RU2099781C1 - Stochastic automation - Google Patents
Stochastic automation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2099781C1 RU2099781C1 RU94042181A RU94042181A RU2099781C1 RU 2099781 C1 RU2099781 C1 RU 2099781C1 RU 94042181 A RU94042181 A RU 94042181A RU 94042181 A RU94042181 A RU 94042181A RU 2099781 C1 RU2099781 C1 RU 2099781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- group
- input
- block
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вычислительной техники и радиотехники и предназначено для использования в комплексах автоматизированных систем управления военными сетями спутниковой связи с радио-АТС Единой системы спутниковой связи второго этапа развития (УССС-2)
Известен автономный вероятный автомат, содержащий генератор тактовых импульсов, два генератора случайных импульсов, два блока элементов И, три регистра, блоки задания закона распределения и памяти (см. авт. св. СССР N 734701, G 06 F 15/20, 1980, бюл.18).The invention relates to the field of computer engineering and radio engineering and is intended for use in complexes of automated control systems for military satellite communications networks with radio-ATS of the Unified satellite communications system of the second stage of development (USSS-2)
A well-known autonomous probable automatic machine containing a clock generator, two random pulse generators, two blocks of AND elements, three registers, blocks for setting the distribution law and memory (see ed. St. USSR N 734701, G 06 F 15/20, 1980, bull. .eighteen).
Однако данный вероятностный автомат моделирует однородную цепь Маркова, что сужает его функциональные возможности. However, this probabilistic automaton models a homogeneous Markov chain, which narrows its functionality.
Известен вероятный автомат, содержащий генератор пуанссоновского потока импульсов, генератор тактовых импульсов, элемент И, регистр, блоки задания закона распределения, элементов И и памяти (см. авт. св. СССР N 645162, G 06 F 15/20, 1979). A known automaton is known that contains a Poinson pulse flow generator, a clock pulse generator, an I element, a register, blocks for specifying the distribution law, I elements and memory (see ed. St. USSR N 645162, G 06 F 15/20, 1979).
Однако известный вероятностный автомат моделирует цепь Маркова, в которой переход из состояния в состояние не зависит от времени пребывания в предыдущем состоянии, что ограниивает функциональные возможности автомата. However, the well-known probabilistic automaton models a Markov chain in which the transition from state to state does not depend on the time spent in the previous state, which limits the functionality of the automaton.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототипом) является вероятностный автомат (см. авт. св. СССР N 1045232, G 06 F 15/36, 1983, бюл.36), содержащий генератор тактовых импульсов, элементы И и ИЛИ, регистр сдвига, блока памяти и задания времени. The closest in technical essence to the claimed device (prototype) is a probabilistic automaton (see ed. St. USSR N 1045232, G 06 F 15/36, 1983, bull. 36), containing a clock pulse generator, elements AND and OR, register shift, memory block and time setting.
Недостатком прототипа является то, что выбор состояния регистром сдвига производится без учета внешних управляющих воздействий, вследствие чего вероятностный автомат не может моделировать управляемые цепи Маркова, что исключает его применение для анализа реальных сетей связи. Данный вероятностный автомат позволяет моделировать неуправляемые полумарковские цепи, в то время как большинство процессов, реально протекающих в сетях спутниковой связи (СС) с радио-АТС ECCC-2, являются управляемыми. Реализация управляющих воздействий приводит к изменению вероятностно-временного механизма процесса перехода системы из одного состояния в другое. Например, ограничение доступа абонентов к радиоресурсу ретранслятора или же ограничение их по времени информационного обмена, вводимые при резком возрастании пользовательского трафика с целью предотвращения перегрузки сети СС с радио-АТС, приводит к изменению вероятности перегрузки сети и времени ее пребывания в нормальном состоянии. The disadvantage of the prototype is that the state is selected by the shift register without taking into account external control actions, as a result of which the probabilistic automaton cannot model controlled Markov chains, which excludes its use for the analysis of real communication networks. This probabilistic automaton allows you to simulate uncontrolled semi-Markov chains, while most of the processes that actually occur in satellite communications networks (SS) with ECCC-2 radio-telephone exchanges are controllable. The implementation of control actions leads to a change in the probabilistic-temporal mechanism of the process of transition of a system from one state to another. For example, restricting subscribers' access to the radio resource of a repeater or restricting their time for information exchange, introduced with a sharp increase in user traffic in order to prevent congestion of the SS network from the radio-PBX, leads to a change in the probability of network congestion and the time of its stay in the normal state.
