Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
2 results
Search Results
Item Методи та програмно-апаратні засоби опрацювання сигналів з поліпараметричною інформаційною ентропією(Тернопільський національний економічний університет, 2015) Мельничук, Степан ІвановичУ дисертації започатковано нові та розвинуто уже відомі теоретичні і методологічні засади в області створення нових ефективних технологій опрацювання сигналів у комп’ютерних системах, зокрема компонентах первинного перетворення інформації, цифрових компонентах реалізації обміну даними а також ідентифікації та діагностування у інформаційно-вимірювальних системах. Запропоновано методи опрацювання широкосмугових вимірювальних сигналів зі змінною інформаційною ентропією, що формуються в наслідок взаємодії контрольованого середовища і формувача випадкових сигналів за яким ентропія використовується як опосередкований параметр величини витрати; методи формування та опрацювання широкосмугових сигналів, які ґрунтуються на маніпуляції реалізаціями випадкового процесу значення інформаційної ентропії амплітуд якого поставлено у відповідність до інформаційних символів бінарного повідомлення; проекційний метод ідентифікації об’єктів, за якими побудова проекцій здійснюється шляхом статистичного оцінювання значень варіативної інформаційної ентропії фрагментів матриць їх представлень а також метод опрацювання діагностичних сигналів, що ґрунтується на використанні імовірнісних представлень послідовних фрагментів їх амплітуд для формування векторів інформативних ознак з подальшим кореляційним опрацюванням. Моделювання в обчислювальному експерименті, експериментальні дослідження та практичне впровадження розроблених цифрових засобів та алгоритмічно-програмних рішень підтвердили адекватність запропонованих підходів та ефективність розроблених методів. The thesis launched new and advanced already known theoretical and methodological principles in the development of new efficient technologies for signal processing in computer systems, including primary components data convert, digital data exchange communications components implementation and identification and diagnosis of information and measurement systems. In the study, methods of implementation gas flow meters proposed to use additional measurement information sources, random fluctuations of variable amplitude information entropy, which are generated by the measuring environment, including, at a flow generator and broadband measurement signals. This processing method insensitivity to zero drift signal amplitudes of the primary device. Investigated the frequency spectrum measurement signals and set the frequency spectrum band information flow noise of the medium, which are characterized by maximum entropy dependent changes in estimates of the value of the current signal flow that allowed to realize the optimization procedure processing measurement data limited the relevant portions of the spectrum. In order to create information-measuring system flow of gaseous media for standard calibration facilities developed appropriate structural solutions, algorithms and software. The analysis of existing information transfer methods possible to propose alternative approaches to the formation and digital processing of wideband signals in the data paths. In particular character representation of the information entropy values posts random signals when creating a statistical estimation and entropy values during processing, creates a number of advantages: efficient use of the frequency band of the data channel, simplifying the hardware and software, provide adequate immunity at low signal / noise ratios. First obtained characteristics of the developed method, which found an increase in speed signal processing, increased noise immunity at the same time complexity of computer systems and communication, as well as uniformly bandwidth usage compared to conventional correlation methods. Developed and structural concepts of digital imaging devices and processing of broadband signals with manipulated information entropy based on universal chip microcomputer. The investigation and analysis of digital signal processing techniques in computer systems, traditionally, allocating the informative part of the signal is realized on the basis of statistical methods, spectral and correlation analysis. Consider effective correlation methods, but they do not work for signals that do not have acceptable correlation properties. Digital processing system based on the analysis of amplitude, frequency, phase, etc. signals characteristics require significant computational costs and allow us to estimate the characteristics of the overall signal. Proposed the use of new additional signal parameters, in particular, estimates of the information entropy. Developed projection methods for identifying objects on which to build projections realized by statistical estimation of the information entropy values pieces of binary matrices their representations, the processing method of diagnostic signals, based on the use of probabilistic representations of sequential fragments of their amplitudes. This approach yields a number of significant advantages, including: low dependence on the signal strength, insensitivity to zero drift amplitude of the primary device, simplifying the hardware and software. Modeling in computational experiments, experimental research and practical application of the developed digital tools and algorithmic software solutions confirmed the adequacy of the proposed approaches and the effectiveness of the developed methods. В диссертации предложено новые и развитого уже известные теоретические и методологические основы в области создания новых эффективных технологий обработки сигналов в компьютерных системах, в частности компонентах первичного преобразования информации, цифровых коммуникационных компонентах реализации обмена данными а также идентификации и диагностики в информационно-измерительных системах. Предложены методы обработки широкополосных измерительных сигналов с переменной информационной энтропией, что формируются в результате взаимодействия контролируемой среды и формирователя сигналов по которому энтропия используется как параметр расхода; методы формирования и обработки широкополосных сигналов, основанные на манипуляции реализациями случайного процесса значение информационной энтропии которого поставлены в соответствие с символов бинарного сообщения; проекционный метод идентификации объектов, по которым построение проекций осуществляется путем статистического оценивания значений вариативной информационной энтропии фрагментов матриц их представлений а также метод обработки диагностических сигналов, основанный на использовании вероятностных представлений последовательных фрагментов их амплитуд для формирования векторов информативных признаков с последующим корреляционной обработкой. Моделирование в вычислительном эксперименте, экспериментальные исследования и практическое внедрение разработанных цифровых средств и