Статистический анализатор Советский патент 1988 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано при определении законов распределения случайных сигналов.

Целью изобретения является повышение точности определения закона распределения при малом числе изме- ре1шйс

Работа анализатора поясняется чертежом, на котором приведена функциональная схема анализатора.

Анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 сравнения, синхронизатор 3, регистры 4, 42,...,4fi, элемент ИЛИ 5, сумматор 6, счетчик 7, информационный вход 8j блок 9 памяти , демультиплексор 10, накапливающие сумматоры 11,, 11 ,..., 11.

В основу работы предлагаемого статистического анализатора положено использование ядерных оценок (Я-оце- нок) по методу Розенблата-Парзена. Известен ряд версий метода Я-оценок, например методы вкладов, уменьшения неопределенности и др. Все они связаны общей идеей: при малом числе N обрабатываемых реализаций случайной величины учесть относительный, случайный характер каждой отдельной реализации. При этом каждая реализация размазывается по некоторому интервалу, а в качестве элементарной плотности распределения для i-й реализации используется некоторая непрерыв- ная функция Н, (х), заданная на этом нтервале. Способ задания функций V,(х) ( ,N) определяет конкретную версию метода Я-оценок.

.В анализаторе используется метод оследовательной дихотомии (МПД), При этом функция плотности распределения имеет вид;

S (x) О при а xeb;

(1)

Ч (х) О при и , де а и b - границы интервала возмож- нык значений случайной величины X.

Для каждой реализации х строят епрерывную функцию

4 j(x) ZIS ,-:(x),(2)

де К - количество разбиений исходно- .го интервала а, bj при обработке одной реализации; Vj -Cx) - элементарная функция плотности, надстраиваемая на j-м ша-;

0

5

0

5

0

5

0

ге разбиения при. обработке i-й реализации.

Алгоритм построения следуюгций. На первом шаге исходный интервал разбивается пополам, часть-р не содержащая реализации Х , отбрасывается, а над оставшимся интервалом надстраивается функция плотности Ф; (х), представляющая собой плотность равномерного распределения высотой Н,. Полученный интервал, снова разбивается пополам, пустая часть отбрасывается, а над оставшимся интервалом строится функция плотности Ч ,(х) высотой Н и т.д.

Процесс построения функций (х) (,K) для 1-й реализации заканчи- вается при совпадении на очередном щаге величины интервала, содержащего реализацию х,, и заранее выбранного интервала аппроксимации. Для удобства работы исходный интервал а, Ь должен, включать целое число г интервалов аппроксимации, равное степени двойки. При этом число р.азбиений К исходного интервала определяется соотношением

.(3)

Функции плотности ,-j(x) имеют одинаковьй вес. Условие нормировки при этом выполняется соответствующим подбором высот .

Гй-Ь

где d - ширина исходного интервала анализа, равная (Ь-а).

Результирующая плотность распреде- ления М (х) определяется суммированием функций % (х)

(x)Z V.(x) ,

i

V). (5)

5

0

5

Из описания метода следует, что непрерьшная функция Ч (х) , построенная для 1-й реализации, однозначно определяется расположением данной реализации на интервале анализа а,Ь (или порядковым номером интервала аппроксимации, содержащего i-ю реализацию) . Таким образом, для каждого из несовместных случайных событий

, а+ 5,...,х (г-1 )1У,Ь ,

(6)

g --S ширина интервала аппроксимации,

можно заранее рассчитать высоты каждого из г столбцов функции (х), границы интервалов аппроксимации задаются в блоке 2 сравнения.

3,4

А)Ш.пизатор работает следующим бразом.

Поступающие на вход аналого-циф- ового преобразователя 1 реализации сследуемого случайного сигнала x(t) реобразуются в цифровой код. Преоб- азование каждой реализации завершается формированием на выходе конца преобразования импульсного сигнала, запускающего синхронизатор 3, на втоом выходе которого появляется импульс, поступ ающий на .тактовый вход блока 2 сравнения.

