Теоретические основы технологий передачи и обработки информации и сигналов. Рубрика в журнале - Инфокоммуникационные технологии
Статья обзорная
Рассмотрена систолическая модель, реализующая ортогональные преобразования сигналов в расширенных полях Галуа GF(pv) на основе полиномиальной системы классов вычетов. Доказана возможность построения отказоустойчивых непозиционных спецпроцессоров ЦОС, способных сохранять работоспособное состояние за счет реконфигурации структуры при возникновении отказов.
Бесплатно
Применение слепой обработки сигналов для подавления шумов спеклов в лазерной триангуляции
Статья научная
Одним из наиболее часто применяемых в последнее время методов бесконтактного измерения геометрического профиля объекта является метод лазерной триангуляции. Основной проблемой применения данного метода является наличие шумов спеклов, из-за которых происходит ухудшение точности измерения. Сложность борьбы с подобными шумами заключается в том, что они носят случайный характер и зависят от измеряемой поверхности. Применение классических методов фильтрации применяемых в задачах обработки изображений в данном случае невозможно, так как приводит к увеличению погрешности. Выходом из данной ситуации служит применение методов слепой обработки, в частности методов слепого разделения сигналов, которые вносят лишь незначительные искажения в измерения.
Бесплатно
Принципы проектирования перспективных систем защиты информации
Статья научная
Рассматриваются особенности применения ме- тода статистического имитационного моделирова- ния (СИМ) при проектировании систем защиты (СЗ) конфиденциальной информации (КИ).
Бесплатно
Проблема генерирования псевдослучайных последовательностей составных распределений для имитации СМО
Статья научная
В данной статье представлены полученные результаты по разработке генератора псевдослучайных последовательностей для имитационного моделирования СМО с гиперэрланговским входным распределением второго порядка. В зарубежной и русскоязычной научной литературе, включая веб-ресурсы, данные в этой предметной области авторами не обнаружены. Известно, что этот закон распределения является наиболее общим распределением непрерывной неотрицательной случайной величины с широким диапазоном изменения коэффициента вариации. Последний играет важную роль при оценке задержки требований в очереди в системах массового обслуживания, т. к. средняя задержка требований в очереди связана с коэффициентами вариаций интервалов поступлений и обслуживания квадратичной зависимостью. Использование указанного распределения более высокого порядка затруднительно для вывода решения для среднего времени ожидания из-за нарастающей вычислительной сложности. Для гиперэрланговского закона распределения второго порядка авторами ранее получены численно-аналитические результаты на основе метода спектрального решения интегрального уравнения Линдли. В статье представлены полученные алгоритм и программа на GPSS WORLD для имитации функционирования СМО с гиперэрланговским входным распределением. Адекватность полученных результатов подтверждена сравнением результатов имитации с результатами численного моделирования в среде Mathcad. Авторы надеются, что представленные результаты будут востребованы специалистами в области имитационного моделирования в среде GPSS WORLD.
Бесплатно
Статья научная
Расчет энтропии длинных кодировок букв осмысленного русского языка по Шеннону технически невозможен при существующих ограничениях на вычислительные ресурсы. На примере биометрических данных доказывается, что энтропия низкой размерности зависимых кодов связана с энтропией высоких размерностей экспоненциально. Как следствие, энтропия длинных кодовых последовательностей, порождаемых естественными и искусственными языками, описывается суперпозицией экспоненты и линейной составляющей. Последнее позволяет легко оценивать предельную избыточность естественных и искусственных языков.
Бесплатно
Статья научная
Разработана структурная схема комплекса прогнозирования помехоустойчивости систем спутниковой связи по результатам мониторинга мелкомасштабных вариаций полного электронного содержания ионосферы в помощью двухчастотного приемника спутниковой навигации и расчета индекса мерцаний принимаемого сигнала.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье приводятся полученные результаты по оценке качества представленных в [1; 2] программных генераторов псевдослучайных последовательностей для имитационного моделирования систем массового обслуживания, включающих гиперэрланговское и гиперэкспоненциальное распределения второго порядка, что является логическим продолжением указанных работ. Эти законы распределения востребованы в теории массового обслуживания, как обеспечивающие большой диапазон изменения коэффициента вариации, играющего важную роль при расчете средней задержки в очереди. В научной литературе, а также в самой библиотеке GPSS WORLD отсутствуют данные по таким генераторам. Оценка качества программных генераторов независимо от языка программирования обычно проводится на основе статистических тестов. При этом используются критерии согласия Пирсона или Колмогорова-Смирнова. Кроме того, сравниваются между собой теоретические и статистические моменты соответствующего порядка. В отличие от простых законов распределений, для которых применение вышеназванных статистических тестов предусмотрено в известных программных продуктах и не вызывает никаких затруднений, в нашем случае использование автоматического тестирования исключено. В известных пакетах STATISTICA, STATGAPHICS, Matlab/Simulink и др. не предусмотрено использование рассматриваемых нами гиперэрланговского и гиперэкспоненциального законов распределений. Поэтому статистический тест Пирсона вычисляется и проверяется вручную. Представленные результаты должны быть полезны специалистам по дискретно-событийному моделированию в среде GPSS WORLD.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Распознавание симметрии полутоновых изображений с помощью интегрального преобразования
Статья научная
Предлагается метод распознавания групп симметрий полутоновых изображений, основанный на использовании специального интегрального преобразования.
