Устройство для определения характеристик случайного процесса Советский патент 1988 года по МПК G06F17/18 

Ч/

оо со

о

4:

СО

Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники и может найти применение при определении параметров распределения Накагами для аппроксимации широкого класса односторонних унимодальных распределений, таких как релеевское, райсовское, логнормальное и др. Целью изобретения является по- вьшение точности определения параметров исследуемого случайного процесса. Дпя достижения цели устройство содержит дополнительно квадратор 20, масштабные блоки 19, 21, элемент 22 задержки, блок 23 сравнения, сумматоры 18, 24, элемент НЕ 28 и элементы И 25, 27 и элемент ИЛИ 26. Устройство по выборочным данным определяет параметры аппроксимирующего двухпараметри- ческого распределения Накагами и уточняет эти параметры в соответствии с вьшеденньн аналитическим выражением, которое используется вместо пси- функции в аналитическом выражении. 2 ил. to (Л С

N)

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может найти применение при определении параметров распределения Накагами для аппрокс:нмации широкого класса односторонних унимодальных распределений вероятностей.

Целью изобретения является повышение точности определения парамет- ров.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства для определения характеристик случайного процесса; на фиг. 2 - зависимость абсолютной ошиб ки в определении параметра m от значения этого параметра.

Устройство для определения характеристик случайного процесса содержит (фиг. I) квадратор 1, усредни- тель 2, второй элемент И 3, первый делитель 4, первый сумматор 5, второй блок 6 извлечения корня, одно- вибратор 7, счетчик 8, первый блок 9 извлечения корня, логарифматор 10., второй масштабный блок 11, второй сумматор 12, блок 13 сравнения, первый масштабный блок 14, первьй эле- мент И 15, третий масштабный блок 16 второй делитель 17, третий сумма- тор 18, четвертый масштабный блок 19, дополнительный квадратор 20, пятый масштабный блок 23, элемент 22 задержки, дополнительный блок 23 сравнения, четвертый сумматор 24, третий элемент И 25, элемент ИЛИ 26, четвертый элемент И 27 и элемент НЕ 28.

Устройство по выборочным данн№1 определяет параметры аппроксимирую- дего двухпараметрического распределения Накагами, имеющего следующий вид

,ч 2 /т Г Г(1а)

х I и

X ехр

(1)

где и, Q - параметры распределения

(0,5 m 00 j S7 0)з r(ni) - гамма-функция. Алгоритм определения параметров по выборочным данным включает следующие пр о цедуры:

о - f

Л-у

х

(2)

и выводят ее из устройства для использования в аппроксй {ирующем распределении.

NN

А Л.П хГ.

(3)

л

m

4 In и/А

. (4)

л

m

1,1

(5)

и в случае его выполнения выводят m из устройства для использования в аппроксимирующем распределении.

т.. -2,028985 т

-г

+ 1,057971- m -4,057971 -lO (6)

и уточненное значение m выводят из устройства для использования в аппроксимирующем распределении.

Изложенный алгоритм реализуется в устройстве следующим образом.

Выборка из значений х последовательно поступает на входы квадратора 1 и одновибратора 7. Возведенные в квадрат значения выборки с выхода квадратора 1 поступают на входы усреднителя 2 и первого масштабного блока 14.

На каждый отсчет выборки одновиб- ратор 7 запускается и выдает на выходе импульс. Эти импульсы поступают на вход счетчика 8, который считает их. Момент, когда счетчик 8 закончит счет N импульсовj соответствует моменту, когда в усреднителе 2, выполненном в виде нерекурсивного фильтра, работающего в режиме усреднения, будет окончательно сформирована П. в соответствии с (2), а первый масштабный блок 14 закончит определение произведения квадратов всех членов выборки..

В этот момент счетчик 8 выдает импульс, отпирающий по первым входам первьй элемент И 15 и второй элемент И 3. Через указанные элементы И соответственно из усреднителя 2 на вход делимого первого делителя 4 поступит Л, а из первого масштабного блока 14 произведение поступит на вход первого блока 9 извлечения корня и на первый вход блока 13 сравнения, на второй вход которого подан нулевой потенциал. В случае равенства произведения нулю блок 13 сравнения вьщает сигнал, запрещаюпцш обработку данной выборки, действие которого сводится к сбросу блоков устройства в исходное состояние.

Одновременно с выхода второго элемента И 3 значение Л вьщается для использования в аппроксимирующем распределении.30

Первый блок 9 извлечения корня определяет А в соответствии с (З). Значение А из него поступает на вход делителя первого делителя 4, в- котором

Значение т, задерланное элемен 22 задержки на время, необходимое для проверки условия (5), через открытый четвертьй элемент И 27 п ступает на второй вход элемента 25 ИЛИ 26 и по выходу последнего выв дится из устройства для использов ния. Одновременно значение го, сф мированное блоками 18, 19, 20, 21 24, будет задержано закрытым трет элементом И 25.