Кроме того, анализируя процесс без учета шумов наблюдения, устройство -прототип не позволяет моделировать марковские цепи на основе гауссовских последовательностей, являющихся наиболее общей моделью вероятности процессов, реально протекающих в системе связи (с учетом канальных шумов, шумов трактов приема и т.п.). Моделирование марковских последовательностей на основе гауссовских процессов позволяет использовать для проверки правильности принимаемых решений наиболее мощные из известных в настоящее время методов оптимизации методов, основанных на принципе оптимальности Беллмана и принципе максимума Понтрягина [1, 2, 3]
Целью предлагаемого изобретения является создание управляемого вероятностного автомата с расширенными функциональными возможностями за счет обеспечения моделирования управляемых полумарковских цепей, формируемых на основе гауссова представления процессов, реально протекающих в системе связи.In addition, when analyzing the process without taking into account the observation noise, the prototype device does not allow modeling Markov chains based on Gaussian sequences, which are the most general probability model of processes that actually occur in the communication system (taking into account channel noise, noise of the reception paths, etc.) . Modeling Markov sequences on the basis of Gaussian processes makes it possible to use the most powerful currently known optimization methods based on the Bellman optimality principle and Pontryagin maximum principle to verify the correctness of decisions [1, 2, 3]
The aim of the invention is the creation of a controlled probabilistic automaton with enhanced functionality by providing simulation of controlled semi-Markov chains formed on the basis of a Gaussian representation of processes that actually occur in the communication system.
Указанная цель достигается тем, что в известный вероятностный автомат, содержащий генератор тактовых импульсов, элементы И и ИЛИ, блоки элементов И, памяти, задания времени, дополнительно введены датчик случайной последовательности, блоки формирования корректирующей последовательности, коррекции, формирования значений элементов матрицы, формирования значений индикаторов, управления и дешифратор. Выход генератора тактовых импульсов подключен к прямому входу элемента И и первому входу блока задания времени, выход элементы И соединен с входом блока элементов И, с синхронизирующим входом блока формирования значений индикаторов и с вторым входом устройства управления. Группа выходов блока элементов И соединена с входами блока памяти, группа выходов которого соединена с группой входов блока задания времени, группа выходов которого подключена к входам элемента ИЛИ и является выходами устройства. Выход элемента ИЛИ соединен с инверсным входом элемента И, выход датчика случайной последовательности подключен к первой группе входов блока коррекции, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока формирования значений индикаторов. Вторая группа входов блока коррекции подключена к группе выходов блока формирования корректирующей последовательности. Группа выходов блока формирования значений элементов матрицы параллельно подключена к группе входов блока формирования корректирующей последовательности, к третьей группе входов блока коррекции и к второй группе входов блока формирования значений индикаторов. Выход блока управления соединен с входом блока формирования значений элементов матрицы и с входом дешифратора. Группа выходов блока формирования значений индикаторов соединена с группой входов блока элементов И. Третья группа входов блока формирования значений индикаторов соединена с группой выходов блока памяти. Выход дешифратора подключен к второму входу блока задания времени. Первый вход блока управления является входом управляемого вероятностного автомата. This goal is achieved by the fact that in a known probabilistic automaton containing a clock pulse generator, AND and OR elements, blocks of AND elements, memory, time settings, a random sequence sensor, blocks for generating a correcting sequence, correction, forming matrix element values, generating values are additionally introduced indicators, controls and decoder. The output of the clock generator is connected to the direct input of the AND element and the first input of the time setting unit, the output of the AND elements is connected to the input of the AND element block, with the clock input of the indicator value generating unit and to the second input of the control device. The group of outputs of the AND block of elements is connected to the inputs of the memory block, the group of outputs of which is connected to the group of inputs of the time setting block, the group of outputs of which is connected to the inputs of the OR element and are the outputs of the device. The output of the OR element is connected to the inverse input of the AND element, the output of the random sequence sensor is connected to the first group of inputs of the correction unit, the group of outputs of which is connected to the first group of inputs of the block for generating indicator values. The second group of inputs of the block correction is connected to the group of outputs of the block forming the corrective sequence. The group of outputs of the block for generating values of matrix elements is connected in parallel to the group of inputs of the block for forming the corrective sequence, to the third group of inputs of the correction block and for the second group of inputs of the block for generating values of indicators. The output of the control unit is connected to the input of the unit for forming the values of the matrix elements and to the input of the decoder. The group of outputs of the block for generating values of indicators is connected to the group of inputs of the block of elements I. The third group of inputs for the block for generating values of indicators is connected to the group of outputs of the memory block. The decoder output is connected to the second input of the time setting unit. The first input of the control unit is the input of a controlled probabilistic automaton.
