автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка метода идентификации нестационарных процессов с ортогональной кодово-частотной модуляцией

Введение.

Глава 1. Методы идентификации объектов и процессов обзор и классификация. Постановка задачи.

1.1 Обзор и классификация методов идентификации объектов и процессов.

1.2 Постановка задачи.

Бурное развитие вычислительной техники в последнее время привело к интенсивной разработке и использованию систем, для передачи и преобразования дискретной информации, передающейся по каналам связи.

В зависимости от используемых каналов средства передачи информации подразделяют на тональные, работающее в выделенных каналах связи или коммутируемой телефонной сети общего пользования, и широкополосные, работающие на высокоскоростных телефонных, радио-, спутниковых и оптоволоконных каналах связи. В настоящее время наиболее распространены тональные средства передачи, составляющие около 70% всех передающих устройств. Разработка новых методов передачи информации, которые позволят увеличить объемы передаваемой информации по тональным каналам, имеет большое значение.

Существует большое количество методов передачи информации, основанных на амплитудной, частотной и фазовой модуляциях. Различие которых состоит, как и модулируемых параметрах, так и в способах их идентификации. Методы идентификации можно разделить на два класса, активные и пассивные. Активные методы используют специальные тестовые сигналы и могут применяться, например, для оценивания канала. Пассивные методы применяются при выделении несущего информацию сигнала. Широкое применение в области передачи информации нашли ортогональные методы модуляции, где для идентификации применяются корреляционные фильтры, которые обеспечивающие высокую помехоустойчивость. В настоящее время существует большое число работ посвященных анализу и синтезу систем с ортогональной кодово-амплитудной модуляцией. Работ посвященных разработке других видов ортогональной кодовой модуляции, практически нет. Поэтому проблема разработки способов и алгоритмов передачи информации на основе ортогональной кодово-частотной модуляции практически не изучена, таким образом, исследования в этой области являются весьма актуальными 5

Целью диссертационной работы является разработка и исследование метода и алгоритмов идентификации частотно-модулируемых сигналов с ортогональной кодово-частотной модуляцией (ОКЧМ).

В соответствии со сформулированной целью в работе решались следующие задачи:

1. Обзор и классификация методов идентификации процессов и видов передачи информации с целью определения области исследования.

2. Разработка метода идентификации частотно - модулируемого сигнала с ортогональной кодово-частотной модуляцией, основанного на применении в структурах передатчиков ортогональных синусоидального и косинусоидально-го модулирующих сигналов.

2.1. Разработка структуры измерительной системы на основе ортогональной кодово-частотной модуляции.

2.2. Разработка методики анализа и синтеза модуляторов с ортогональной кодово-частотной модуляцией.

2.3. Разработка методики определения весовых коэффициентов для первой гармоники на выходе частотного модулятора.

2.4. Определение параметров настройки системы передачи данных с ортогональной кодово-частотной модуляцией.

3. Разработка программного обеспечения для идентификации частотно -модулируемых сигналов с ортогональной кодово-частотной модуляцией.

4. Разработка варианта практической реализации системы передачи данных, использующего разработанный метод идентификации частотно - модулируемого сигнала с ортогональной кодово-частотной модуляцией.

В диссертационной работе для решения поставленных задач использовались методы: линейной алгебры, статистического анализа, корреляционные методы, теории управления.

Результаты работы получены с помощью следующих программных продуктов: 6

1.Turbo pascal 7.0 использовался для расчета параметров математической модели.

2.Delphi 5 - для реализации математической модели системы передачи данных с ортогонально кодово-частотной модуляцией на ЭВМ.

Новизна работы заключается в следующем:

- разработан метод идентификации частотно - модулируемых сигналов с ортогональной кодово-частотной модуляцией, основанный на ортогональности синусоидального и косинусоидального модулирующих сигналов;

- разработана методика расчета весовых коэффициентов для первой гармоники на выходе ортогонального частотного модулятора, позволяющая определять амплитудные значения сигнала;

- определены параметры передающей системы с ортогональной кодово-частотной модуляцией, при которых возможна реализация канала передачи данных.

