Метод ентропійної оцінки ансамблів сигналів на основі LPT-τ перестановок та марківських моделей

Анотація

У статті запропоновано ентропійно-орієнтований метод комплексної оцінки структурної впорядкованості ансамблів сигналів, оптимізованих перестановками у часовій області. Метод базується на інтеграції багатомасштабних ентропійних показників, а саме: перестановочної ентропії, ентропії вибірки та нечіткої ентропії у єдиний критерій впорядкованості, що дозволяє кількісно оцінювати взаємозв’язок між ентропійною складністю, кореляційними властивостями та стійкістю ансамблів сигналів у складних завадових умовах. Для оцінки ефективності запропонованого ентропійно-орієнтованого методу проведено експериментальне моделювання двох підходів до часових перестановок: детермінованого методу ЛПτ-перестановок (LPT-TP) та прогнозно-орієнтованого методу на основі марковських моделей. Для обох підходів виконано багатомасштабний ентропійний аналіз, який охоплює дослідження динаміки сигналів на різних часових масштабах та оцінку впливу співвідношення сигнал/завади у широкому діапазоні рівнів. Це дало змогу проаналізувати, як зміна енергетичних умов передачі впливає на ентропійну складність і структурну впорядкованість ансамблів сигналів. Порівняльний аналіз методів перестановок ансамблів сигналів показав, що застосування ЛПτ-перестановок забезпечує підвищення структурної впорядкованості та зниження ентропійних показників у середньому на 12–18 %, тоді як метод перестановок на основі марківських моделей доводить плавніше, але стабільніше зменшення ентропії на 8–15 % при одночасному зниженні середньої взаємної кореляції у діапазоні 35–40 %. Отримані результати підтверджують ефективність запропонованого ентропійно-орієнтованого методу та доцільність його використання для оцінки завадостійкості, динамічної стабільності та структурної узгодженості ансамблів сигналів у когнітивних телекомунікаційних мережах