Решение задач анализа райсовских данных: теория и численное моделирование методами компьютерной алгебры в системе Wolfram Mathematica
- Авторы: Яковлева Т.В.1
-
Учреждения:
- Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” РАН
- Выпуск: № 2 (2024)
- Страницы: 118-124
- Раздел: КОМПЬЮТЕРНАЯ АЛГЕБРА
- URL: https://journals.rcsi.science/0132-3474/article/view/262657
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0132347424020155
- EDN: https://elibrary.ru/RNLIBR
- ID: 262657
Цитировать
Аннотация
В работе рассматриваются теоретические основы и математические методы анализа данных в условиях статистического распределения Райса. Поставленная задача предполагает совместный расчет параметров сигнала и шума. Показано, что такой расчет приводит к необходимости решения сложной системы существенно нелинейных уравнений с двумя неизвестными, что требует значительных вычислительных ресурсов. Представленное исследование направлено на математическую оптимизацию применения методов компьютерной алгебры для численного решения рассматриваемой задачи. В результате проведенной оптимизации решение системы двух нелинейных уравнений сводится к решению одного уравнения с одной неизвестной величиной, что существенно упрощает алгоритмы численного решения задачи, снижает объем необходимых вычислительных ресурсов и открывает перспективы использования развитых методов оценивания параметров в информационных системах с приоритетом работы в режиме реального времени. Результаты численных экспериментов, полученные с помощью использования системы Wolfram Mathematica, подтверждают эффективность разработанных методов двухпараметрического анализа райсовских данных. Рассматриваемые методы анализа данных являются значимыми для решения широкого круга научных и прикладных задач, в которых анализируемые данные описываются статистической моделью Райса.
Об авторах
Т. В. Яковлева
Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: tan-ya@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-2401-9825
Россия, 119333 Москва, ул. Вавилова, д. 44, к. 2
Список литературы
- Rice S. O. Mathematical analysis of random noise // Bell Syst. Technological J. 1944. V. 23. P. 282.
- Benedict T.R., Soong T.T. The joint estimation of signal and noise from the sum envelope IEEE Transactions on Information Theory. Institute of Electrical and Electronics Engineers. 1967. V. 13. № 3. P. 447–454.
- Talukdar K.K., Lawing W.D. Estimation of the parameters of Rice distribution ,J. Acoust. Soc. Amer., Mar. 1991. V. 89. № 3. P. 1193–1197.
- Sijbers J., den Dekker A.J., Scheunders P., Van Dyck D. Maximum-Likelihood Estimation of Rician Distribution Parameters, IEEE Transactions on Medical Imaging. 1998. V. 17. № 3. P. 357–361.
- Yakovleva T.V. A Theory of Signal Processing at the Rice Distribution, Dorodnicyn Computing Centre, RAS, Moscow, 2015, 268 p.
- Deutsch R. Estimation Theory. NJ: Prentice-Hall: Englewood Cliifs, 1965.
- Port S.C. Theoretical Probability for Applications. New York: Wiley, 1944.
- Venttsel’ E.S., Teoriya veroyatnostei (Probability Theory), Moscow: Akademiya, 2005, 10th ed.
- Park J.H. Moments of the generalized Rayleigh distribution // Quarterly of Applied Mathematics. 1961. V. 19. № 1. P. 45–49.
- Abramowitz, M., Stegun, I.A. Handbook of Mathematical Functions, United States Department of Commerce, National Bureau of Standards (NBS), 1964.