Модельно-ориентированное проектирование адаптивного коррелятора

Рассмотрен способ разработки программируемого устройства, основанный на модельно-ориентированном проектировании. Приведен пример использования данного способа при разработке как классического коррелятора с перемножением сигналов, накоплением и фиксированным порогом, так и для адаптивного коррелятора, на который недавно был выдан патент и который обеспечивает постоянный уровень ложных тревог. Впервые получены аналитические выражения для расчета вероятности ложной тревоги для малых выборок наблюдения. Эти аналитические расчеты с их верификацией моделированием выполнены в MATLAB, что является надежной основой для проверки работоспособности нового адаптивного программируемого корреляционного устройства..

В недавно выпущенной книге по модельно-ориентированному проектированию программируемых радиотехнических устройств рассмотрены различные примеры такого проектирования адаптивных устройств, в том числе и обнаружителей с адаптивным порогом. В данном случае адаптивный порог добавлен в двухканальный корреляционный обнаружитель, что в соответствии с полученным недавно на него патентом можно рассматривать как важное дополнение к отмеченной книге.
С чего мы начнем наше проектирование? Конечно с создания модели корреляторов в MATLAB. В случае нелинейных преобразований радиолокационных сигналов в корреляторах особенно при малых выборках наблюдении возникают большие трудности при использовании моделирования для расчета порогов при малых вероятностях ложных тревог. Моделирование даже при большом числе испытаний для малых значений вероятностей ложных тревог не обеспечивает требуемую точность расчетов. В таких случаях может помочь аналитический подход. В данном исследовании впервые получены аналитические выражения, рассчитанные в MATLAB для малых вероятностей ложной тревоги при малых (4,8) выборках наблюдения как для классического коррелятора с перемножением сигналов и накоплением и фиксированным порогом, так и для адаптивного коррелятора, который обеспечивает постоянный уровень ложных тревог. Моделирование в MATLAB при таком раскладе использовалось для верификации результатов аналитических расчетов в допустимых пределах точности расчета вероятностей ложных тревог и для преобразования программы из MATLAB в СИ для программируемого микроконтроллера.
Если создание модели коррелятора в MATLAB не составляет труда, то основное внимание в данном исследовании было сосредоточено на аналитическом подходе, без которого не рассчитать корректно пороги для вероятности ложной тревоги меньше 0,001.