- на основе предложенного метода разработаны процедуры и алгоритмы идентификации частотно - модулируемого сигнала с ортогональной кодово-частотной модуляции.

Положения выносимые на защиту

1. Метод и алгоритмы идентификации частотно-модулируемого сигнала с частотной модуляцией.

1.1 Метод идентификации частотно - модулируемого сигнала с ортогональной кодово-частотной модуляцией, основанного на применении в структурах передатчиков ортогональных синусоидального и косинусоидального модулирующих сигналов.

1.2 Методика расчета весовых коэффициентов для первых основных гармоник на выходе частотного модулятора.

2. Программные и аппаратные средства для идентификации частотно-модулируемого сигнала с ортогональной кодово-частотной модуляцией. 7

Практическая ценность данной работы заключается в том, что предлагаемый метод идентификации частотно - модулируемых сигналов с ортогональной кодово-частотной модуляцией позволяет на одной частоте организовать два канала передачи информации, по сравнению с кодово-частотной модуляцией. Скорость передачи при этом увеличивается на 40.6%, что говорит о возможности ее применения в различных системах передачи данных.

Результаты работы используются в цикле учебной дисциплины «Моделирование систем управления» для специальности 21.02.00 Автоматизация технологических процессов и производств.

Полученные процедуры и алгоритмы реализованы в программном продукте, зарегистрированном в российском агентстве по патентам и товарным знакам №2000610893.

Результаты научно-исследовательской работы освидетельствовались в инженерно - консалтинговой фирме "Компьютер клуб".

По теме диссертации выполнялись работы в соответствии с планами научно-исследовательских работ кафедры «Управление в технических системах» Братского государственного технического университета.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались:

- на XXI и XXII научно - технических конференциях Братского государственного технического университета (Братск, 2000; Братск, 2001);

- международной научно - практической конференции "Математическое моделирование в образовании, науке и производстве", Тирасполь, 2001 г.

Результаты работы были представлены в составе экспозиции БрГТУ и Иркутской области на межрегиональных выставках с международным участием:

- "Наука, образование и новые технологии - 1999" (Иркутск, 6-9 апреля

1999г.);

- "Энергетика и энергосбережение" (Иркутск, 4-7 апреля 2000 г.) ; 8

- " Наука, образование, новые технологии-2001" (Иркутск, 4-7 февраля 2001 г.);

Представлялись на региональных выставках:

- "Дни Братска в Иркутске" (Иркутск, 8 октября 2000 г.);

- "Братск сегодня" (Братск, 12 декабря 2000 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 4 статьи и 4 тезиса докладов. Зарегистрирован 1 программный продукт свидетельство №2000610893. 9

4.3. Основные результаты и выводы

Проведенные исследования и сравнительный анализ кодово-частотной и ортогональной кодово-частотной модуляций показали, что скорость передачи информации при применении ортогональной кодово-частотной модуляции увеличивается в среднем на 40,6% (в зависимости от передающей частоты табл. 2). Из этого можно сделать вывод, что разработанный метод идентификации сис

81 темы передачи информации с ортогональной кодово-частотной модуляцией имеет право на существование.

82

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными выводами и результатами работы является следующее:

1. Разработан метод идентификации частотно - модулируемого сигнала с ортогональной кодово-частотной модуляцией, основанный на применении в структурах передатчиков ортогональных синусоидального и косинусоидально-го модулирующих сигналов, что дает возможность увеличения количества информационных каналов на одной несущей частоте.

1.1. Разработана структура измерительной системы для исследования свойств ортогональной кодово-частотной модуляции.

1.2. Разработана методика анализа и синтеза частотных модуляторов с ортогональной кодово-частотной модуляцией, которая обеспечивает выбор метода идентификации.

1.3. Определены параметры настрой частотного модулятора с ОКЧМ и корреляционного анализатора системы передачи данных с ортогональной кодово-частотной модуляцией, в результате чего стало возможным выделение информационного сигнала.

