èñïîëüçóþòñÿ âåðîÿòíîñòíûå ïîäõîäû ê ïîñòàíîâêå è ðåøåíèþ çàäà÷ àíàëèçà è ñèíòåçà îïòèìàëüíûõ ÐÒÑ. Ïîòðåáíîñòè ñèñòåìîòåõíè÷åñêîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ îïòèìàëüíûõ ÐÒÑ ïðèâåëè ê ðàçâèòèþ äâóõ âçàèìîäîïîëíÿþùèõ íàó÷íî-ïðèêëàäíûõ äèñöèïëèí: ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîòåõíèêè è ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîôèçèêè. Íà îñíîâå ýòèõ äèñöèïëèí ñòðîèòñÿ êîìïëåêñíàÿ äèñöèïëèíà «Ñòàòèñòè÷åñêàÿ òåîðèÿ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì». Ìàòåìàòè÷åñêèé àïïàðàò ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè ÐÒÑ ÿâëÿåòñÿ âåñüìà ñëîæíûì. Åãî èçó÷åíèå âûõîäèò çà ðàìêè òðàäèöèîííîé ìàòåìàòè÷åñêîé ïîäãîòîâêè ðàäèîèíæåíåðîâ. Ïîýòîìó âûïóñêàâøèåñÿ ðàíåå ó÷åáíûå ïîñîáèÿ ïî ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîòåõíèêå è ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîôèçèêå ïðåäíàçíà÷àëèñü â îñíîâíîì äëÿ àñïèðàíòîâ è îïûòíûõ èíæåíåðîâ-ñèñòåìîòåõíèêîâ. Òåì íå ìåíåå ïðè èçëîæåíèè òàêèõ äèñöèïëèí, êàê «Ðàäèîòåõíè÷åñêèå öåïè è ñèãíàëû», «Óñòðîéñòâà ïðèåìà è îáðàáîòêè ñèãíàëîâ», «Ðàäèîòåõíè÷åñêèå ñèñòåìû» è íåêîòîðûõ äðóãèõ, ïðåïîäàâàòåëÿì ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé âóçîâ ïðèõîäèëîñü äàâàòü ñòóäåíòàì ìèíèìàëüíî íåîáõîäèìûå ñâåäåíèÿ ïî ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè ÐÒÑ. Ýòî ïðèâîäèëî ê íåäîñòàòî÷íî ãëóáîêîìó ïîíèìàíèþ ñòóäåíòàìè ñóùåñòâà ìåòîäîâ ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîòåõíèêè è ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîôèçèêè è îñíîâàííûõ íà íèõ ñïîñîáîâ ïîñòðîåíèÿ îïòèìàëüíûõ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì. Ðàçðàáîò÷èêàì òàêèõ ðàäèîñèñòåì ïðèõîäèëîñü äîó÷èâàòüñÿ óæå íà ïðîèçâîäñòâå.  1990-õ ãã. äîñòèæåíèÿ â ñôåðå ñîçäàíèÿ ÐÒÑ âîåííîãî íàçíà÷åíèÿ íàøëè øèðî÷àéøåå ðàñïðîñòðàíåíèå â ñôåðå ðàäèîýëåêòðîííûõ ñèñòåì ìàññîâîãî ãðàæäàíñêîãî ïðèìåíåíèÿ. Ïîíÿòü ñòðóêòóðó è ôóíêöèîíèðîâàíèå òàêèõ ðàäèîñèñòåì áåç çíàíèÿ îñíîâíûõ ïîëîæåíèé ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè ÐÒÑ íåâîçìîæíî. Ïîýòîìó â Ãîñóäàðñòâåííîì