Энтропийно-статистический подход к обнаружению фазовой синхронизации осцилляций

Petr BORISKOV ,  

Vadim PUTROLAYNEN ,  

Andrei VELICHKO ,  

Kristina PELTONEN ,  

Abstract

В данном исследовании предлагается метод анализа синхронизации в системах осцилляторов, иллюстрируемый моделированием динамики цепи из двух резистивно связанных импульсных осцилляторов. Динамической характеристикой синхронизации является нечеткая энтропия (FuzzyEn), которая рассчитывается на основе временного ряда, составленного из отношений количества периодов импульсов (отношение субгармоник, SHR) в интервалах фазовой связи. Низкие и высокие значения энтропии указывают на сильную и слабую синхронизацию между двумя осцилляторами соответственно. Предлагаемый метод эффективно визуализирует синхронизированные режимы цепи с использованием карт энтропии состояний синхронизации. Кроме того, предлагается классификация состояний синхронизации на основе зависимости FuzzyEn от длины вектора вложения временного ряда SHR. Продемонстрировано расширение данного метода для анализа непульсовых (без всплесков) сигналов на примере фазово-фазового связывания ритмов локального поля гиппокампа крысы. Предложенный энтропийно-статистический подход, использующий целые числа и формы импульсных сигналов, хорошо подходит для анализа синхронизации сигналов и может быть реализован на цифровых мобильных платформах.

Keywords

Импульсные осцилляции;Фазовая связь;Синхронизация высшего порядка;Отношение субгармоник;Нечеткая энтропия;Преобразование Гильберта

READ MORE