Генератор случайного процесса Советский патент 1991 года по МПК G06F7/58 

Иэобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при цифровом моделировании искусственных случайных процессов, имитации стохастических сигналов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения независимого управления значениями математического ожидания, дисперсии и интервала корреляции генерируемого процесса.

На чертеже представлена функциональная схема генератора случайного процесса.

Генератор случайного процесса содержит датчик 1 равномерного распределения случайных чисел, первую 2t

вторую 3, третью 4, четвертую 5 схемы сравнения, первый 6 и второй 7 элементы И, реверсивный счетчик 8, генератор 9 тактовых импульсов, элемент 10 задержки, первый 11, второй 12 и третий 13 регистры.

Генератор случайного процесса работает следующим обо азом.

Перед началом работы генератора в первый 4, второй 12 и третий 13 регистры записываются константы С, Ml и М2, с помощью которых устанавливают требуемые значения интервала корреляции генерируемого процесса, математического ожидания и дисперсии, В реверсивном счетчике 8 устанавливается некоторое произвольное начальное значение.

а

4

ел

ее ел

-Пусть на n-м такте работы генератора случайного процесса в реверсивном счетчике находится значение х При приходе тактового импульса от

генератора 9 тактовых импульсов осуществляется запуск датчика равномерно распределенных случайных чисел 1 , вырабатывающий случайные числа gn-H и vn( соответственно на выходах

старших и младших разрядов датчика. Значение g П-и сравнивается со значениями хп (на первой схеме 2 сравнения), Ml (на третьей схеме 4 сравнения) и М2 (на четвертой схеме 5 сравнения), значение vn-H сравнивается со значением с на второй схеме сравнения. Если g х„, то на выходе Меньше первой схемы 2 сравнения вырабатывается сигнал, поступаю- щий на второй вход первого элемента И 6, если g n+ Xj,, то этот сигнал вырабатывается на выходе Больше первой схемы 2 сравнения и поступает на второй вход второго элемента И 7. При выполнении условия v, с на выходе Меньше второй схемы сравнения 3 возникает сигнал, поступающий на третьи входы первого 6 и второго 7 элементов И. Аналогично при выполнении условия gm, Ml на выходе Больше третьей схемы 4 сравнения появляется сигнал, поступающий на четвертые входы первого 6 и второго 7 элементов И, при выполнении условия gn+ М2 на выходе Меньше четвертой схемы 5 сравнения - сигнал, поступающий на пятые входы этих же элементов. На первые входы элементов И поступает через элемент I 0 задержки тактовый импульс от генератора 9 тактовых импульсов. В результате на выходе первого 6 элемента И возникает импульс, если выполняются следующее условия: gn+,cxn; Ml g, М2; Vh4-i c« Этот импульс поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 8, уменьшая его содержимое на единицу.

Если же выполнены условия gnH x Ml . vn+,.c, то импульс возникает на выходе второго 7 элемента И, этот импульс воздействует на суммирующий вход реверсивного счетчика 8, увеличивая его содержимое на единицу.;

Если же g, -х или vn+, ь с, или gn + , или 8Ч4-, М2 оба элемента И оказываются закрытыми и содержимое реверсивного счетчика 8 не изменяется.

Таким образом, осуществляется формирование очередного случайного числа хп-и и данный (п+1 )-й такт его работы завершается, все другие такты работы генератора аналогичны описанному.

Генератор случайного процесса формирует на выходе реверсивного счетчика 8 последовательность случайных импульсов с одномерным распределением, близким к нормальному, со следующими параметрами:

-математическим ожиданием

Ml -(- М2

m к „.

-дисперсией

еЛ. М2 - Ml - 2

-нормированной корреляционной функцией ,

(КО p (i-0,l,2,...),

где р - 1 - -2Ј.- .

М - разрядность чисел g, vft; С - разрядность числа С;

-интервалом корреляции

Л .1 +Р .

2F(-|)

где F - тактовая частота генератора 9.

Задаваясь требуемыми значениями njj, (Т| и интервала корреляции Јк , можно при фиксированных значениях F, М и N определить необходимые величины констант Ml, M2, С, гарантирующие получение случайного процесса с нужными характеристиками.

Формула изобретения

Генератор .случайного процесса, содержащий генератор тактовых импульсов, элемент задержки, первую и вторую схемы сравнения, первый и второй элементы И, регистр, реверсивный счетчик и датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход старших разрядов которого соединен с первым входом первой схемы сравнения выход младших разрядов - с первым входом второй схемы сравнения, а вхо запуска - с выходом генератора тактовых импульсов и входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И соединен с выходом Меньше первой схемы сравнения, второй вход второго элемента И соединен с выходом Больше первой схемы сравнения, третьи входы первого и второго элементов И соединены с выходом Меньше второй схемы сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра, информационный вход которого является входом задания интервала корреляции генерируемого процесса, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами реверсивного счетчика, информационней выход которого является выходом генератора и соединен с вторым входом первой схемы сравнения, отличающий ся тем, что, с целью расширение функциональных

возможностей за счет обеспечения независимого управления значениями математического ожидания, дисперсии и интервала корреляции генерируемого процесса, в него введены третья и четвертая схемы сравнения и второй и третий регистры, причем первые входы третьей и четвертой схем сравнения соединены с выходом старших разрядов датчика равномерно распределенных случайных чисел, а вторые входы - с информационными выходами соответственно второго и третьего

регистров, информационные входы которых являются входами задания значений математического ожидания и дисперсии генерируемого процесса, выход Больше третьей схемы сравнения соединен с четвертыми входами первого и второго элементов И, выход Меньше четвертой схемы сравнения соединен с пятыми входами первого и второго элементов И.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при цифровом моделировании искусственных случайных процессов, имитации стохастических сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения независимого управления значениями математического ожидания, дисперсии и интервала корреляции генерируемого процесса. Генератор случайного процесса содержит генератор тактовых импульсов, датчик равномерно распределенных случайных чисел, четыре схемы сравнения, три регистра, два элемента И и реверсивный счетчик. Цель изобретения достигается введением второго и третьего регистров, третьей и четвертой схем сравнения с соответствуюпими связями. 1 ил. с в (Л

ЫдЖ