1.4. Разработана методика определения весовых коэффициентов для первой гармоники на выходе частотного модулятора, которая позволяет определить амплитудные значения на выходе модулятора.

2. Разработано программное обеспечение для идентификации частотно -модулируемых сигналов с ортогональной кодово-частотной модуляцией, позволяющее осуществить исследование приемо-передающей системы.

3. Разработан аппаратно - программный комплекс по передаче данных с применением разработанного метода идентификации нестационарных процессов с ортогональной кодово-частотной модуляцией, для проведения исследования ОКЧМ и сравнительного анализа.

83

Разработанный метод идентификации частотно - модулируемых сигналов с ортогональной кодово-частотной модуляцией позволяет на одной частоте организовать два канала передачи информации, тем самым увеличить скорость передачи на 40.6%, по сравнению с кодово-частотной модуляцией. Что говорит о возможности ее применения в различных системах передачи данных.

1. Авсиевич A.B. Моделирование системы с ортогональной кодово-частотной модуляцией. Естественные и инженерные науки развитию регионов: Материалы межрегиональной научно-технической конференции. - Братск: БрГТУ, 2002,- 139 с.

2. Азарев Д.И. Математическое моделирование электрических систем. -М.:ГЭИ, 1962.-207 с.

3. Александровский Н.М., Дейч A.M. Методы определения динамических характеристик нелинейных объектов //Автоматика и телемеханика. 1968. №5.-С. 3- 11.

4. Архангельский А.Я. Программирование в Delphi 5 М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2000 г. - 1072 е.: ил.

5. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высш.шк., 1988 -448 е.: ил.

6. Боккер П. Передача данных. Т. 1. -М.: Связь, 1980.

7. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Манахов A.B. Результаты исследований по одному из видов корреляционных фильтров. / Деп. ВИНИТИ от 10.11.1999 №3300-В. 99 с.

8. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Манахов A.B. Синтез полосопропускающего и фазокорректирующего фильтров для корреляционно85кающего и фазокорректирующего фильтров для корреляционно спектральных анализаторов. / Деп. ВИНИТИ от 05.04.2000 №910-В00. - 34 с.

9. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Манахов A.B. Синтез нелинейных по-лосопропускающих фильтров. / Деп. ВИНИТИ от 06.05.2000 №1328-В00. 49 с.

10. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Акулов Д.В. Корреляционно спектральный метод пассивной идентификации линейных динамических объектов. // Управление в системах: Вестник ИрГТУ. Сер. Киберенетика. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1999. - Вып.2. - С. 21 - 28.

11. Буштрук А.Д., Сухих Т.Н. Идентификация параметров моделей нелинейных динамических объектов с использованием гармонических входных воздействий. / Деп. ЦНИИТЭИ приборостроения 20.10.1987 №3951 пр.87. 16 с.

12. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Один метод структурной идентификации моделей нелинейных динамических объектов при гармоническом входном воздействии: Деп. в Информ-прибор, 04.11.88, N4406 пр.88,1988. - 14с.

13. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Авсиевич A.B., Некоторые основы ортогональной кодово-частотной модуляции: XXI научно-техническая конференция Братского государственного технического: Материалы конференции. -Братск: БрГТУ, 2000.-е. 137-138.

14. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Авсиевич A.B. Частотно-временные характеристики первой гармоники на выходе частотного модулятора. Братский гос. техн. ун-т, -Братск, 2000, -18с.: илл. -Библиогр.2 назв. Рус. Деп. в ВИНИТИ. 11.05.00№ 1371-В00.

15. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Авсиевич A.B. Анализ и синтез системы с кодовой частотной модуляцией. Труды Братского государственного технического университета. Братск: БрГТУ, 2000.- с. 145 - 147.86

16. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Авсиевич A.B. Ортогональная кодо-во-частотная модуляция. XXII Научно-техническая конференция Братского государственного технического университета: Материалы конференции. -Братск: БрГТУ 2001. с. 164 - 165.

17. Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Авсиевич A.B. Исследование ортогональной кодово-частотной модуляции. Труды Братского государственного технического университета. Т.2. Братск: БрГТУ, 2001. с.57 - 61.

18. Буштрук А.Д., Статистическая обработка результатов корреляционной идентификации нелинейных динамических объектов при гармонических воздействиях: Самарский институт инженеров ж.д. транспорта. Самара. -1991.-26 с. - Деп. в ВИНИТИ 10.06.91., №2420-В91.

19. Буштрук А.Д. Адаптивные корреляционные методы непараметрической и параметрической идентификации одного класса нелинейных динамических объектов. Братск; Братский индустриальный институт, 1992. - 142 с.

20. Буштрук А.Д. Корреляционные методы идентификации нелинейных динамических объектов-Братск: БрИИ, 1998. 165 с.

21. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. -М.: Советское радио, 1971. 320 с.87

22. Быков Ю.М. Основы обработки информации в АСУ химических производств: Теория и расчет информационных подсистем. Л.: Химия, 1986. -152 с.

23. Венедиктов В.Д., Женевский Ю.П., Марков В.В., Эйдус Г.С. Дельта модуляция. М., «Связь», 276. - 272с. ил.

24. Возенкрафт Дж., Джекобе И. Теоретические основы техники связи. -М.: Мир, 1969.

25. Витерби А., Омура К. Принципы цифровой связи и кодирования. -М.:Радио и связь, 1982.

26. Гелль П. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс: Пер. с франц. -2-е изд., испр. -М.: ДМК, 1999. 144с.

27. Горелов. Г.В., Фомин А.Ф., Волков A.A., Котов В.К. Теория передачи сигналов на железнодорожном транспорте. -М.: Транспорт, 1999. 415 с.

28. Гольденберг Л.М. Цифровые фильтры. М.: Связь, 1974. - 160 с.

29. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учебное пособие для приборостроительных специальностей вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа 1991. - 622 с.

30. Девятов Б.Н., Демиденко Н.Д. Динакмика распределенных процессов в технологических аппаратах, распределенный контроль и управление. Красноярск, 1976. 311 с.

31. Дейч A.M. Методы идентификации динамических объектов. М.: Энергия, 1979.-240 с.

32. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента. М.: Мир, 1981. - 520 с.

33. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил A.B., Страхов C.B. Основы теории цепей. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 528 с.88

34. Зяблов В.В., Коробков Д.Л., Портной С.А. Высокоскоростная передача сообщений в реальных коналах, М.: Радио и связь, 1991 - 288с.: ил.

35. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Кольцова Э.М. Системный анализ процессов химической технологии. М.: Наука, 1983. - 367 с.

36. Каппелин В. и др. Цифровые фильтры и их применение/ Каппелин В., Константинидис А.Дж., Эмилиани П.-Энергоатомиздат, 1983. 360.

37. Кичатов Ю.Ф. Аналитический метод решения задачи оптимизации нелинейных систем одного класса // Автоматика и телемеханика. 1965. - №8. -С. 1348-1356.

38. Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов. Учебник для вузов. М., «Связь», 1973г., 376 с. с ил.

39. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М: Наука, 1973,- 831 с.

40. Котюк А.Ф. и др. Методы и аппаратура для анализа характеристик случайных процессов. М., "Энергия", 1967., 240 с. ил.

41. Кушнир В.Ф., Ферсман Б.А. Теория нелинейных электрических цепей. Учебник для электротехнических институтов связи. М., «Связь», 1974, 384 с. с ил.

42. Лагутенко О.И. Модемы. Справочник пользователя. Санкт-Петербург.: Лань. - 1997. - 364 с.

43. Ламекин В.Ф., Модемная связь. Ростов на - Дону: Изд-во «Феникс» 1997 г. - 192 с.

44. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях: В 2-х т. М.: Мир, 1983.

45. Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК, 11-е издание.: Пер. с англ.: Уч.пос. М.: Издательский дом «Вильяме», 2000. - 1136 с.89

46. Назаров М.В., Кувшинов Б.Н., Попов О.В. Теория передачи сигналов. -М.: Связь, 1970.

47. Новиков Ю.В., Калашников O.A., Гуляев С.Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под общей редакцией Ю.В. Новикова. Практ. Пособие М.: ЭКОМ., 1997. - 224 с.

48. Овсепян Ф.А. Райбман Н.С. Яралов A.A. Идентификация объектов с переменной условной дисперсией //Автоматика и телемеханика. 1978. №9. -С. 59-66.

49. Осипов В.Г., Воронов В.А., Телеграфные аппараты и аппаратура передачи данных: Учеб. Пособие для техникумов связи. М.: Радио и связь, 1984.-320 е., ил.

50. Попков Ю.С., Киселев О.Н., Петров Н.П., Шмульян Б.Л. Идентификация нелинейных стохастических систем. М.: Энергия, 1976. - 440 с.

51. Пупков К.А., Капалин В.И., Ющенко A.C. Функциональные ряды в теории нелинейных систем.-М.: Наука, 1976. -448 с.

52. Пустыльник Е.И. Статические методы анализа и обработки наблюдений. М., «Наука», 1968г. 288стр. с илл.

53. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов М.: Мир, 1978. 848 с.

54. Райбман Н.С. Идентификация объектов управления обзор // Автоматика и телемеханика. 1979. №6. - С. 101-107.

55. Райбман Н.С., Чадаев В.М. Построение моделей процессов производства. М.: Энергия, 1975. - 374 с.

56. Райбман Н.С., Капитоненко В.В., Овсепян Ф.А., Варлаки П.М. Дисперсионная идентификация. -М.: Наука, 1981. 336 с.

57. Рыбкин A.A. и др. Справочник по математике. М.: «Высшая школа», 1975.-554 с.90

58. Сверкунов Ю.Д. Идентификация и контроль качества нелинейных элементов радиоэлектронных систем спектральный метод. М.: Энергия, 1975. -97 с.

59. Смирнов Д.В., Логутенко О.И. Аппаратные средства мультимедиа. Аудиосистема PC. СПб.: БХВ - Санкт-Петербург. 1999. - 384с.: ил.

60. Смит Дж. Сопряжение компьютеров с внешними устройствами. Уроки реализации: Пер. с англ. М.: Мир, 2000. - 266 с.

61. Современные методы идентификации систем: Пер. с англ./Под. ред. П. Эйкхоффа. М.: Мир, 1983. - 400 с.

62. Солодовников В.В., Дмитриев А.Н., Егупов Н.Д. Анализ и синтез нелинейных систем автоматического регулирования при помощи ряда Вольтера и ортогональных спектров //Техническая киберентика. Т.З. 4.2. М.: Машиностроение, 1969. - С. 223-254.

63. Стейн С., Джонс Дж. Принципы современной теории связи и их применение к передаче дискретных сообщений. М.: Связь, 1971.

64. Теория автоматического управления (Под ред. A.B. Нетушила). М.: Высшая школа, 1976. 395 с.

65. Тихонов А.Н., Гончаровский A.B., Степанов В.В., Ягола А.Г. Регу-ляризирующие алгоритмы и априорная информация. -М.: Наука, 1983. 198 с.

66. Ту Ю. Современная теория управления. -М.: Машиностроение, 1971.-472 с.

67. Фараонов В.В. Delphi 4. Учебный курс. М.: «Нолидж», 1998. - 464е., ил.

68. Фараонов В.В. Турбо паскаль (в 3-х книгах). Книга 1. Основы Турбо Паскаля. М.: Учебно-инженерный центр "МВТУ-ФЕСТО ДИДАКТИК", 1992. - 304с., ил.

69. Цыпкин Я.З. Основы теории обучающихся систем. М.: Наука,911970.-288 с.

70. Чаки Ф. Современная теория управления. М.: Мир, 1975. - 424 с.

