Решение задач анализа райсовских данных: теория и численное моделирование методами компьютерной алгебры в системе Wolfram Mathematica

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

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

  1. Rice S. O. Mathematical analysis of random noise // Bell Syst. Technological J. 1944. V. 23. P. 282.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Yakovleva T.V. A Theory of Signal Processing at the Rice Distribution, Dorodnicyn Computing Centre, RAS, Moscow, 2015, 268 p.
  6. Deutsch R. Estimation Theory. NJ: Prentice-Hall: Englewood Cliifs, 1965.
  7. Port S.C. Theoretical Probability for Applications. New York: Wiley, 1944.
  8. Venttsel’ E.S., Teoriya veroyatnostei (Probability Theory), Moscow: Akademiya, 2005, 10th ed.
  9. Park J.H. Moments of the generalized Rayleigh distribution // Quarterly of Applied Mathematics. 1961. V. 19. № 1. P. 45–49.
  10. Abramowitz, M., Stegun, I.A. Handbook of Mathematical Functions, United States Department of Commerce, National Bureau of Standards (NBS), 1964.

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах