МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Достоинства цифровых методов представления, обработки, передачи и хранения информации, бурное развитие элементной базы - все это способствует тому, что цифровые методы обработки и передачи информации стали основным направлением развития телекоммуникационных систем. Эффективность методов цифровой обработки сигналов (ЦОС), составляющих основу многих ИТ, полностью определяется математической моделью ЦОС.
Существующая в последние годы тенденция в цифровой вычислительной технике к распараллеливанию вычислений связана с непрерывным ростом требований к производительности вычислительных устройств ЦОС.
Однако предъявляемые жесткие временные ограничения и отсутствие высокопроизводительной нейросетевой базы ЦОС является основным сдерживающим фактором широкого внедрения методов цифрового преобразования сигналов в системах передачи речи со сжатием, статистическим уплотнением, пакетной коммутацией, IP-телефонии и других инфотелекоммуникационных системах.
При анализе сигналов и цифровых методах их обработки особое внимание привлекают ортогональные преобразования благодаря простоте вычисления координат разлагаемых функций в прострaнcтве. Такие преобразования определены над полем комплексных чисел,
где - поворачивающий коэффициент;
x(n)- количество отсчетов, k=0,...,N-1, n=0,...,N-1.
Известно, что реализация прямого и обратного ДПФ предопределяет значительные погрешности при вычислении значений спектральных коэффициентов в поле комплексных чисел. С этой точки зрения наиболее привлекательными являются преобразования, определенные над расширенным полем Галуа GF(pv). Так как элементы поля представляют собой целочисленные элементы расширенного поля Галуа, то при реализации выражений (1) и (2 будут полностью отсутствовать шумы округления [1-3].
Рассмотрим возможность выполнения обобщенного ДПФ в расширенных полях Галуа с использованием конечных полиномиальных колец, полученных с помощью неприводимых полиномов.
Пусть имеем конечное кольцо полиномов P(z), с коэффициентами в виде элементов поля GF(p), определяющего точность вычисления ортогональных преобразований сигналов. Положим, что данное кольцо разлагается в виде P(z) = P1(z) + P2(z) +...+ Pk(z), где P1(z) - локальное кольцо полиномов, образованных неприводимым полиномом pl(z) над полем GF(p); l=1, ...,k. Тогда справедлива теорема.
Теорема: Пусть P(z) - конечное кольцо полиномов с коэффициентами поля GF(p) представляет собой прямую сумму локальных колец полиномов
P(z) = P1(z) + P2(z) +...+ Pm(z),
Тогда в данной системе существует ортогональное преобразование, представляющее собой обобщенное ДПФ, если выполняются следующие условия:
- β 1(z) - первообразный элемент порядка d для локального кольца p1(z), где l=1, ...,m.
- d имеет мультипликативный обратный элемент d*.
Доказательство: Ортогональное преобразование является обобщенным ДПФ для кольца вычетов P(z) если существуют преобразования вида
над конечным кольцом p 1(z).
Полученная циклическая группа имеет порядок d. Поэтому дискретное преобразование Фурье над p1 (z) можно обобщить над кольцом P(z), если конечное кольцо p1 (z) содержит корень d-ой степени из единицы и d имеет мультипликативный обратный элемент d*, такой что справедливо
d*d=pv-1. (5)
Доказательство закончено.
Основным преимуществом теоремы является возможность организации ортогональных преобразований сигналов на основе обобщенного ДПФ в расширенных полях Галуа при различных значениях разрядности сетки, задаваемой значением конечного кольца P(z). При этом вычисления организуются параллельно, независимо друг от друга, что значительно повышает быстродействие ЦОС.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- Калмыков И.А. Математические модели нейросете-вых отказоустойчивых вычислительных средств, функционирующих в полиномиальной системе классов вычетов/ Под ред. Н.И. Червякова. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 276 с
- Калмыков И.А., Чипига А.Ф. Структура нейронной сети для реализации цифровой обработки сигналов повышенной разрядности/Вестник Ставропольского Государственного Университета,2004, Выпуск №38 с.46-50.
- Элементы применения компьютерной математики и нейроинформатики/Н.И. Червяков, И.А. Калмыков И.А., В.А. Галкина, Ю.О. Щелкунова, А.А. Шилов; Под ред. Н.И. Червякова. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 216с.