Бесплатно
Реализация дискретного вейвлет-преобразования в системе остаточных классов специального вида
Статья научная
В статье предложен метод проектирования вейвлетных фильтров в СОК. Показано, что СОК обладает большим потенциалом для увеличения производительности фильтров, так как в рассматриваемой задаче требуется выполнение только операций сложения и умножения, которые можно очень быстро вычислять в модулярной форме. На примере фильтра Добеши Db4 показано, как можно преобразовать коэффициенты из позиционной системы счисления в СОК. Результаты моделирования показали, что ошибка округления, неизбежно возникающая при таком переходе, не вызывает значимых отклонений в работе фильтра.
Бесплатно
Реализация многоканальных фильтров в системе остаточных классов
Статья научная
Основным способом цифровой обработки сигналов в современной науке является фильтрация. Наиболее изученными на сегодняшний день являются двухканальные цифровые фильтры. В данной статье рассмотрены многоканальные цифровые фильтры. Показаны прямая и многофазная реализации таких фильтров, а также их некоторые свойства. Предложен способ реализации многоканальных фильтров в системе остаточных классов, что позволяет организовать вычисления параллельно, для повышения производительности систем цифровой обработки сигналов в целом.
Бесплатно
Реализация фильтра повышения резкости в системе остаточных классов на FPGA
Статья научная
В статье предложена эффективная реализация фильтра повышения резкости на основе оператора Лапласа в системе остаточных классов (СОК). Показано, что использование приближенного метода для выполнения проблемных операций в СОК позволяет получить существенный выигрыш. Исследован вопрос о выборе динамического диапазона для реализации фильтра. Проведено моделирование на FPGA Xilinx Kintex 7, получено количество используемых слайсов и максимальная частота работы схемы.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе рассмотрено решение для фундаментальной моды ступенчатого оптического волоконного волновода из кварцевого стекла, учитывающее все составляющие зависимости показателя преломления материала от пиковой мощности оптического излучения вследствие нелинейности Керра. Методом приближения Гаусса для фундаментальной моды в аналитическом виде получены формула для постоянной распространения и характеристическое уравнение относительно эквивалентного радиуса пятна моды, которые учитывают все составляющие показателя преломления материала световода, обусловленные нелинейностью Керра. Для ряда примеров приведены результаты вычислений зависимостей эквивалентного радиуса пятна моды и постоянной распространения моды от мощности оптического излучения при условии распространения в световоде только фундаментальной моды. Показано, что в этом случае с погрешностью менее 0,1% зависимость постоянной распространения фундаментальной моды от мощности оптического излучения может быть аппроксимирована полиномом второй степени. Для рассмотренных примеров волоконных волноводов из кварцевого стекла получены значения коэффициентов аппроксимации.
Бесплатно
Самоподобие трафика мультисервисных сетей связи: мифы и реальность
Статья научная
Статья посвящена рассмотрению возможностей применения моделей самоподобных процессов для аналитического исследования систем обслуживания трафика в мультисервисных сетях связи. Во введении отмечается широкое использование аналитических моделей систем массового обслуживания при исследовании трафика сетей связи. Указано на невозможность применения моделей пуассоновского потока для аналитического исследования современных мультисервисных сетей с пакетной коммутацией. Отмечается, что заявки в таких сетях сильно коррелированы, и даже непуассоновские распределения вероятностей интервалов между заявками без учета их корреляционных свойств приводят к существенным ошибкам при анализе очередей в системах массового обслуживания. Указано на то, что самоподобные процессы, хорошо отражающие длительные корреляционные зависимости в трафике мультисервисных сетей, ввиду сложности модели, не могут служить основой для аналитического исследования процессов передачи информации в телекоммуникационных сетях.