îáðàçîâàòåëüíîì ñòàíäàðòå 2000 ã. (ÃÎÑ 2000) ïðåäóñìîòðåíî èçó÷åíèå ðàçëè÷íûõ ñòàòèñòè÷åñêèõ àñïåêòîâ ïîñòðîåíèÿ è ïðîåêòèðîâàíèÿ ñîâðåìåííûõ ÐÒÑ â ðàìêàõ îòäåëüíîé ñïåöèàëüíîé äèñöèïëèíû. Öåëüþ ïðåïîäàâàíèÿ äèñöèïëèíû «Ñòàòèñòè÷åñêàÿ òåîðèÿ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì» ÿâëÿåòñÿ îâëàäåíèå ñòóäåíòàìè ìåòîäàìè àíàëèçà è ñèíòåçà îïòèìàëüíûõ óñòðîéñòâ îáðàáîòêè èíôîðìàöèè â ñîâðåìåííûõ ÐÒÑ, ôóíêöèîíèðóþùèõ â óñëîâèÿõ, ïðè êî8 òîðûõ íà ðàäèîñèãíàëû âîçäåéñòâóþò ðàçëè÷íûå ñëó÷àéíûå ôàêòîðû êàê â ðàäèîòåõíè÷åñêèõ öåïÿõ è óñòðîéñòâàõ, òàê è íà òðàññàõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ðàäèîñèãíàëîâ. Ýòî äàåò âîçìîæíîñòü áóäóùåìó ðàäèîèíæåíåðó ñàìîñòîÿòåëüíî ôîðìóëèðîâàòü è ðåøàòü êîíêðåòíûå âåðîÿòíîñòíûå çàäà÷è, âîçíèêàþùèå â õîäå ðàçðàáîòêè ïåðñïåêòèâíûõ ÐÒÑ. Àâòîð íàñòîÿùåãî ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ íå ñòðåìèëñÿ ïðèâåñòè êàê ìîæíî áîëüøå ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ çà ïîñëåäíèå 60 ëåò â îáëàñòè ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîòåõíèêè è ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîôèçèêè è îïóáëèêîâàííûõ â ìíîãî÷èñëåííûõ ñïåöèàëüíûõ èçäàíèÿõ, à ïîñòàðàëñÿ ïîêàçàòü íà äîñòàòî÷íî ïðîñòûõ ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëÿõ, êàêèì îáðàçîì ýòè ðåçóëüòàòû ïîëó÷àþòñÿ è ÷òî îíè çíà÷àò ñ òî÷êè çðåíèÿ ðàäèîèíæåíåðà. Ó÷åáíîå ïîñîáèå ïîäðàçäåëÿåòñÿ ïî ñâîåìó ñîäåðæàíèþ íà ÷åòûðå ÷àñòè.  ïåðâîé ÷àñòè (ãë. 1 è 2) ïðåäñòàâëåíû ìàòåìàòè÷åñêèå îñíîâû ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè ÐÒÑ. Íà åäèíîé ìåòîäè÷åñêîé îñíîâå èçëîæåíû ýëåìåíòû òåîðèè âåðîÿòíîñòåé è ìàòåìàòè÷åñêîé ñòàòèñòèêè. Ýòà ÷àñòü ïðåäíàçíà÷åíà: äëÿ îáúåäèíåíèÿ âåðîÿòíîñòíî-ñòàòèñòè÷åñêèõ çíàíèé, ïîëó÷åííûõ ñòóäåíòàìè ðàíåå, â åäèíóþ ñïðàâî÷íî-ìåòîäîëîãè÷åñêóþ ñèñòåìó ïîíÿòèé è ìåòîäîâ; îñâîåíèÿ ñòóäåíòàìè îáùåé ìåòîäèêè ñòàòèñòè÷åñêîãî àíàëèçà è ñèíòåçà ðàçëè÷íûõ âåðîÿòíîñòíûõ ìîäåëåé; ââåäåíèÿ åäèíîé ñèñòåìû ìàòåìàòè÷åñêèõ îáîçíà÷åíèé. Âòîðàÿ ÷àñòü (ãë. 3 è 4) ïîñâÿùåíà ïîñòðîåíèþ ñ åäèíûõ ìåòîäè÷åñêèõ ïîçèöèé îñíîâíûõ âåðîÿòíîñòíûõ ìîäåëåé ñèãíàëîâ è ïîìåõ, õàðàêòåðíûõ äëÿ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì, â òîì ÷èñëå âåêòîðíûõ è ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííû́õ, à òàêæå èõ ëèíåéíûì ïðåîáðàçîâàíèÿì è ñòàòèñòè÷åñêîìó ìîäåëèðîâàíèþ íà ÖÂÌ.  