Генератор коррелированных нормальных чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании нормальных коррелированных случайных процессов и цифровых кодов с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции. Целью изобретения является повышение быстродействия генерации коррелированных нормальных чисел с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции. Для достижения этой цели в генератор введены регистры числа 11 и 12, блок элементов ИЛИ-НЕ 14, коммутатор 15, элемент ИЛИ-НЕ 17, генератор шума 1, линия задержки 3, компараторы 4 и 5. Формирование выходной последовательности происходит в сумматоре 16. 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((Ц (я)5 G 06 F 7/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4457948/24-24 (22) 11.07.88 (46) 30.09.90. Бюл. ЬЬ 36 (71) Ульяновский политехнический институт (72) К.К.Васильев, А.Г.Ташлинский и В.А.Кульков (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

I4 1226450, кл. G 06 Е 7/58, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1228102, кл, G 06 F 7/58, 1986. (54) ГЕНЕРАТОР КОРРЕЛИРОВАННЫХ

НОРМАЛЬНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании нормальных коррелированных случайных процессов и цифровых кодов с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции. Целью изобретения является повышение быстродействия генерации коррелированных нормальных чисел с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции, Для достижения этой цели в генератор введены регистры 11 и 12 числа, блок элементов ИЛИ-НЕ 14, коммутатор 15, элемент ИЛИ-НЕ 17, генератор 1 шума, линия 3 задержки, компараторы 4 и 5. Форми-. рование выходной последовательности происходит в сумматоре 16, 1 ил.

1596325 момент времени на входы компараторов 4 и 40

5 подают два слабо коррелированных аналоговых высокочастотных случайных сигна-

50

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании нормальных коррелированных случайных процессов и цифровых кодов с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции.

Цель изобретения — повышение быстродействия генерации коррелированных нормальных чисел с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции.

На чертеже приведена функциональная схема генератора коррелированных нормальных чисел.

Генератор коррелированных нормальных чисел содержит генератор 1 шума, гене. ратор 2 тактовых импульсов, линию 3 задержки, компараторы 4 и 5, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, элемент И 7, триггеры 8 и 9, регистр 10, регистры 11 и 12 числа, умножитель 13, блок элементов ИЛИ-НЕ 14, коммутатор 15, сумматор 16 и элемент ИЛ ИНЕ 17, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в регистр 11 числа записано число, определяющее коэффициент корреляции, а в регистр 12 числа— число, определяющее дисперсию генерируемой последовательности коррелированных нормальных случайных чисел. Триггеры

8 и 9 находятся в произвольном состоянии, а в регистр.10 записано некоторое начальное число. Генератор 1 шума формирует на своем выходе аналоговый высокочастотный случайный сигнал, поступающий на входы компаратора 5 и линии 3 задержки, время задержки которой выбрано исходя из условия отсутствия корреляции сигналов на ее входе и выходе. Таким образом, в каждый ла. На выходах компараторов 4 и 5 формируются случайные двухразрядные равномерно распределенные числа, для чеro пороговые значения компараторов 4 и 5 выбирают исходя из условия равновероятного появления логических нулей и единиц на их выходах.

Двухразрядный код P на выходах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и элемента

И 7 (старший разряд этого кода соответствует выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 6, а младший — выходу элемента И 7) распределен по биномиальному закону. В самом деле, в силу равновероятного появления логических нулей и единиц на выходах компараторов 4 и 5 состояние P = 10 появляется в.50 случаев, à P = 01 или P = 00— в 25 случаев. Для синхронизации работы

35 устройства в целом служит генератор 2 тактовых импульсов, формирующий периодическую импульсную последовательность. С приходом очередного синхронизирующего импульса код Р записывается в триггеры 8 и

9, а в регистре 10 фиксируется выходной код сумматора 16, В каждом такте в зависимости от кода Р, записанного в триггеры 8 и 9, код с выхода умножителя 13 либо оставляют без изменения (P = 10), либо к нему добавляют число, записанное в регистре 12 числа (P = 01), либо вычитают число, записанное в регистре 12 числа (P = 00). Для этого служат блок элементов ИЛИ-НЕ 14, коммутатор 15, сумматор 16 и элемент ИЛИ-НЕ 17. Блок элемейтов ИЛИ-НЕ 14 при.наличии логического нуля на выходе триггера 8 инвертирует код регистра 12 числа. Если на выходе триггера 8 присутствует логическая единица, то на выходе блока элементов ИЛИ-НЕ

14 формируется нулевой код; Коммутатор 15 подает к второму входу сумматора 16 либо прямой код регистра 12 числа (если на выходе триггера 9 — логическая единица), либо код с выхода блока элементов ИЛИ-НЕ 14 ( если на выходе триггера 9 — логический нуль), При вычйтании (Р = 00) для преобразования инверсного кода в дополнительный к младшему разряду сумматора 16 добавляют логическую единицу с выхода элемента

ИЛИ-НЕ 17.

Таким образом, на выходе сумматора 16 формир,ется последовательность коррелированных нормальных чисел с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции.

Обозначив код очередного числа через Х, код регистра 11 числа (коэффициент корреляции) через r, код регистра 12 числа через

V, можно выразить дисперсию генерируемо последовательности чисел как Dx =

V/2(1 — г ).

Таким образом, задав необходимый коэффициент корреляции r и параметр дисперсии

Ч= 20х(1 — г ), получают последовательность случайных коррелированных нормальных чисел с заданными характеристиками.

Формула изобретения

Генератор коррелированных нормальных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, два триггера, первый регистр, умножитель и сумматор, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом первого триггера, выход умножителя соединен с входом первого слагаемого сумматора, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены генератор шума. линия, задержки, два компаратора, элемент ИСКЛЮЧАЮ1596325

Составитель Д.Феликсон

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор А.Огар

Заказ 2910 Тираж 564 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

ЩЕЕ ИЛИ, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, два регистра, блок элементов ИЛИ-НЕ и коммутатор,.-причем выход генератора шума сое- динен с входом первого компаратора и. через линию задержки с входом второго 5 компаратора. выход первого компаратора соединен с первыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента И, вторые входы которых соединены с выходом второго компаратора, выход элемента И соеди- 10 нен с информационным входом первого триггера, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с информационным входом второго триггера, тактовый вход которого соединен с выходом генератора так- 15 товых импульсов и с входом разрешения записи первого регистра, выход которого соединен с входом первого сомножителя умножителя, вход второго сомножителя, которого соединен с выходом второго регистра, прямой выход первого триггера соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом второго триггера и с первым входом блока элементов ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом третьего региСтра и с первым информационным входом. коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом блока элементов ИЛИ-НЕ, выход коммутатора соединен с вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, выход сумматора является информационным выходом генератора.