Блок 2 вьщеляет 1-й интервал аппроксимации (, г) исходного интервала анализа а,Ь , С9держащий текущую реализацию.

Синхронизация работы блока 2 осуществляется импульсами с выхода синхронизатора 3.

Блок 9 памяти матричной структуры содержит гхг ячеек памяти, причем в г ячейках первой строки матрицы хра нятся,значения высот каждого из г столбцов функции У (х), соответствующие случаю х,, a+S}, в г ячейках, второй строки - значения высот каждого из г столбцов функции ,(х), соответствующие случаю . x,, a+2S и т.д.

Перед началом работы анализатора в регистр 4| заносится адрес первой ячейки первой строки блока 9, в регистр 4j - адрес первой ячейки второй строки и т.д., в регистр 4 - адрес первой ячейки г-й строки. Сум- матеры 6, 11, 11,.. .,1 IP и счетчик 7 устанавливаются в нуль.

Едиьшца на 1-м вькоде блока 2 разрешает считывание адреса первой ячейки соответствующей строки блока 9 из 1-го регистра 4. Этот адрес через эле мент ИЛИ 5 поступает на информацион- ный вход сумматора 6, одновременно мпульсы с выхода синхронизатора 3 одсчитываются счетчиком 7, содержимое которого подается на другой инормационный вход сумматора 6 и на адресный вход демультиплексора 10. При этом на вход блока 9 последовательно поступают адреса первой, второй, ... г-й ячеек 1-й строки. Содержимое этих ячеек, т.е. значения высот первого, второго, ..., г-го столбцов соответствующей функции (х)

ВИШПИ Заказ 3656/46

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

794

через демультиплексор 1U поступает на входы сумматоров 11, 1 1 , ..., 1 t соответственно. Таким образом, в сумматорах 11 формируется результирующая плотность распределения У(х) соглас- но (5).

Импульс с выхода синхрО1Шзатора 3 устанавливает в нуль сумматор 6 и счетчик 7, подготавливая анализатор к обработке следующей реализации. На этом работа анализатора заканчивается. Формула изобретения

Статистический анализатор, содержащий аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого является входом анализатора, блок сравнения, счетчик, сумматор, элемент ИЛИ, блок памяти, синхронизатор, первый выход которого соединен с входами установки в О счетчика и .сумматора, о тли ч а ющи йся тем, что, с целью повышения точности, в него введены г регистров (г - натур альное число интервалов аппроксимации), группа из г накапливающих сумматоров и демультиплексор, причем выход конца преобразования и информа1щонный выход аналого-цифрового преобразователя соединены соответственно с входом запуска синхронизатора и информационным входом блока сравнения, входами задания порогов сравнения которого являются входы задания границ интервалов аппроксимаци анализатора, тактовый вход блока сравнения соединен с вторым выходом синхронизатора, третий выход которого соединен с счетным входом счетчика, i-й (,2,.,.,г) выход блока сравнения соединен с входом соответствующего регистра, выход которого соединен с соответствующимi входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым информационным входом сумматора, второй информационный вход которого соединен с адресным входом демультиплексора и выходом счетчика, выход сумматора соединен с адресным входом блока памяти, выход которого соединен с информационным входом демультиплексора, i-и выход которого соединен с входом (i+1)-ro накапливающего сумматора группы, выход которого является выходом i-ro значения плотности распределения анализатора.

Тираж 704 Подписное

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении законов расм пределения случайных сигналов. Целью изобретения является повышение точности определения закона распределения при малом числе измерений. Анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 сравнения, синхронизатор 3, регистры 4,, 42, 4, элемент ИЛИ 5, сумматор 6, счетчик 7, блок 9 памяти, демультиплек- сор 10, сумматоры 11,, 11,,.., 11. Работа анализатора основывается на . методе последовательной дихотомии, при этом высоты столбцов функции плотности заранее рассчитьгоаются и хранятся в блоке памяти, границы интервалов аппроксимации задаются в блоке сравнения. 1 ил. i (Л С ч со