òðåòüåé ÷àñòè (ãë. 5 8) íà áàçå ïîñòðîåííûõ âåðîÿòíîñòíûõ ìîäåëåé èçëîæåíû ñïîñîáû ðåøåíèÿ îñíîâíûõ çàäà÷ ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîòåõíèêè: ïîèñê, îáíàðóæåíèå, ðàçëè÷åíèå è ôèëüòðàöèÿ ñèãíàëîâ, ñòàòèñòè÷åñêîå îöåíèâàíèå èõ ïàðàìåòðîâ, ðàçðåøåíèå ïðîñòûõ è ñëîæíûõ ñèãíàëîâ. ×åòâåðòàÿ ÷àñòü (ãë. 9) ñîäåðæèò ñâåäåíèÿ ïî ñòàòèñòè÷åñêîé ðàäèîôèçèêå, íåîáõîäèìûå äëÿ àíàëèçà è ñèíòåçà îïòèìàëüíûõ ÐÒÑ: âåðîÿòíîñòíûå ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííû́å ìîäåëè âíåøíèõ ðàäèîïîìåõ è ìåòîäû ðàñ÷åòà ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ðàäèîñèãíàëîâ, ïðîøåäøèõ ñòîõàñòè÷åñêèå (ñëó÷àéíî-íåîäíîðîäíûå) òðàññû ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Èçëîæåíû òàêæå îñíîâíûå ôèçèêî-ñòàòèñòè÷åñêèå ìåòîäû ðàñ÷åòà ýôôåêòèâíûõ ïëîùàäåé ðàññåÿíèÿ ðàäèîëîêàöèîííûõ öåëåé.  êà÷åñòâå ïðèëîæåíèÿ ïðåäñòàâëåíû îñíîâíûå ïîíÿòèÿ òåîðèè îáîáùåííûõ ôóíêöèé ìåäëåííîãî ðîñòà. ВВЕДЕНИЕ Ðàäèîòåõíè÷åñêàÿ ñèñòåìà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñîâîêóïíîñòü òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ äèñòàíöèîííîãî èçâëå÷åíèÿ (èëè ðàçðóøåíèÿ) ðàäèîôèçè÷åñêîé èíôîðìàöèè, ïðåîáðàçîâàíèÿ ðàçëè÷íûõ âèäîâ èíôîðìàöèè èç îäíîé ôîðìû â äðóãóþ, ïåðåäà÷è è ïðèåìà èíôîðìàöèè ñ ïîìîùüþ ðàäèîâîëí ðàçëè÷íûõ äèàïàçîíîâ. Ñîâðåìåííûå ÐÒÑ ÿâëÿþòñÿ ñëîæíûìè òåõíè÷åñêèìè ñèñòåìàìè, âõîäÿùèìè â êà÷åñòâå ïîäñèñòåì â ðàçëè÷íûå ÷åëîâåêî-ìàøèííûå (ýðãîòåõíè÷åñêèå) èíôîðìàöèîííî-óïðàâëÿþùèå ñèñòåìû. Ñëîæíîñòü ÐÒÑ îïðåäåëÿåòñÿ íå ÷èñëîì àïïàðàòóðíûõ ýëåìåíòîâ, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ñèñòåìû, à ñïåöèôè÷åñêèìè ïðèçíàêàìè ñëîæíîñòè ðàçëè÷íûõ ñèñòåì, íàèáîëåå ñóùåñòâåííûìè èç êîòîðûõ äëÿ ÐÒÑ ÿâëÿþòñÿ: íàëè÷èå ñðåäñòâ îáåñïå÷åíèÿ öåëîñòíîñòè ñèñòåìû, öåëåíàïðàâëåííîñòü ôóíêöèîíèðîâàíèÿ è ñëàáàÿ ïðåäñêàçóåìîñòü (ñòîõàñòè÷íîñòü) ïîâåäåíèÿ ñèñòåìû. Ïîä ñèñòåìîé ïîíèìàåòñÿ öåëîñòíàÿ ñîâîêóïíîñòü îïðåäåëåííûì îáðàçîì âçàèìîäåéñòâóþùèõ ìåæäó ñîáîé ôóíêöèîíàëüíî çàêîí÷åííûõ ýëåìåíòîâ. Ýòè ýëåìåíòû ìîãóò îáúåäèíÿòüñÿ â áîëåå êðóïíûå ñîñòàâíûå ÷àñòè ñèñòåìû, íàçûâàåìûå ïîäñèñòåìàìè.  