Работа представлена на заочную научную электронную конференцию «Современные проблемы науки и образования» 15-20 ноября 2008 г. Поступила в редакцию 13.01.09
Статья в формате PDF
112 KB...
22 04 2026 6:16:38
Статья в формате PDF
295 KB...
21 04 2026 9:54:11
Статья в формате PDF
146 KB...
20 04 2026 4:39:21
Статья в формате PDF
193 KB...
19 04 2026 1:38:37
Статья в формате PDF
90 KB...
18 04 2026 0:36:56
Статья в формате PDF
267 KB...
17 04 2026 10:33:36
Статья в формате PDF
301 KB...
16 04 2026 22:54:36
Статья в формате PDF
187 KB...
15 04 2026 8:14:27
Статья в формате PDF
544 KB...
14 04 2026 5:26:17
Статья в формате PDF
133 KB...
13 04 2026 3:43:31
Статья в формате PDF
106 KB...
12 04 2026 9:14:40
Статья в формате PDF
576 KB...
10 04 2026 11:44:15
Статья в формате PDF
90 KB...
09 04 2026 4:15:14
Статья в формате PDF
114 KB...
08 04 2026 4:28:30
Статья в формате PDF
106 KB...
07 04 2026 10:29:12
В миниобзоре приведены современные тренды изучения роли окислительного стресса в патогенезе хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Показано, что развитие окислительного стресса происходит синхронно с дисбалансом в системе протеазы/антипротеазы и взаимосвязано с нарушением обмена железа. Приведены данные, демонстрирующие нарушение регуляции антиоксидантной защиты при ХОБЛ. Показана взаимосвязь между развитием окислительного стресса и воспалением. Обсуждается гипотеза о взаимосвязи окислительного стресса, хронического воспаления и старения в механизме патогенеза ХОБЛ.
...
06 04 2026 13:53:31
Статья в формате PDF
311 KB...
05 04 2026 8:41:18
Статья в формате PDF
122 KB...
04 04 2026 7:29:14
Статья в формате PDF
194 KB...
03 04 2026 10:55:48
Способ относится к гидрологии суши и инженерной экологии, может быть использовано при экологическом мониторинге антропогенных воздействий на загрязнение родников. Выявлены биотехнические закономерности динамики в реальном режиме времени по суткам два основных показателя (как и в прототипе, период наполнения мерного сосуда и объемный расход родниковой воды), но применительно не к роднику в целом, а только к его отдельным водотокам. Разделение родника на естественные водотоки позволяет расширить функциональные возможности способа и повысить точность измерений.Впервые способ позволяет проводить фундаментальные гидрометрические измерения родника в гидрологической структуре его водотоков. Повышение точности измерений по времени наполнения мерного сосуда секундомером и расчета объемного расхода воды каждым водотоком родника обеспечивается измерениями в реальном режиме времени.
...
01 04 2026 14:36:52
Статья в формате PDF
134 KB...
31 03 2026 11:16:54
Статья в формате PDF
125 KB...
30 03 2026 17:46:43
Статья в формате PDF
317 KB...
29 03 2026 18:52:57
Статья в формате PDF
121 KB...
28 03 2026 4:44:27
Статья в формате PDF
125 KB...
27 03 2026 6:58:26
Статья в формате PDF
173 KB...
26 03 2026 10:11:42
Статья в формате PDF
99 KB...
24 03 2026 12:17:43
Стромальная закладка краниальных брыжеечных лимфатических узлов происходит у плодов белой крысы 17-18 суток в результате инвaгинации ветвей краниальной брыжеечной и подвздошно-ободочной артерий с окружающей рыхлой соединительной тканью в просвет кишечных лимфатических стволов.
...
22 03 2026 6:38:38
Статья в формате PDF
317 KB...
21 03 2026 9:19:25
Статья в формате PDF
92 KB...
20 03 2026 14:48:14
Статья в формате PDF
355 KB...
19 03 2026 20:44:15
Статья в формате PDF
113 KB...
18 03 2026 12:46:59
Статья в формате PDF
121 KB...
17 03 2026 4:21:10
Статья в формате PDF
112 KB...
16 03 2026 7:52:11
Статья в формате PDF
115 KB...
15 03 2026 22:20:38
Статья в формате PDF
127 KB...
14 03 2026 2:51:53
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
