Генератор случайных временных интервалов

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. с присоединением заявки М О 07 С 15/00С 06 Г 1/02 Государственнцй комитет СССР ио делам изобретенийи открытий(71) Заявитель Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт имени А.Н.Туполева(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ Изобретение относится к области.вычислительной техники и может найти применение при моделировании случайных процессов.Известны генераторы случайных5 временных интервалов с достаточно широким классом распределений вероятностей случайных временных ин.тервалов.Одно из известных устройств содержит блок элементов И, счетчик, триггер и генератор тактовых импульсов (11 Сложность устройства обусловлена необходимостью Формирования периодической последовательности чисел 15 с заданными свойствами, причем от длительности периода зависит точность настройки на заданный закон . распределения случайных временных интервалов. 2 ОИзвестно устройство, содержащее счетчики, элементы И и ИЛИ 21. Недостатком устройства является значительнаясложность настройки на заданный закон распределения вероятностей случайных временных интервалов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор случайных временных интервалов, содержащий генератор бернулиев ской последовательности импульсов, вероятностный (1,2 в)-полюсник, выходы которого соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены со входами соответствующих (2 щ)счетчиков, выходы (в) счетчиков соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со вхо- дом вероятностного (1,2 е)-полюсника и является выходом генератора 3 .Однако распределение вероятностей случайных временных интервалов на выходе этого генератора является смесью отрицательных биноминальных распределений. При настройке на заданный закон распределения смесь от-рицательных биноминальных распределений рассматривается (с некоторым приближением) как смесь распределений Эрланга, т.е. настройка на заданный закон распределения происходит в этом случае приближенно, Для точной настройки генератора на его выходе дополнительно необходим анализатор распределения вероятностей случайных временных интервалов. Тогда, изменяя параметры схемы (например, емкости счетчиков), настраивают генератор на заданное распределение, что является сложным и трудоемким процессомЦель изобретения - упрощение настройки генератора на заданный закон распределения вероятностей случайных временных интервалов.Эта цель достигается тем, что генератор случайных временных интервалов дополнительно содержит вторую группу элЕментов И и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен.со вторыми входами элементов И первой группы. Первые входы элементов И второй группы соединены с соответ" ствующими выходами в счетчиков, вторые входы элементов И второй группы соединены с выходом генератора бер нуллиевской последовательности импульсов., Выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ.На чертеже представлена структур О ная схема генератора случайных временных интервалов (для упрощения чертежа. 2 щобозначены через К).Генератор содержит вероятностный(1,к)-полюсник 1, генератор тактовых импульсов 2, первую группу элементов И 3, счетчики 4, источник бернуллиевской последовательности .импульсов 5, вторую группу элементов И б и Элемент ИЛИ 7.Выходы вероятностного (1,к)-полюсника 1 соединены с первыми входа-, ми элементов И 3, вторые входы кото- -рых подключены к выходу генератора2. Выходы элементов И 3 соединенысо входами соответствующих счетчиков 4. Выходы первых щ счетчиков 4соединены с первыми входами элементов И б, вторые входы которых соединены с выходом генератора 5. Выходы оставшихся (К-ю) счетчиков соединены 40со входами элемента ИЛИ 8. Выходы элементов И б подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 7, выход которого связан со входом вероятностного (1,к) -полюсника.45Сущность изобретения заключаетсяв следующем.Известно, что распределение вероятностей случайных временных интервалов Р (=0,1, ,) почти всехвстречающихся на практике случайныхпроцессов с ограниченным последействием обладают свойствомФХз= -55 где параметр Р удовлетворяет соотношению: 01 Р (1.Такие распределения вероятностей можно представить конечной смесью ц вырожденных распределений(со сдвиговым параметром) и геометрических распределений (со сдвиговым параметром и параметром Р). Для задаййого распределения вероятностей Р; (1(1=1,а) и Ъ (х=1,в) соответственно вырожденных и геометрических распределений и вместе с нимии сдвиговые,параметры распределений можно найти из системы уравнений, Ь-Р) ь Р,=1) Р,.,-7 (1 Ъ)д.ъ(ай,в),Работает предлагаемый генераторследующим образом. При включении устройства вероятностей (1,к)-полюсник устанавливается в одно из своих возможных сос-, тоянийВ результате открывается один из элементов 3 и пропускает от генератора 2 на вход соответствующего счетчика импульсы до его полного заполнения. После этого открывается соответствующий элемент И б (если формируетея случайный временный интервал с геометрическим распределением), и первый же импульс от генератора 5 поступает на вход элемента ИЛИ 7. Если же формируется слу" чайный временной интервал с вырожденным распределением, то после заполнения сигнал сразу поступает ка вход элемента ИЛИ 7. Импульс с элемента ИЛИ 7 поступает на выход гене" ратора случайных временных интерва- . лов и ка повторный запуск вероятностного (1,к)-полюсника.Описываемый процесс повторяется многократно.Таким образом, обеспечив возбуждение каждой выходной шины вероятностного (1,к)-полюсника с вероятностью, определяемой весовым коэффициентами смеси, а также, занося в счетчики соответствующие сдвиговые параметры, определяемые как и весовые Процесс получения заданного случайного временного интервала сеодится к случайной выборке (с помощью вероятностного (1,к)-полюсника) одного из каналов, моделирующих случайные временные интервалы с геометрическим распределением (например, какал содержащий элементы 2,3, 4, 5, 6), либо с вырожденным распределением .(например, канал Зщ, 4, ) На выходе элемента ИЛИ получаем смесь вырожденных и геометрических . распределений, т.е. заданный закон распределения вероятностей.739601 формула изобретения Составитель А.КараРедактор Л.утехина Техред А.Ач орректор М Шарош раж 641енного,комитетатений и открытийРаушская наб.,ПодписноСР 4/46 ЦНИИПИГо по дела 035, Москв/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная коэффициенты из системы уравнений(1), можно генерировать заданныйзакон распределения случайных временных интервалов. Генератор случайных временных интервалов, содеожащий генератор бернуллиевской последовательности импульсов, вероятностный (1,2 щ)-полюсник, выходы которого соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены со входами соответствующих (2 в) счетчиков, выходы (щ) счетчиков соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом вероятностного (1,2 в)-полюсника и является выходом генератора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения настройки генератора на заданный закон распределения вероятности случайных временных интервалов, он содержитвторую группу элементов И и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со вторыми входами элементов И первой группы, первые входыэлементов И второй группы соединеныс соответствующими выходами в счетчиков., вторые входы элементов И второйгруппы соединены с выходом генератора бернуллиевской последовательностиимпульсов, а выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе15 1. Авторское свидетельство СССР9249039, кл. б 06 Г 1/02, 1967,2. Авторское свидетельство СССР9494741, кл, 6 06 Г 1/02, 1974.3. Кирьянов Б.ф. АппаратурныеЩ методы вычислений на основе стохастического принципа. Докторскаядиссертация, КАИ, 1973, с. 288 (прототип)