òî æå âðåìÿ äàííàÿ ñèñòåìà ìîæåò âõîäèòü êàê ñîñòàâíàÿ ÷àñòü â áîëåå êðóïíóþ ñèñòåìó, íàçûâàåìóþ íàäñèñòåìîé. Ñèñòåìà îáû÷íî íàõîäèòñÿ ïîä âîçäåéñòâèåì ðàçëè÷íûõ îáúåêòîâ åñòåñòâåííîãî è èñêóññòâåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, íå âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ñèñòåìû, íî ñóùåñòâåííî âëèÿþùèõ íà ôóíêöèîíèðîâàíèå äàííîé ñèñòåìû. Ìíîæåñòâî ýòèõ îáúåêòîâ ñîñòàâëÿåò îêðóæàþùóþ îáñòàíîâêó (ñèñòåìíóþ ñðåäó). Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ýôôåêòèâíîãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ äàííîé òåõíè÷åñêîé ñèñòåìû ìîæåò ñîçäàâàòüñÿ ñîâîêóïíîñòü âñïîìîãàòåëüíûõ òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ, êîòîðûå íåïîñðåäñòâåííî íå âõîäÿò â ñîñòàâ ñèñòåìû, à îáðàçóþò ñîîòâåòñòâóþùóþ èíôðàñòðóêòóðó ñèñòåìû. Ñîñòîÿíèå òåõíè÷åñêîé ñèñòåìû õàðàêòåðèçóåòñÿ óïîðÿäî÷åííîé ñîâîêóïíîñòüþ çíà÷åíèé åå âíóòðåííèõ è âíåøíèõ ïàðàìåòðîâ, îïðåäåëÿþùèõ ñïîñîá ôóíêöèîíèðîâàíèÿ (ðåæèì ðàáîòû) ñèñòåìû. Öåëîñòíîñòü ÐÒÑ õàðàêòåðèçóåòñÿ äîïóñòèìûì âðåìåíåì îáíàðóæåíèÿ íàðóøåíèé â ôóíêöèîíèðîâàíèè ñèñòåìû è äîíåñåíèÿ 10 èíôîðìàöèè î íåèñïðàâíîñòè ñèñòåìû äî åå ïîëüçîâàòåëåé è îïåðàòîðîâ. Îïåðàòîðû (íåïîñðåäñòâåííî îáåñïå÷èâàþùèå îïåðàòèâíóþ ðàáîòó ñèñòåìû), ïîëüçîâàòåëè è ðàäèîòåõíè÷åñêàÿ ñèñòåìà â ñîâîêóïíîñòè îáðàçóþò àíòðîïîòåõíè÷åñêóþ (÷åëîâåêî-ìàøèííóþ) íàäñèñòåìó. Àíòðîïîòåõíè÷åñêèå ñèñòåìû, â ðåçóëüòàòå ôóíêöèîíèðîâàíèÿ êîòîðûõ ïðîèñõîäèò öåëåíàïðàâëåííîå èçìåíåíèå ñîñòîÿíèÿ ìàòåðèàëüíûõ è (èëè) èíôîðìàöèîííûõ îáúåêòîâ (ïðåæäå âñåãî â ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè), íàçûâàþòñÿ ýðãîòåõíè÷åñêèìè ñèñòåìàìè (ÝÒÑ). Íàïðèìåð, àâòîìîáèëü ñ âîäèòåëåì çà ðóëåì îòíîñèòñÿ ê ïîäêëàññó òðàíñïîðòíûõ ÝÒÑ, â êîòîðûõ îïåðàòîðîì ÿâëÿåòñÿ âîäèòåëü, à ðåçóëüòàòîì ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñèñòåìû