Двухканальный генератор случайного процесса Советский патент 1985 года по МПК G06F7/58 

. I 11 изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для формирования нестационарного двухканального случайного процесса, заданного двумерным распределением. Известны устройства для формирования двухканальных случайных процессов D3 и 27 . Однако известные устройства не позволяют получать статистически свя зные двухканальные (т.е. векторные) процессы. Известен также многоканальный генератор случайного процесса, который позволяет моделировать М связанных случайных процессов 31. Однако степень связности процессов ограничена рамками корреляционной теории. Наиболее близким к данному изобре тению является двухканальньй генера. тор случайного процесса, содержащий первую группу источников шума, выкоды которых соединены со входами трех нелинейных преобразователей, компара тора и ключей, выходы которых являются выходами генератора и соединены со входами других компараторов, выхо ды которых соединены со входами блоков памяти, выходы которых соединены с управляющими входами нелинейных преобразователей, выходы которых подключены к выходам источников шума второй групп, а выходы схем срав нения соединены со входами элемента И, выход которого соединен с управляющими входами ключей t . Однако известкьй генератор но позволяет получить нестационарные процессы. . . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения свойства нестационарности формируемым процессам. Для достижения поставленной цели в двухканальньй генератор случайного процесса, содержащий группу источников шума, первьй и второй выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго дискриминаторов, группы выходов которых соединены соответственно с первой и вто рой группами адресных входов первого блока памяти, третья группа адресных входов которого подключена к группе выходов дешифратора соответственно, источник шума, схему сравнения, пер0Jвьй и второй ключи, выходы которых I являются соответственно выходами первого и второго каналов генератора, введены счетчик, четыре элемента задержки, умножитель, второй блок памяти и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входами источников шума группы и со входом источника шума, выход первого блока памяти через первьй элемент задержки соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен с управляющими входами первого и второго ключей и со счетным входом счетчика, информационньй выход которого соединен с информационным входом дешифратора, группа выходов которого соединена с группой адресньк входов блока памяти, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого через второй элемент задержки соединен с выходом источника Шума, а выход умножителя соединен со вторым входом схемы сравнения, первый и второй выходы источников шума группы соответствен- но через третий и четвертьй элементы задержки соединены с информационными входами перового и второго ключей. На фиг. 1 приведена блок- схема . предлагаемого генератора; на фиг.2 схема блока памяти. Генератор содер кит дискриминаторы 1 и 2, дешифратор 3, блок 4 памяти, элемент 5 задержки, схему 6 сравнения, умножитель 7, блок 8 памяти, счетчик 9, ключи 10 и 11, элементы 12 и 13 задержки, группу 14 источников шума, элемент 15 задержки, источник 16 шума, генератор 17 тактовых импульсов. Блок 4 памяти содержит ячейки 18 памяти, а также ключи 19 и 20. Генератор предназначен для формирования нестационарного векторного процесса x(t), y(t), заданного двумерной плотностью вероятнос.ти f(x, у, Т), где Т - параметр нестаЦионарности. Блок памяти 4 служит для запоминания аппроксимации этой плотности вероятности. Каждая из матриц ячеек памяти 18 нужна для запоминания плотности f(к, у. Т), ,...,N, где N - число дискретизаций параметра Т. При формировании каждой пары значений х, у используется метод Неймана, т.е. за значения х, у прини-: 3 мается пара значений выборки равномерно распределенных случайных величин г и Tj, эти значения подставлясются в плотность вероятности -и прове ряется неравенство f(x, У T.)f(r, г, Т.)К-г,(1) где правая часть служит для задания (Частоты появления параметров Х; и у г - равномерно распределенная случайная величина; К - коэффициент масштабирования, который должен выбираться в зависимости от максимума функции (х, у, т). Однако в связи с тем, ЧТО- формируемый процесс нестационарный, этот максимум различен для различных значений параметра Т. Можно выбрать К с учетом наибольшего из максимумов, но это приведет к снижению быстродействия устройства, поскольку формирование пары х, у с малым значением максимума масштаби рования все равно будет вестись по наибольшему максимуму. В результате могут быть отброшены как неп1)игодные те пары г, г , которые на самом де ле удовлетворяют плотности f(х, у. Т). В связи с этим в схему введены умножитель 7 и блок 8 памяти Последний представляет собой набор потенциометров, на которых выставлен набор коэффициентов Е Ч (Т) . Умножитель 7 необходим для масштабирования случайной величины г от второго источника 16 шума в зависимости от величины К. Счетчик 9 служит для задания параметра Т, дискриминатор 2 для выбора матрицы и потенциометра в блоке 8 памяти, соответствукнцих текущему значению параметра Т. Дискриминаторы 1 и 2 нужны для выбора строки и столбца, соответствующих текущим значениям г, и г„.Элементы задержки 5, 12, 13 и 15 необходимы для обеспечения временного согласования работы блоков схемы. Элементы задержки 12 и 13 должны обеспечивать задержку, равную времени срабатьшания четырех блоков генератора (блоки 1, 4, 5 и 6), элемент 15 - двух (блоки 3 и 8), элемент 5 задержки - одного блока. Запуск генератора производитсй генератором17, который запускает первый 14 и второй 16 источники шума. В счетчик 9 предварительно записывается единица, что обеспечя04вает появление сигнала,на первом входе дешифратора 3 и открывание четвертого ключа 20, т.е. выбор первой матрицы ячеек 18, где запомнена плотность вероятности f(x, у, Т,), Случайные величины г| и г от первого источника 14 шума поступают на входы первого 1 и второго 2 дискриминаторов, на 1-м и J-M входах которых появляются сигналы, и обеспечивают подключение всех i-x столбцов и всех j-CTpoK (последние за счет открывания третьих ключей 19-t-j, t 1, . . ., N) . В результате на выходах ключей 19 появляются величины, пропорциональные f(x|, у, Ti)f(rj, г|. Т,), f(x, , Tj) f(r, r(, Tj) f(x|, у , Т) f(r;, rJ, T), KOTopi ie поступают на входы соответствующих четвертых ключей 20. Поскольку сигналомот дешифратора 3 открыт только ключ 20, на первый вход схемы 6 сравнения поступает величина, пропоргщональная f(r Н, Т ) . На втором входе схемы 6 - величина, пропорциональная К, Гд(так как сигналом с вькода дешифратора 3 выбран, первый элемент блока 8 памяти, что обеспечивает умножение блоком 8 величины Tj от второго источника 15 шума на величину К-,). Если неравенство (1) не выполнено то в следующий такт работы устройства проверяется неравенство f(r:p, г,, rv к, г|. Если на этот раз неравенство выполнено, сигналом схемы б сравнения открываются ключи 10 и 11, на вход устройства поступают величины Xj г, у г. Поскольку одновременно выдается сигнал на вход счетчика 9, с его вькода снимается величина, пропорциональная двум. Сигналом с выхода дешифратора открывается четвертьй ключ 20-2, что равносильно выбору второй матрицы 18. При появлении на входах дискриминаторов 1 и 2 очередной пары случайных чисел г проверяется неравенство. f(rS, г. Т,) , K.rf.. Если оно вьшолняется, на вход генератора поступает новая пара чисел ец , У. г Таким образом может