Блок формирования корректирующей последовательности состоит из групп умножителей, сумматоров, решающего устройства, вычислителя корректирующей последовательности. Группа входов блока формирования корректирующей последовательности соединена с первыми входами умножителей, выходы которых соединены с входами сумматоров. Выходы сумматоров параллельно подключены ко вторым входам умножителей и к входам решающего устройства, выходы которого соединены с входами вычислителя корректирующей последовательности. Выходы вычислителя корректирующей последовательности являются выходами блока формирования корректирующей последовательности. The corrective sequence formation unit consists of groups of multipliers, adders, a solver, and a corrective sequence calculator. The group of inputs of the corrective sequence forming unit is connected to the first inputs of the multipliers, the outputs of which are connected to the inputs of the adders. The outputs of the adders are connected in parallel to the second inputs of the multipliers and to the inputs of the resolver, the outputs of which are connected to the inputs of the calculator of the corrective sequence. The outputs of the corrective sequence calculator are the outputs of the corrective sequence generation unit.
Блок коррекции состоит из групп сумматоров и умножителей на два. Первая группа входов блока коррекции подключена к первым входам сумматоров. Вторая группа входов блока коррекции подключена к первым входам умножителей на два, ко вторым входам которых подключена третья группа входов блока коррекции. Выходы умножителей на два соединены с вторыми входами сумматоров, выходы которых являются выходами блока коррекции. The correction block consists of groups of adders and multipliers by two. The first group of inputs of the correction block is connected to the first inputs of the adders. The second group of inputs of the correction block is connected to the first inputs of the multipliers by two, to the second inputs of which a third group of inputs of the correction block is connected. The outputs of the two multipliers are connected to the second inputs of the adders, the outputs of which are the outputs of the correction block.
Блок управления состоит из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и счетчика обращения к ПЗУ. Первый вход ПЗУ является первым входом блока управления. Второй вход блока управления подключен к первому входу счетчика обращений к ПЗУ, выход которого подключен ко второму ПЗУ. Второй вход счетчика обращений к ПЗУ соединен с первым выходом ПЗУ, второй выход которого является выходом блока управления. The control unit consists of a read-only memory (ROM) and a counter accessing the ROM. The first input of the ROM is the first input of the control unit. The second input of the control unit is connected to the first input of the counter accesses to ROM, the output of which is connected to the second ROM. The second input of the ROM access counter is connected to the first output of the ROM, the second output of which is the output of the control unit.
Блок формирования значений индикаторов состоит из группы вычислителей значений индикаторов. Первая и вторая группа входов каждого из вычислителей значений индикаторов являются первой и второй группой входов блока формирования значений индикаторов, каждый вход третьей группы входов которого является третьим входом каждого из вычислителей значений индикаторов. К четвертому входу каждого из вычислителей значений индикаторов подключен четвертый вход блока формирования значений индикаторов. Выход каждого из вычислителей значений индикаторов образуют группу выходов блока формирования значений индикаторов. The block for generating indicator values consists of a group of calculators of indicator values. The first and second group of inputs of each of the indicator value calculators are the first and second group of inputs of the indicator value generation unit, each input of the third group of inputs of which is the third input of each of the indicator value calculators. The fourth input of the indicator value generating unit is connected to the fourth input of each of the indicator value calculators. The output of each of the calculators of the indicator values form a group of outputs of the indicator value generation unit.