ïåðåìåùåíèå ãðóçà èëè ïàññàæèðîâ â ïðîñòðàíñòâå çà îïðåäåëåííîå âðåìÿ. Íàäñèñòåìîé â ýòîì ñëó÷àå ÿâëÿåòñÿ àâòîòðàíñïîðòíîå ïðåäïðèÿòèå, èíôðàñòóêòóðîé àâòîäîðîæíàÿ ñèñòåìà. Ýðãîòåõíè÷åñêèå ñèñòåìû, â êîòîðûõ ïðîèçâîäèòñÿ ïðåîáðàçîâàíèå è èñïîëüçîâàíèå èíôîðìàöèè, îòíîñÿòñÿ ê ïîäêëàññó èíôîðìàöèîííûõ ÝÒÑ. Äëÿ ýôôåêòèâíîãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ýòèõ ñèñòåì ñóùåñòâåííûì ÿâëÿåòñÿ ÷åëîâå÷åñêèé ôàêòîð, ò. å. ðàáîòà ÷åëîâåêà-îïåðàòîðà. Ïîýòîìó ïðè ðàçðàáîòêå òåõíè÷åñêèõ ïîäñèñòåì ÝÒÑ îáÿçàòåëüíî ó÷èòûâàþòñÿ ïñèõîôèçèîëîãè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè îïåðàòîðîâ è ïîêàçàòåëè âûïîëíåíèÿ èìè ðàçëè÷íûõ ýëåìåíòàðíûõ îïåðàöèé. Ýôôåêòèâíàÿ ðàáîòà àâòîìàòèçèðîâàííîé ÝÒÑ îáåñïå÷èâàåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùåé êîìïüþòåðèçîâàííîé èíôîðìàöèîííî-óïðàâëÿþùåé òåõíè÷åñêîé ïîäñèñòåìîé, èìåþùåé èñêóññòâåííûé èíòåëëåêò (ïðîãðàììíî-ìàòåìàòè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå) è ýðãîíîìè÷åñêè ýôôåêòèâíûå ñðåäñòâà âçàèìîäåéñòâèÿ ñ îïåðàòîðàìè ýðãîòåõíè÷åñêîé ñèñòåìû (÷åëîâåêî-ìàøèííûå èíòåðôåéñû). Òàêèì îáðàçîì, ðàäèîòåõíè÷åñêèå ñèñòåìû ÿâëÿþòñÿ òåõíè÷åñêèìè ïîäñèñòåìàìè èíôîðìàöèîííûõ ýðãîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì. ÐÒÑ ìîæíî ðàçäåëèòü íà ñëåäóþùèå òèïû: I. ÐÒÑ îáìåíà èíôîðìàöèåé; II. Èíôîðìàöèîííî-îáåñïå÷èâàþùèå ÐÒÑ; III. ÐÒÑ ôîðìèðîâàíèÿ èíôîðìàöèè (ðàäèîèçìåðèòåëüíûå ñèñòåìû); IV. ÐÒÑ, ðàçðóøàþùèå èíôîðìàöèþ (ñèñòåìû ðàäèîïðîòèâîäåéñòâèÿ è ðàäèîïîäàâëåíèÿ); V. ÐÒÑ àâòîìàòè÷åñêîãî ðàäèîóïðàâëåíèÿ. Ïðèìåðàìè ÐÒÑ I òèïà ÿâëÿþòñÿ ñîâðåìåííûå ñîòîâûå ðàäèîòåëåôîííûå ñèñòåìû îáùåãî ïîëüçîâàíèÿ, ÐÒÑ II òèïà ðàäèîñèñòåìû ãëîáàëüíîé, äàëüíåé è áëèæíåé íàâèãàöèè (ðàäèîíàâèãàöèîííûå ñèñòåìû ÐÍÑ), à òàêæå ñèñòåìû ðàäèîâåùàíèÿ, ÐÒÑ III òèïà ðàäèîëîêàöèîííûå ñèñòåìû (ÐËÑ), ÐÒÑ IV òèïà àâòîìîáèëüíûå ïîñòàíîâùèêè ðàäèîïîìåõ äëÿ ïðîòèâîäåéñòâèÿ 11 îïðåäåëåíèþ ðàáîòíèêàìè äîðîæíî-ïàòðóëüíîé ñëóæáû ñêîðîñòè äâèæåíèÿ àâòîìîáèëÿ ñ ïîìîùüþ ðàäèîýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ, ÐÒÑ V òèïà ðàäèîñèñòåìû àâòîìàòè÷åñêîãî íàâåäåíèÿ ðàêåòû íà çàäàííóþ îïåðàòîðîì öåëü.  