быть сформирована реализация двухканального случайного процесса произвольной длины с любым заданным двумерным распределением.

По сравнению с прототипом и базовым устройством предлагаемое позволяет расширить класс решаемых задач.

так как прототип предназначен только для моделирования стационарньп; случайных процессов с двумерным распределением, а базовый объект - для формирования стационарной последовательности с одномерным нормальным распределением.

ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащий группу источников шума, и второй выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго дискриминаторов, группы выходов которых соединены соответственно с первой и второй группами адресных входов первого блока памяти, третья группа адресных входов которого подключена к группе выходов дешифратора соответственно, источник шума, схему срав-, нения, первый и второй ключи, выходы которых являются соответственно выходами первого и второго каналов генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет обеспечения свойства нестационарности формируемым процессам, он содержит счетчик, четыре элемента задержки, умножитель, второй блок памяти и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами источников шума группы и с входом источника шума, выход первого блока памяти через первый элемент задержки соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен с управ ляющими входами первого и второго (Л ключей и со счетным входом счетчика, информационньй выход которого соединен с информационным входом дешифратора, группа выходов которого соединена с группой адресных входов второго блока памяти, выход которого соединен с первьм входом умножителя, второй вход которого через второй элемент задержки соединен с выходом источника шума, со а выход умножителя соединен с вторьм 4ib входом схемы сравнения, первьй и второй выходы источников группы соответственно через третий и четвертый элементы задержки соединены с информационными входами первого и второго ключей.