Бесплатно
Селективные свойства неоднородного слоя полупроводниковой плазмы
Статья научная
Статья посвящена исследованию с помощью численных методов частотно-избирательных свойств полупроводникового слоя плазмы с неоднородной концентрацией частиц
Бесплатно
Сетевое исчисление Network Calculus. Часть 1. Теоретические основы
Статья научная
В первой части статьи приводится обзор базовых принципов перспективного направления моделирования и анализа инфокоммуникационных сетей и систем - теории сетевого исчисления Network Calculus. Указаны трудности, возникающие при попытке применить классическую теорию массового обслуживания к исследованию характеристик современных мультисервисных пакетных сетей. Показано отличие теории сетевого исчисления от теории массового обслуживания. Приведены пять основных свойств теории сетевого исчисления, позволяющие анализировать любую инфокоммуникационную сеть или систему. Представлены история возникновения и современное состояние теории. Кратко описана математическая основа сетевого исчисления. Рассмотрены основные положения двух направлений теории - детерминированного и стохастического. По каждому направлению определены базовые понятия - кривая поступления и кривая обслуживания, а также основные характеристики - задержка пакетов и загрузка узла сети. Указаны открытые вопросы и нерешенные проблемы. Во второй части статьи будут рассмотрены различные примеры практического применения теории Network Calculus к анализу инфокоммуникационных сетей и систем.
Бесплатно
Сетевое исчисление Network Calculus. Часть 2. Практическое применение
Статья научная
В первой части статьи был приведен обзор базовых принципов перспективного направления моделирования и анализа инфокоммуникационных сетей и систем - теории сетевого исчисления (Network Calculus). Во второй части статьи рассмотрены примеры практического использования теории Network Calculus для исследования инфокоммуникационных сетей и систем. Дано качественное сравнение оценок задержек трафика в системе массового обслуживания, полученных с использованием методов теории массового обслуживания, теории сетевого исчисления и имитационного моделирования, с задержками в реальной системе. Приведены результаты использования сетевого исчисления для оценки граничных характеристик качества обслуживания трафика в наиболее перспективных инфокоммуникационных сетях. Описаны особенности применения детерминированного сетевого исчисления для оценки сквозных задержек в сенсорных сетях и верхних границ очередей в буферах контроллера и коммутаторов программно-конфигурируемых сетей. Показано применение теории стохастического сетевого исчисления для получения граничных оценок сквозных задержек в мобильных сетях LTE для потоков трафика реального и нереального времени.
Бесплатно
Статья научная
Особенностью процесса обмена информацией в сетях передачи данных в сложной помеховой обстановке является его случайность. Традиционно такой процесс моделируется на основе аппарата теории конечных марковских цепей. При этом классический подход к определению характеристик процесса доведения сообщений не позволяет учитывать реальное время. Данный недостаток устраняется с использованием метода фиктивных состояний. В настоящей работе на базе системного анализа выявлены закономерности построения матрицы переходных вероятностей поглощающей конечной марковской цепи с использованием метода фиктивных состояний при моделировании процесса доведения пакетов сообщений в сетях передачи данных с соединением типа «точка-точка». Закономерности построения позволили сформулировать правила автоматизированного синтеза данной матрицы. Рассмотрено использование предложенных правил для нахождения вероятностно-временных характеристик информационного обмена между узлами сети.
Бесплатно
Синтез новых канонических структур рекурсивных цифровых фильтров второго порядка
Статья научная
Предлагается методика синтеза структур рекурсивных цифровых фильтров (ЦФ) второго порядка с передаточной функцией общего вида с минимальным числом узлов, блоков умножения и блоков задержки.
Бесплатно
Система массового обслуживания HE2/HE2/1
Статья научная
Статья посвящена теоретическому анализу системы массового обслуживания HE2/HE2/1 типа G/G/1 с гиперэрланговскими входными распределениями второго порядка. Ставится задача получения решения для среднего времени ожидания требований в очереди. Для этого использованы метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли (ИУЛ) и метод моментов. Показано, что гиперэрланговский закон распределения HE2 и гиперэкспоненциальный H2, могут определяться как двумя, так и тремя первыми моментами. Предложен механизм аппроксимации гиперэрланговским законом произвольных распределений с помощью метода моментов. Выбор такого закона распределения вероятностей обусловлен тем, что его коэффициент вариации больше , и охватывает более широкий диапазон, чем у гиперэкспоненциального закона распределения, для которого коэффициент вариации больше единицы. Метод спектрального разложения решения ИУЛ для системы массового обслуживания HE2/HE2/1 позволяет получить резулдьтат в замкнутой форме. Полученная формула для среднего времени ожидания для системы HE2/HE2/1 дополняет и расширяет известную формулу для среднего времени ожидания в системе с произвольными законами распределений интервалов входного потока и времени обслуживания G/G/1.
Бесплатно