Принцип создания предлагаемого управляемого вероятностного автомата основан на известных результатах теории марковских процессов и теории переменных состояния, когда процесс изменения состояний сети многоканальной радиосвязи (сети спутниковой связи с радио-АТС) можно представить в виде [1]
где C(kTcc) m, m 1, M матрица строка возможных значений X(k); вектор индикаторов состояния процесса X(kTcc) [3] элементы которого принимают значения
P((k+1)T, T, u) матрица переходных вероятностей процесса учитывающая вводимые управления u, вектор случайных дискретных по состоянию последовательностей возбуждения процесса с нулевым средним и единичной дисперсией,
Г(kTcc)=diag{2Pmm} матрица возбуждения процесса
Tcc управляемый период смены состояния процесса X(kTcc).The principle of creating the proposed controlled probabilistic automaton is based on the known results of the theory of Markov processes and the theory of state variables, when the process of changing the states of a multichannel radio communication network (satellite communication network with a radio-telephone exchange) can be represented in the form [1]
where C (kT cc ) m,
P ((k + 1) T, T, u) process transition probability matrix taking into account the introduced controls u, vector of random process-discrete sequences of excitation of a process with zero mean and unit dispersion,
G (kT cc ) = diag {2P mm } process excitation matrix
T cc controlled period of the process state change X (kT cc ).
Анализ выражений позволяет сделать вывод о технической возможности получения оценки состояния управляемого марковского процесса, наблюдаемого на фоне "белого" гауссовского шума. An analysis of the expressions allows us to conclude that it is technically feasible to obtain an estimate of the state of the controlled Markov process observed against a background of “white” Gaussian noise.
Построение управляемого вероятностного автомата, на основе такого принципа работы, в отличие от прототипа, где моделируются неуправляемые марковские цепи, обладает преимуществом, так как существенно расширяет функциональные возможности вероятностного автомата, позволяя моделировать процессы, происходящие в управляемых сетях многоканальной радиосвязи, с учетом наличия шумов в каналах передачи управляющей информации. The construction of a controllable probabilistic automaton, based on this principle of operation, unlike a prototype where uncontrolled Markov chains are simulated, has the advantage of significantly expanding the functionality of a probabilistic automaton, allowing you to simulate the processes that occur in controllable networks of multi-channel radio communications, taking into account the presence of noise in control information transmission channels.
Заявленное устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1, 2 - представлена структурная схема управляемого вероятностного автомата; на фиг. 3 структурная схема блока формирования корректирующей последовательности; на фиг. 4 структурная схема блока коррекции; на фиг. 5 структурная схема блока управления; на фиг. 6 структурная схема блока формирования значений индикаторов; на фиг. 7 вид плотности распределения вероятности управляющей последовательности Г(kTcc) при различных значениях финальных вероятностей.The claimed device is illustrated by drawings, where in FIG. 1, 2 — a structural diagram of a controllable probabilistic automaton is presented; in FIG. 3 is a block diagram of a corrective sequence generating unit; in FIG. 4 block diagram of the correction unit; in FIG. 5 is a structural diagram of a control unit; in FIG. 6 is a structural diagram of a block for generating indicator values; in FIG. 7 is a view of the probability distribution density of the control sequence G (kT cc ) at different values of the final probabilities.
Вероятностный автомат, показанный на фиг. 1,2 состоит из датчика случайной последовательности 1, блока формирования корректирующей последовательности 2, блока коррекции 3, блока формирования значений матрицы 4, блока управления 5, блока формирования значений индикаторов 6, генератора тактовых импульсов 7, элемента И 8, блока элемента И 9, блока памяти 10, дешифратора 11, блок задания времени 12, элемента ИЛИ 13. Выход генератора тактовых импульсов 7 подключен к прямому входу элемента И 8 и первому входу блока задания времени 12. Выход элемента И 8 соединен с входом блока элементов И 9, с синхронизирующим входом 64 блока формирования значений индикаторов 6 и с вторым входом блока управления 5. Группа выходов блока элементов И 9 соединена с входами блока памяти 10, группа выходов которого соединена с группой входов блока задания времени 12, группа выходов которого подключена к входам элемента ИЛИ 13 и является выходами устройства. Выход элемента ИЛИ 13 соединен с инверсным входом элемента И 8. Выход датчика случайной последовательности 