Оптимальной решающей схемой будет такая, которая обеспечивает минимум среднего риска. Критерий минимального риска относится к классу так называемых байесовых критериев.
В радиолокации широко используется критерий Неймана-Пирсона. При выборе этого критерия учитывается, во-первых, что ложная тревога и пропуск цели не являются равноценными по своим последствиям, и, во-вторых, что неизвестна априорная вероятность передаваемого сигнала. Если пропуск цели является более нежелательным, то можно задать некоторую величину допустимой вероятности ложной тревоги и потребовать, чтобы решающая система максимизировала вероятность правильного обнаружения
(или, что то же самое, минимизировала вероятность пропуска
).
Согласно критерию Неймана-Пирсона приемник является оптимальным в том случае, если при заданной вероятности ложной тревоги
он обеспечивает наибольшую вероятность правильного обнаружения:
Можно показать, что критерий Неймана-Пирсона приводит к следующему правилу решения: цель считается обнаруженной, если
где – некоторое число, определяемое допустимой вероятностью ложной тревоги
.
9.3. Оптимальный приемник полностью известных сигналов. Приемник Котельникова
Рассмотрим систем у передачи информации, в которой передаются два сигнала и
одинаковой длительности
, произвольной (но известной) формы, априорные вероятности
и
; помехи в канале флуктуационные, ФВП которых имеет вид гауссовского закона
где – дисперсия (мощность) помех.
Задан критерий оптимального приема: идеальный наблюдатель (или наблюдатель В.А.Котельникова), который минимизирует среднюю вероятность ошибки
Найдем оптимальное правило решения и структурную схему оптимального приемника (оптимального РУ) для указанных выше условий передачи сигналов и
.
1. Для решения задачи используем общее для приемников двоичных сигналов правило решения (9.7). В рассматриваемом случае
Если , то принимается решение в пользу сигнала
, иначе
.
Для упрощения решения положим вначале, что ; тогда
. В этом случае критерий идеального наблюдателя совпадает с критерием максимального правдоподобия.
2. Для определения функции правдоподобия и
, которые при произвольной длительности сигналов
будут многомерными. Предположим, что на вход приемника поступает сигнал
например, рис. 9.4.