Реконструкция архитектуры связей в ансамблях радиотехнических генераторов по их сигналам методами причинности по Грейнджеру и частной направленной когерентности

В работе решается задача детектирования связанности в ансамбле радиотехнических генераторов хаоса с запаздыванием в собственной динамике двумя распространёнными методами: методом условной причинности по Грейнджеру и методом частной направленной когерентности. Оба подхода основаны на эмпирических прогностических моделях. Тестирование оценок на значимость осуществлялось по суррогатным временным рядам, построенным методом перестановки реализаций. Были рассмотрены несколько экспериментальных временных рядов динамики всех элементов ансамбля, полученных в различных экспериментах, где генераторы были связаны в цепочку и в кольцо. Подробно рассматривалась способность методов выявлять существующие связи и не допускать ложного обнаружения опосредованных взаимодействий. Показано, что оба подхода в целом верно выявляют связанность. В то же время число пропущенных и ложных связей существенно выше, чем при использовании специализированной методики, разработанной ранее с учётом дополнительной информации о структуре узлов. Основные пропущенные связи относятся к случаю, когда ведущий генератор работает в режиме колебаний с ярко выраженной периодической составляющей. В этом случае метод причинности по Грейнджеру детектирует несуществующие опосредованные связи. Частная направленная когерентность в целом даёт большее число ложных выводов об опосредованных и непосредственных связях. При этом результаты обоих методов варьировались от эксперимента к эксперименту даже при одной и той же архитектуре связей, более существенно - для метода частной направленной когерентности.