1 подключен к первой группе входов блока коррекции 3, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока 6 формирования значений индикаторов. Вторая группа входов блока коррекции 3 подключена к группе выходов блока формирования корректирующей последовательности 2. Группа выходов блока формирования значений элементов матрицы 4 параллельно подключена к группе входов блока формирования корректирующей последовательности 2, к третьей группе входов блока коррекции 3 и к второй группе входов блока формирования значений индикаторов 6. Выход блока управления 5 соединен с входом блока формирования значений элементов матрицы 4 и с входом дешифратора 11. Группа выходов блока формирования значений индикаторов 6 соединена с группой входов блока элементов И 9. Третья группа входов блока формирования значений индикаторов 6 соединена с группой выходов блока памяти 10. Выход дешифратора 11 подключен к второму входу блока задания времени 12. Первый вход блока управления 5 является входом вероятностного автомата. The probabilistic automaton shown in FIG. 1.2 consists of a
Блок формирования корректирующей последовательности 2 (фиг. 3) состоит из группы умножителей 201оо 201мм, группы сумматоров 202о 202м, решающего устройства 203, вычислителя корректирующей последовательности 204. Группа входов 21о 21м блока формирования корректирующей последовательности 2 соединена с первыми входами умножителей 201оо 201мм, выходы которых соединены с входами 22о 22м. Выходы сумматоров параллельно подключены ко вторым входам умножителей 201оо 201мм и к входам 23о - 23м решающего устройства 203, выходы которого соединены с входами 24о 24м вычислителя корректирующей последовательности 204. Выходы вычислителя корректирующей последовательности 204 являются выходами блока формирования корректирующей последовательности 2. Блок 2 реализуется в виде арифметического устройства, элементы которого известны и построены идентично приведенным в работах:
группа умножителей 210оо 201мм [4]
сумматоры 202о 202м Пяткин О.А. Проектирование микроэлектронных цифровых устройств. -М. Сов. Радио, 1977, с. 123, рис. 4.12;
решающее устройство 203 реализуется в виде конструктивного известного компаратора, описанного в книге Сидорова А.И. и Лебедева О.И. Импульсные и цифровые устройства. -Л. BAC, 1980, с. 34, рис.19;
вычислитель корректирующей последовательности 204 реализуется в виде универсального арифметико -логического устройства описанного в [5]
Блок коррекции 3, представленный на фиг. 4, состоит из группы сумматоров 301о 301м и группы умножителей на два 302о - 302м. Первая группа входов 31о 31м блока коррекции 3 подключена к первым входам сумматоров 301о 301м. Вторая группа входов 32о 32м блока коррекции 3 подключена к первым входам умножителей на два 302о 302м, ко втором входам которых подключена третья группа входов 34о 34м блока коррекции 3. Выходы умножителей на два 302о 302м соединены с вторыми входами сумматоров, 301о 301м выходы которых 33о - 33м является выходами блока коррекции 3. Технически сумматоры 301о 301м и умножители 302о 302м реализуются аналогично сумматорам и умножителям блока формирования корректирующей последовательности 2.The corrective sequence formation unit 2 (Fig. 3) consists of a group of
adders 202 about 202 m Pyatkin O.A. Designing microelectronic digital devices. -M. Owls Radio, 1977, p. 123, fig. 4.12;
the
the
Блок управления 5, представленный на фиг. 5 состоит из постоянного запоминающего устройства 501 и счетчика обращения к ПЗУ 502. Первый вход ПЗУ 5.1 является первым входом 51 блока управления 5. Второй вход 52 блока управления 5 подключен к первому входу 5.7 счетчика обращений к ПЗУ 502, выход 5.5 которого подключен ко второму входу 5.2 ПЗУ 501. Второй вход 5.6 счетчика обращений к ПЗУ 502 соединен с первым выходом 5.4 ПЗУ 501, второй выход 5.3 которого является выходом 53 блока управления 5. Частый случай технической реализации ПЗУ 501 и счетчика обращений к ПЗУ 502 представлен в работе Соботка 3. Стары Я. Микропроцессорные системы. -М. Энергоиздат, 1981, с. 96-100. The
Блок формирования значений индикаторов 6 (фиг. 6) состоит из группы вычислителей значений индикаторов 601о 601м. Первая 61о 61м и вторая 62о 62м группа входов каждого из вычислителей значений индикаторов 601о 601м являются первой и второй группой входов блока формирования значений индикаторов 6, каждый вход третьей группы входов 63о 63м которого является третьим входом каждого из вычислителей значений индикаторов 601о 601м. К четвертому входу каждого из вычислителей значений индикаторов параллельно подключен четвертый вход 64 блока формирования значений индикаторов 6. Выходы каждого из вычислителей значений индикаторов 601о 601м образуют группу выходов 65о 65м блока формирования значений индикаторов 6. Вычислители 601о 601м блока вычисления индикаторов 6 могут быть реализованы в виде универсальных АЛУ, известных и описанных в [5] или же на перемножителях, описанных в [4]