В случае, если условие (З) не дет выполнено, блок 23 сравнения дает импульс, запирающий по второ входу четвертый элемент И 27. Это

определяется величина $1/А. Значение же импульс, пройдя элемент НЕ 28, последней поступает в логарифматор 10, где определяется In (П/Л),

Из логарифматора 10 эта величина поступает на входы третьего масштабного блока 16 и второго масштабного блока 11. В последнем определяется

отпирает по второму входу третий мент И 23. Значение m с выхода э мента 22 задержки из-за закрытого четвертого элемента И 27 не сможе 4Q попасть на соответствукяций выход

значение -т In (), которое поступает В первый сумматор 5 для определеустройства. Однако это же m посл возведения в квадрат квадратором и умножения на коэффициент а

-2,028985-10 в четвертом масшт

ння суммы + - In (П/А). Оттуда эта 45 ° блоке 19 поступит на один из

входов третьего сумматора 18, на рой вход которого будет подано з ние Ът 1,057971 - и, полученно пятом масштабном блоке 21. Сумма

сумма поступает во второй блок 6 извлечения корня, где определяется

I

I + -г- In (И/А) . Последняя величина поступает во второй сумматор 12, где

определяется сумма 1 +

д| 1 + I In (П/А)

Эта сумма поступает на вход делимого второго делителя 17.

В третьем масштабном блоке 16 определяется произведение 4 х In (я/А), которое поступает на вход делимого

0

0

второго делителя 17. В последнем в соответствии с (4) завершается определение m.

С выхода второго делителя 17 значение оценки параметра m поступает на входы квадратора 20, пятого масштабного блока 21, элемента 22 задержки и дополнительного блока 23 сравнения, на второй вход которого подан потенциал, соответствующий коду 1,1. Блок 23 сравнения обеспечивает проверку условия (5) ив случае его выполнения выдает импульс, 5 отпиракиций по второму входу четвер- тьй элемент И 27. Этот же импульс, пройдя элемент НЕ 28, становится запирающим и закрывает по второму входу третий элемент И 25.

Значение т, задерланное элементом 22 задержки на время, необходимое для проверки условия (5), через открытый четвертьй элемент И 27 по-. ступает на второй вход элемента 5 ИЛИ 26 и по выходу последнего выводится из устройства для использования. Одновременно значение го, сформированное блоками 18, 19, 20, 21 и 24, будет задержано закрытым третьим элементом И 25.

В случае, если условие (З) не будет выполнено, блок 23 сравнения выдает импульс, запирающий по второму входу четвертый элемент И 27. Этот

же импульс, пройдя элемент НЕ 28,

отпирает по второму входу третий элемент И 23. Значение m с выхода элемента 22 задержки из-за закрытого четвертого элемента И 27 не сможет Q попасть на соответствукяций выход

устройства. Однако это же m после возведения в квадрат квадратором 20 и умножения на коэффициент а

-2,028985-10 в четвертом масштаб ° блоке 19 поступит на один из

входов третьего сумматора 18, на второй вход которого будет подано значение Ът 1,057971 - и, полученное ,в пятом масштабном блоке 21. Сумма

А 2 А

а m + bm с выхода третьего сумматора 18 поступает в четвертьй сумматор 24, где после сложения с записанным там коэффициентом с -4,057971 х X 10 будет окончательно определена в соответствии с (6) скорректированная оценка т.

Эта уточненная оценка параметра т через открытьш третий элемент И 25 и

513961

элемент ИЛИ 26 поступает на выход последнего для использования в аппроксимирующем распределении.

С выходов устройства оценки параметров SI, и т, определенные по данной выборке и соответствующие конкретному на данньш отрезок времени виду распределения, поступают на входы |цругих технических устройств для ис- Q пользования в аппроксимирующем распределении Накагами. Затем процесс Повторяется для новыя; значений выборки.

Формула изобретения

Устройство для определения характеристик случайного процесса по авт. св. № 1273947, о т л и ч а - |о щ е ё с я тем, что, с целью повы- |цения точности определения параметров, в него дополнительно введены элемент задержки, элемент НЕ, допол- Нительный квадратор, четвертый и пя- гьй масштабные блоки, элемент ИЛИ, дополнительньй блок сравнения, трети И четвертый сумматоры, третий и чет- йертый элементы И, при этом выход

S

0,0fff

0.5

Q

5

0

5

496

второго делителя подключен к информационному -входу дополнительного блока сравнения, входам элемента задержки, пятого масштабного блока и дополнительного квадратора, выход которого через четвертьй -масштабный блок соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу пятого масштабного блока, а выход третьего сумматора через четвертьй сумматор подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен квыходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, выход дополнительного блока сравнения соединен с вторьм входом четвертого элемента И непосредственно, а через элемент НЕ - с вторым входом третьего элемента И, вход задания величины уровня сравнения дополнительного блока сравнения является дополнительным информационным входом устройства, выход элемента ИЛИ является выходом соответствующего параметра распределения устройства.

т

f.ff Фие г

f.S