71. Четвериков В.Н., Преобразованиеи передача информации в АСУ. Учебник для вузов. М., «Высш. школа», 1974. 320 с. с ил.

72. Харкевич А.А., Теоретические основы радиосвязи. Государственное издательство технико-теоретической литературы. Москва, 1957. - 347 е.,ил.

73. Шецен М. Синтез нелинейных систем в одном специальном случае // Техническая кибернетика за рубежом /Сб. переводов под ред. В.В. Солодов-никова. М.: Машиностроение, 1968. - С. 216-230.

74. Шинаков Ю.С., Колодяжный Ю.М. Теория передачи сигналов электросвязи. М.: Радио и связь. 1989. - 288 с.

75. Юров В. Assembler. СПб: Издательство «Питер», 2000. - 624 с.

76. A.Bruce Carlson. Communication systems: An introduction to signal and noise in electrical communication.(Second edition). Copyright 1968,1975 by McGraw hill. Inc.

77. A1 Lovrich, Ray Simar. Implementation of FIR/IIR Filters with the TMS32010/TMS32020. 1989, Texas Instruments. Application report: SPRA003A.

78. Billings S.A., Fakhowri S.Y. Identification of nonlinear Sm-systems. // Int. J.Systems Sci. 1979. - №10. - P. 1401-1408.

79. Bunke H., Schidt W.H. Asymptotic results on nonlinear approximations of regreassion function and waighted least squares // Math.Operations forash. And Statist. 1980. -Vol.11.-№1.-P. 3-22.

80. Bushtruk A.D., Sukhikh T.N., Structural identification of Sm-systems (article). /9th IFAC/IFORS Simp. on Identification and Systems Parameter Estimation. Budapest, Hungary, 1991 P. 628 - 633.92

81. Chen G.J. Lai T.L., Wei C.Z. Convergence systems and strong consistency of least squaresestimates in regression models // J. Multivar. Anal. -1981. -V.l 1. -№3. P. 689-693.

82. Corradi C., Stefanini L. Efficient computations of maximum likelihood estimates in ARMA regressions models // Numer. Tech. Stochast. Syst. Collect. Pap. Conf., Gargnano, Semp. Amsterdam e.a. 1980. P. 243 - 252.

83. Fakhowri S.A. Identification of class of non-linear systems with Gaussian non-white inputs // Int. J. Systems Sci. -1980. V.l 1. - №5. - P. 541-555.

84. Jacob John, Raghavan Subramaniyan.V32bis Datapump Implementation on the Motorola MPC82x Processor. Motorola India Electronics Limited, 1997.

85. Haber R., Keviczky L. Nonlinear structures for system identification // Periodica Polytechnica. Electrical Engineering. 1974. - V.l8. - №4. - P. 393-404.

86. Henry Yiu. Implementing V.32bis Viterbi Decoding on the TMS320C62xx DSP. 1998, Texas Instruments Hong Kong Ltd. Application report: SPRA444.

87. ITU Study Group 14, "Draft Recommendation V.34 for a Modem Operating at Data Signalling Rates of up to 28800 bit/s for Use on the General Switched Telephone Network and on Leased Point-to-Point 2-Wire Telephone-Type Circuits", Document 57-E, June 1994.

88. Loginov V.V., Kochanov V.A. Implementing the high speed modem with multidimensional modulation using the TMS320C542 DSP. ESIEE, Paris, 1996, SPRA321.

89. Massey Tim and Lyer Ramesh. DSP Solutions for Telephony and Data/Facsimile Modems. 1997, Texas Instruments Inc. Literature number SPRA073.

90. Ron Mancini. Single supply op amp design. Analog applications journal. November 1999. P. 20-22.

91. Ron Mancini. Matching operational amplifier bandwidth with applica93tions. Analog applications journal. February 2000. p. 36-38.

92. Steven A. Tretter. V.34 Transmitter and Receiver Implementation on the TMS320C50 DSP. 1997, Texas Instruments Inc. Literature number SPRA159.

93. Steven W. Smith. The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing (Second edition). California Technical Publishing, 1997-1999.