íàñòîÿùåå âðåìÿ íàèáîëåå ñëîæíûìè è ñîâåðøåííûìè ÐÒÑ ìàññîâîãî ãðàæäàíñêîãî ïðèìåíåíèÿ ÿâëÿþòñÿ òåððèòîðèàëüíûå ñîòîâûå ñèñòåìû ñóõîïóòíîé ïîäâèæíîé ðàäèîòåëåôîííîé ñâÿçè îáùåãî ïîëüçîâàíèÿ ñòàíäàðòà GSM (Global System for Mobile communication), à â áëèæàéøåé ïåðñïåêòèâå òàêîâîé ñòàíåò âñåìèðíàÿ ñâåðõñèñòåìà ñóõîïóòíîé ïîäâèæíîé ðàäèîòåëåôîííîé ñâÿçè îáùåãî ïîëüçîâàíèÿ (Future Public Land Mobile Telephone System FPLMTS, èëè èíà÷å International Mobile Telecommunication system IMT 2000). Ñîçäàâàåìàÿ â Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè Âçàèìîóâÿçàííàÿ ñåòü ñâÿçè Ðîññèè (ÂÑÑÐ) áóäåò ñîïðÿæåíà ñî ñâåðõñèñòåìîé IMT 2000. Ñîâðåìåííàÿ ðàäèîñèñòåìà ïåðåäà÷è è ïðèåìà ñîîáùåíèé (ÐÑÏÏÑ) â îáùåì ñëó÷àå ñîñòîèò èç òðåõ ïîäñèñòåì (ðèñ. Â.1): ôîðìèðîâàíèÿ è ãåíåðèðîâàíèÿ ñèãíàëîâ (ïåðåäàò÷èêà ÏÐÄ), ïðèåìà è îáðàáîòêè ñèãíàëîâ (ïðèåìíèêà ÏÐÌ), à òàêæå ñèíõðîíèçàöèè, îáåñïå÷åíèÿ öåëîñòíîñòè è óïðàâëåíèÿ ñèñòåìîé. Ñ ïîìîùüþ àíòåííî-ôèäåðíûõ óñòðîéñòâ (ÀÔÓ ÏÐÄ ïåðåäàò÷èêà, ÀÔÓ ÏÐÌ ïðèåìíèêà) ýòè ïîäñèñòåìû äèñòàíöèîííî âçàèìîäåéñòâóþò ìåæäó ñîáîé ïîñðåäñòâîì èçëó÷åíèÿ è ïðèåìà ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí, ïðîõîäÿùèõ ðàçëè÷íûå òðàññû ðàñïðîñòðàíåíèÿ ðàäèîñèãíàëîâ. Âõîäíîé è âûõîäíîé èíòåðôåéñû ïîçâîëÿþò ðàäèîîïåðàòîðàì êîíòðîëèðîâàòü ôóíêöèîíèðîâàíèå ÐÑÏÏÑ, çàäàâàòü ðåæèìû åå ðàáîòû è ââîäèòü â ñèñòåìó êîìàíäû îïåðàòèâíîãî âîçäåéñòâèÿ. Èñòî÷íèê ñîîáùåíèé ÈÑ è ïîëó÷àòåëü èíôîðìàöèè ÏÈ ÿâëÿþòñÿ ýëåìåíòàìè ýðãîòåõíè÷åñêîé íàäñèñòåìû è âçàèìîäåéñòâóþò ñ ÐÑÏÏÑ ïîñðåäñòâîì ñîîòâåòñòâóþùèõ èíòåðôåéñîâ. Ñèñòåìíóþ ñðåäó îáðàçóþò ðàçëè÷íûå êîíñòðóêöèè, îêðóæàþùèå ÀÔÓ ÏÐÄ è ÀÔÓ ÏÐÌ, ïîäñòèëàþùàÿ ïîâåðõíîñòü òðàññû ðàñïðîñòðàíåíèÿ, ìåñòíûå ïðåäìåòû è ñîîðóæåíèÿ, íàõîäÿùèåñÿ íåäàëåêî îò òðàññû ðàñïðîñòðàíåíèÿ, ïðèçåìíûé ñëîé àòìîñôåðû (äëÿ ñïóòíèêîâûõ ÐÑÏÏÑ äîáàâëÿþòñÿ èîíîñôåðíûå ñëîè è òðîïîñôåðà, íàõîäÿùèåñÿ íà êîñìè÷åñêèõ ðàäèîòðàññàõ), èñòî÷íèêè åñòåñòâåííûõ è èñêóññòâåííûõ ðàäèîïîìåõ. Èíôðàñòðóêòóðà ÐÑÏÏÑ âêëþ÷àåò â ñâîé ñîñòàâ àíòåííî-ìà÷òîâûå ñîîðóæåíèÿ, ðåòðàíñëÿòîðû ðàäèîñèãíàëîâ ÐÒÐ, áàçîâûå ñòàíöèè, ïîäñèñòåìó ñòàöèîíàðíîé ñâÿçè áàçîâûõ ñòàíöèé èëè ðåòðàíñëÿòîðîâ (íàïðèìåð, áàçîâûõ ñòàíöèé ñîòîâîé èëè òðàíêèíãîâîé ñèñòåìû ñóõîïóòíîé ïîäâèæíîé ðàäèîñâÿçè ñ öåíòðàìè êîììóòàöèè, óïðàâëåíèÿ è îáñëóæèâàíèÿ), ïîäñèñòåìó óïðàâëåíèÿ è îáñëóæèâàíèÿ ÐÑÏÏÑ, àïïàðàòóðó è ïîìåùåíèÿ áàçîâûõ ñòàíöèé è ýòèõ öåíòðîâ è ò. ä. 12 13 Ðèñ. Â.1. Îáîáùåííàÿ ñòðóêòóðà ñîâðåìåííîé ðàäèîñèñòåìû ïåðåäà÷è è ïðèåìà ñîîáùåíèé Ðèñ. Â.2. Îáîáùåííàÿ ñòðóêòóðà ïîäñèñòåìû ôîðìèðîâàíèÿ è ãåíåðèðîâàíèÿ ñèãíàëîâ ÐÑÏÏÑ Ñîâðåìåííàÿ ÐÑÏÏÑ ôóíêöèîíèðóåò â îáùåì ñëó÷àå ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ïåðåäàâàåìûå ñîîáùåíèÿ ñèíõðîííî èëè àñèíõðîííî ïîñòóïàþò â ïîäñèñòåìó ôîðìèðîâàíèÿ è ãåíåðèðîâàíèÿ ñèãíàëîâ (ðèñ. Â.2) ÷åðåç âõîäíîé ïðåîáðàçîâàòåëü  õ Ï, êîòîðûé ïðåîáðàçóåò ñîîáùåíèÿ èñòî÷íèêà ÈÑ â ýëåêòðè÷åñêèå ñèãíàëû. Ýòè ñèãíàëû ëèáî ïîñòóïàþò èç  õ Ï â öèôðîâîì âèäå ëèáî ïðåîáðàçóþòñÿ â öèôðîâóþ ôîðìó ñ ïîìîùüþ àíàëîãî-öèôðîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ÀÖÏ. Öèôðîâûå ñèãíàëû êîäèðóþòñÿ êîäåðîì ÊÄ è ïîñòóïàþò íà ìîäóëÿòîð Ì, êîòîðûé ñ ïîìîùüþ çàäàþùåãî ãåíåðàòîðà Çà ïåðåäàò÷èêà ïðåâðàùàåò ïåðåäàâàåìûé ýëåêòðè÷åñêèé ñèãíàë â âûñîêî÷àñòîòíûå êîëåáàíèÿ, íåñóùèå ïåðåäàâàåìîå ñîîáùåíèå. Ýòè ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿ óñèëèâàþòñÿ óñèëèòåëåì ìîùíîñòè ïåðåäàò÷èêà ÓÌ ÏÐÄ è ñ ïîìîùüþ åãî àíòåííî-ôèäåðíîãî óñòðîéñòâà ÀÔÓ ÏÐÄ (ñì. ðèñ. Â.1) èçëó÷àþòñÿ â îêðóæàþùåå îêîëîçåìíîå ïðîñòðàíñòâî â ôîðìå ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ðàäèîñèãíàëîâ. Áëîê àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ ïåðåäàò÷èêîì ÁÀÓ ÏÐÄ (ñì. ðèñ. Â.2), ñâÿçàííûé ñ ïîäñèñòåìîé ñèíõðîíèçàöèè, îáåñïå÷åíèÿ öåëîñòíîñòè è óïðàâëåíèÿ ÐÑÏÏÑ, îñóùåñòâëÿåò àâòîìàòè÷åñêîå óïðàâëåíèå ðàáîòîé âñåõ ýëåìåíòîâ ïîäñèñòåìû ôîðìèðîâàíèÿ è ãåíåðèðîâàíèÿ ñèãíàëîâ â çàäàííîì ðåæèìå ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÐÑÏÏÑ. Èçëó÷åííûå ðàäèîñèãíàëû ïðîõîäÿò ïî ðàçëè÷íûì òðàññàì ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí äàííîãî äèàïàçîíà ÷àñòîò è ïîñòóïàþò íåïîñðåäñòâåííî èëè çà ñ÷åò ïåðåèçëó÷åíèÿ ðàäèîñèãíàëîâ (àêòèâíîãî, ïîëóàêòèâíîãî èëè ïàññèâíîãî) ðåòðàíñëÿòîðîì ÐÒÐ (ñì. ðèñ. Â.1) â ìåñòî ðàñïîëîæåíèÿ ïîäñèñòåìû ïðèåìà è îáðàáîòêè ñèãíàëîâ.  