алгоритмически-программных решений подтвердили адекватность предложенных подходов и эффективность разработанных методов.Item Метод та засоби формування і оброблення широкосмугових сигналів зі змінною ентропією в розподілених комп’ютерних системах(Національний університет "Львівська політехніка", 2008) Козленко, Микола ІвановичДисертаційна робота присвячена дослідженню в області створення нових високоефективних комунікаційних технологій в розподілених комп’ютерних системах та мережах загального і спеціального призначення. В роботі проведено огляд сучасного стану розвитку розподілених комп’ютерних систем та мереж промислового призначення, обґрунтовано доцільність застосування широкосмугових сигналів для організації обміну даними в них. Вперше розроблено новий метод формування та оброблення широкосмугових сигналів, який ґрунтується на використанні реалізацій випадкового процесу, як розширюючого спектр сигналу, значення ентропії розподілу ймовірностей амплітуд якого поставлено у відповідність до символів інформаційного повідомлення, а виділення символів повідомлення відбувається шляхом статистичного оцінювання значень ентропії фрагментів сигналів. Висока ефективність розробленого методу теоретично обґрунтована і практично підтверджена. Одержано показники завадостійкості та часової складності реалізації розробленого методу. Встановлено покращення завадостійкості в порівнянні з традиційними кореляційними методами при обробленні сигналів в умовах однакової часової складності. Основні результати роботи знайшли промислове впровадження під час проектування розподіленої комп’ютерної системи контролю критичних параметрів віддалених об’єктів розташованих в місцях промислового газо- та нафтовидобутку з проявами аномальної загазованості.The thesis is dedicated to creating a new high performance communication technology in distributed computer systems and networks. Modern industrial distributed computer systems and networks development state, their main characteristics and parameters have been examined. The analysis of different information channels in such systems as low frequency channels, high frequency manipulation channels, radio channels and others has been presented. The new methods and ways of the spread spectrum signals forming and processing has been developed. Expediency of spread spectrum signals using for data exchange organizing in distributed systems and networks has been motivated. The new method of spread spectrum signals forming and their processing has been developed. The essence of the elaborated method concerns using spectrum spreading signal as the realization of random process. The entropy of probability distribution of this process realizations is made to correspond to transmitted information symbols. Detection of the received message symbols is conducted by the statistical estimation of the values of fragments entropy of the processed signals with further deciding of the descrete value of the received information symbol. The elaborated method using does not need signal form templates storing on processing side and compicated algorithms do not huge to be used for pseudorandom sequences forming. Frequency resource using evenness has been evaluated for forming such signals and spread spectrum signals formed on the basis of the offered method have been estimated to use the frequency band more evenly than in comparison with traditional methods. The effectivness examination of various probable characteristics have been done such as variance, root mean square standard deviation, central moments of various exponents, entropy. The differential entropy formula by variance has been proved the most effective entropy estimation for the method developed. Intermediate signal sample values regeneration influencing these signal processing effectivness has been researched. This procedure positive influencing processing effectiveness while using Shennon and Hartly formulas for the entropy estimation has been proved. At the same time, effectiveness depending on intermediate calculation ways has been proved to be of no serious importance. Signal using possibilitties and effectiveness of various time domain forms have been examined. The random signal with a flat power spectral density and a gaussian probability distribution has been proved the most effective for the method developed. Time complexity of the method developed has been obtained. It has been proved that the time needed for signal processing according to this methods is 8 times less that that index in traditional correlative signal processing. Noise proof feature index of the developed method in form of dependens of bit error probability on normalized signal/noise ratio has been obtained. It has been proved that the noise proof feature index (needed normalized signal/noise ratio) improvement is at least 2 dB better under condition of equal time complexity by the bit error probability level of 10-6. Analogue and digital methods of random signals generation have been researched. The high efficiency of the developed method has been confirmed by the theoretical investigations and by the results of the practical experiments. The results of the work have found the utility in creations of the distributed computer system for control of critical parameters of distant objects of industrial, corporate and domestic purpose. The structure of specialized communication signal processor has been developed. The communication components of such system based on the universal one-chip microcomputers have been realized. The developed computer system is intended for control of gas contamination condition of the premises basements in population aggregates where there are cases of gas contamination of ground layers as a result of industrial oil and gas recovery. Диссертационная работа посвящена исследованию в области создания новых высокоэффективных коммуникационных технологий в распределенных компьютерных системах и сетях. В работе проведен обзор современного состояния развития промышленных распределенных компьютерных систем и сетей. Обоснована целесообразность применения широкополосных сигналов для обмена данными в таких системах. Впервые разработан новый метод формирования и обработки широкополосных сигналов, с использованием расширяющего спектр сигнала в виде реализаций случайного процесса, значение энтропии распределения амплитуд которых поставлено в соответствие символам информационного сообщения. Выделение символов принятого сообщения происходит путем статистического оценивания значений энтропии фрагментов сигналов. Высокая эффективность метода теоретически обоснована и подтверждена практически. Установлено улучшение помехоустойчивости, в условиях одинаковой временной сложности устройств, по сравнению с традиционными корреляционными методами. Результаты работы нашли применение при создании распределенной компьютерной системы контроля критических параметров удаленных объектов размещенных в местах промышленного газо- и нефтедобычи з проявлениями аномальной загазованности.