Устройства вычислительной техники для цифровой обработки сигналов, аппроксимированных цепями Маркова, в системе остаточных классов

• Автор: Иванова, Надежда Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1.1. Применение аппарата дискретных цепей Маркова

в цифровой обработке сигналов.

1.2. Математические основы системы счисления в остаточных классах.

1.3. Обзор научных публикаций, посвященных вопросам применения СОК при проектировании цифровых устройств обработки сигналов
Глава
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ, АППРОКСИМИРОВАННЫХ ЦЕПЯМИ МАРКОВА, НА ОСНОВЕ СОК

2.1. Выбор базиса оснований СОК.

2.2. Кодирование вычетами марковских сигналов.

2.3. Алгоритм обработки марковских сигналов в одноступенчатой СОК

2.4. Алгоритм обработки марковских сигналов в многоступенчатой СОК

Глава
СИНТЕЗ УСТРОЙСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ МАРКОВСКИХ СИГНАЛОВ В СОК
3.1. Схема цифровой обработки сигналов в СОК
3.2. Реализация блоков шифрации
и дешифрации сигналов в устройствах ЦОС в СОК.
3.3. Синтез устройства обработки марковских сигналов
в одноступенчатой СОК.
3.4. Синтез устройства обработки марковских сигналов
в многоступенчатой СОК
3.5. Оценка аппаратурных затрат на реализацию устройств
цифровой обработки марковских сигналов
3.6. Оценка быстродействия устройств цифровой обработки марковских сигналов в СОК.
Глава
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ МАРКОВСКИХ СИГНАЛОВ В СОК.
4.1. Моделирование последовательностей, связанных цепями Маркова
4.2. Программный модуль формирования
оптимальных наборов оснований СОК.
4.3. Программный модуль вычисления начальных
и переходных вероятностей цепей Маркова в каналах СОК.
4.4. Программный модуль вычисления весовых функций в каналах СОК.
4.5. Программный модуль вычисления ортогональных базисов СОК
4.6. Моделирование устройств обработки марковских сигналов в СОК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АЦП аналогоцифровой преобразователь
ВТ вычислительная техника
ДШ дешифратор
ДСОК двухступенчатая СОК
ЛС логическая схема
МД матрица дизъюнкций
МК матрица конъюнкций
МПУ микропроцессор управления
МС марковский сигнал сигнал, аппроксимированный цепыо Маркова
МСОК многоступенчатая СОК
ОП оптимальный приемник
ОС опорная схема
ОСОК одноступенчатая СОК
ППЗУ перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство ПСС позиционная система счисления СОК система остаточных классов ЦФ цифровой фильтр
ВВЕДЕНИЕ


Пушкова РАН СПбФ ИЗМИРАН и использованы в ОАО Концерн ЦНИИ ЭЛЕКТРОПРИБОР г. СанктПетербург в рамках выполняемых научноисследовательских и опытноконструкторских работ, что подтверждено соответствующими актами. Научные и практические результаты работы используются в учебном процессе на кафедре информационновычислительных систем ФГБОУ ВПО Марийский государственный технический университет и кафедре математического и аппаратного обеспечения информационных систем ФГБОУ НПО Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова для студентов по специальности Вычислительные машины, комплексы, системы и сети направления Информатика и вычислительная техника. Методика вычисления начальных и переходных вероятностей цепи Маркова в каналах СОК. Алгоритмы обработки цифровых сигналов, аппроксимированных цепями Маркова, на основе одноступенчатой и многоступенчатой СОК. Функциональные схемы устройств, предназначенных для обработки марковских сигналов на основе одноступенчатой и многоступенчатой СОК результаты анализа их аппаратурных затрат и быстродействия. Результаты компьютерного моделирования разработанных устройств обработки марковских сигналов в СОК в среде МааЬБтиНпк. Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 4 страницах текста компьютерной верстки, содержит рисунок и таблиц, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 0 наименований и приложения. В первой главе рассмотрены вопросы применения аппарата дискретных цепей Маркова в ЦОС приведены математические основы системы счисления в остаточных классах проанализированы публикации, посвященные вопросам применения СОК в устройствах ВТ. Во второй главе получены алгоритмы обработки МС в одноступенчатой и трехстуненчатой СОК. Описаны основные этапы обработки цифровых сигналов в СОК. Составлены критерии выбора оснований СОК. Маркова в каналах СОК. В третьей главе разработаны функциональные схемы цифровой обработки МС в одноступенчатой и трехступенчатой СОК. Рассмотрены основные функциональные узлы устройств цифровой обработки сигналов в СОК и способы реализации блоков шифрования представления сигнала в СОК и дешифрования перевод результат фильтрации в ПСС. Предложено использование разработанных в диссертации схемшаблонов для сокращения аппаратурных затрат при реализации блоков шифрации на логических элементах. Получена оценка аппаратурных затрат и быстродействия при реализации устройств обработки сигналов, аппроксимированных двух и трехсвязными цепями Маркова, в одноступенчатой и многоступенчатой СОК. В четвертой главе в рамках компьютерного моделирования проведен сравнительный анализ результатов обработки МС в СОК и ПСС. Построены модели устройств обработки МС в одноступенчатой и двухступенчатой СОК в среде тиПпкМа1ЬаЬ. Разработано прикладное программное обеспечение на языке высокого уровня в системе МааЬ, предназначенное для вычисления оптимальных наборов оснований СОК, начальных, переходных вероятностей и весовых коэффициентов в каналах СОК, ортогональных базисов. В заключении приведены основные результаты, полученные при выполнении диссертационной работы. В приложении приведены тексты разработанных программ. Большинство физических явлений являются стохастическими, или случайными. Для их описания и исследования применяются статистические методы. При описании случайных процессов в основном используется нормальный закон распределения, который достигается на больших выборках. Но далеко не все случайные физические явления подчиняются нормальному гауссовскому закону распределения. Наиболее адекватной является аппроксимация сигналов и помех векторными непрерывными или дискретными марковскими процессами 3. С. 3. Цепь Маркова является одним из видов марковских процессов, у которого областью значения и областью определения являются дискретные множества. Простая цепь Маркова с конечным числом состояний и дискретным временем определяется следующим образом .