ïîäñèñòåìå ïðèåìà è îáðàáîòêè ñèãíàëîâ ÷àñòü ïðèõîäÿùåé ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè ïîñðåäñòâîì ÀÔÓ ÏÐÌ óëàâëèâàåòñÿ è ïðåîáðàçóåòñÿ â ïîñòóïàþùèå íà âõîä ïðèåìíèêà ÏÐÌ (ðèñ. Â.3) âûñîêî÷àñòîòíûå ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿ, êîòîðûå ñîäåðæàò 14 ïåðåäàâàåìûå îò ÈÑ ñîîáùåíèÿ. Ïðèåìíèê ÏÐÌ îòôèëüòðîâûâàåò íóæíûå âûñîêî÷àñòîòíûå êîëåáàíèÿ è ïîäàåò èõ íà äåìîäóëÿòîð ÄÌ, êîòîðûé, èñïîëüçóÿ âûñîêî÷àñòîòíûå êîëåáàíèÿ çàäàþùåãî ãåíåðàòîðà Çà ïðèåìíèêà, âûäåëÿåò îæèäàåìîå ñîîáùåíèå â ôîðìå, íàïðèìåð, öèôðîâûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ñèãíàëîâ. Ýòè ýëåêòðîñèãíàëû ïîñòóïàþò â äåêîäåð ÄÊÄ, óñòðîéñòâî çàäåðæêè ÓÇ è óñòðîéñòâî îáíàðóæåíèÿ ÓÎ. Åñëè óñòðîéñòâî ÓÎ îáíàðóæèâàåò â ïðèíÿòîì ýëåêòðîñèãíàëå îæèäàåìûé (ïîëåçíûé) ñèãíàë, òî îíî ïðîïóñêàåò ýëåêòðîñèãíàëû èç äåêîäåðà ÄÊÄ íà öèôðîàíàëîãîâûé ïðåîáðàçîâàòåëü ÖÀÏ, à èç óñòðîéñòâà çàäåðæêè ÓÇ íà èçìåðèòåëü ïàðàìåòðîâ ñèãíàëîâ ÈÏÑ. Àíàëîãîâûå ñèãíàëû èç ÖÀÏ è öèôðîâûå ýëåêòðîñèãíàëû èç ÈÏÑ ïîñòóïàþò íà âûõîäíîé ïðåîáðàçîâàòåëü ÂûõÏ, êîòîðûé ôîðìèðóåò ïðèõîäÿùóþ èíôîðìàöèþ è ïðåîáðàçóåò åå ê âèäó, óäîáíîìó äëÿ âîñïðèÿòèÿ ïîëó÷àòåëåì èíôîðìàöèè ÏÈ. Áëîê àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ ïðèåìíèêîì ÁÀÓ ÏÐÌ âûïîëíÿåò ôóíêöèè, àíàëîãè÷íûå ôóíêöèÿì ÁÀÓ ÏÐÄ (ñì. ðèñ. Â.2). Ïîäñèñòåìà ñèíõðîíèçàöèè, îáåñïå÷åíèÿ öåëîñòíîñòè è óïðàâëåíèÿ ÐÑÏÏÑ ìîæåò èñïîëüçîâàòü îòäåëüíûé (âûäåëåííûé) êàíàë ðàäèîñâÿçè, ëèáî îäèí èç ðàáî÷èõ ðàäèîêàíàëîâ ÐÑÏÏÑ, ëèáî ñèãíàëû äðóãîé ÐÒÑ. Ïðè òàêîì ïîñòðîåíèè ÐÑÏÏÑ êàæåòñÿ âîçìîæíûì îáåñïå÷åíèå ïîëíîé äåòåðìèíèðîâàííîñòè (îïðåäåëåííîñòè) ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñèñòåìû. Íàïðèìåð, ïðè ïîñòåïåííîì óäàëåíèè ïðèåìíèêà îò ìåñòà ðàñïîëîæåíèÿ ïåðåäàò÷èêà áëîê ÁÀÓ ÏÐÄ ìîæåò ñîîòâåòñòâóþùèì îáðàçîì ïîâûøàòü ìîùíîñòü ïåðåäàò÷èêà ÏÐÄ, Ðèñ. Â.3. Îáîáùåííàÿ ñòðóêòóðà ïîäñèñòåìû ïðèåìà è îáðàáîòêè ñèãíàëîâ ÐÑÏÏÑ 15