Датчик случайной последовательности 1, входящий в общую структурную схему, может быть реализован в виде известного и описанного в [6, с. 42, рис. 25]
Блок формирования значений матрицы 4, входящий в общую структурную схему, реализуется в виде запоминающего устройства, аналогично описанному в книге Якубовского В. С. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. -М. Сов. радио, 1979, с. 137, рис. 3.51.The block for generating indicator values 6 (Fig. 6) consists of a group of calculators of indicator values 601 about 601 m . The first 61 of 61 m and the second 62 of 62 m input group of each of the calculators values of indicators 601 of 601 m are the first and second group of inputs forming unit indicator values 6, each input of the third group of inputs 63 of which 63 m is the third input of each of the calculators indicator values 601 about 601 m . To a fourth input of each of the values of calculators connected in parallel indicators fourth input 64 of indicator
The
The unit for generating the values of
Генератор тактовых импульсов 7, входящий в общую структурную схему, реализуется в виде известного и описанного в работе Благин И.А. Кудрявцев В.А. Илинюта Н. Ф. Передача дискретной информации и телеграфия. М. Транспорт и связь, 1971, с.203, рис. 203. The
Элементы И 8, 9, и элемент ИЛИ 13, входящие в общую структурную схему, могут быть построены в соответствии с описанными в [6, с. 20-24, рис. 9,11]
Блок памяти 10, входящий в общую структурную схему, реализуется в соответствии с описанием, представленным в работе: Старос Ф.Г. Крайзнер Л.П. Интегральные запоминающие устройства. М. Энергия, 1973, с. 98, рис. 5.16.Elements And 8, 9, and element OR 13, included in the general structural diagram, can be constructed in accordance with those described in [6, p. 20-24, fig. 9.11]
The memory block 10, which is part of the general structural diagram, is implemented in accordance with the description presented in the work: Staros F.G. Kreisner L.P. Integrated Storage Devices. M. Energy, 1973, p. 98, fig. 5.16.
Дешифратор 11, входящий в общую структурную схему, построен в виде известного и описанного в книге Шляпоберского В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений, М. Связь, 1973, с. 152, рис. 3.43. The
Блок задания времени 12, входящий в общую структурную схему, реализуется в виде таймера, аналогично описанному в работе Гольденберг А.М. Импульсные устройства, М. Радио и связь, 1981, с. 78, рис. 3.11. The
Вероятностный автомат работает следующим образом. С выхода датчика случайной последовательности 1 значения случайной вспомогательной последовательности v' с нормальной плоскостью распределения в двоичном коде поступают на вход блока коррекции 3. В блоке 2 формируются значения корректирующих последовательностей в соответствии с правилом "трех сигм", изложенном в работе Корн Г. Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения. теоремы. формулы. М. Наука, 1984, - 833 с. A probabilistic automaton works as follows. From the output of the
где pmf финальная вероятность нахождения автомата в m м состоянии, определяемая с заданной точностью блоком 2 при аппаратурной реализации уравнения Колмогорова-Чепмена: Блок формирования корректирующей последовательности 2 может быть реализован по схеме, представленной на фиг. 3. Формирование корректирующей последовательности производится следующим образом. Группы умножителей 201о 201м и группа сумматоров 202о 202м реализуют уравнение Колмогорова -Чепмена: по значениям элементов матрицы переходных вероятностей (ПВ), поступающих в двоичном коде с выходов блока 4, и значениями вычисленных на предыдущем шаге. При достижении (с заданной для автомата точностью) вектором вероятностей своих финальных значений решающее устройство 203 подает на входы 24о 24м вычислителя значений корректирующей последовательности 204 значения финальных вероятностей М возможных состояний автомата. В вычислителе 204 осуществляется сравнение значений финальных вероятностей и формируются значения корректирующей последовательности в соответствии с (3).
where p mf is the final probability of the automaton being in the m m state, determined with a given accuracy by
В блоке 3 по значениям корректирующих последовательностей производится коррекция математического ожидания (МО) последовательности v' в соответствии с условиями, определяемыми принятой моделью (2). В блоке 3 осуществляется также коррекция дисперсии последовательности v' в соответствии с правилом Гm=2Pmm, определяемым моделью (2). Блок коррекции 3 может быть реализован по схеме, представленной на фиг. 4. Коррекция МО и дисперсии последовательности v' производится следующим образом. Значения корректирующей последовательности поступают на входы 31о 31м группы сумматоров 301о 301м, на другой вход сумматоров поступают с умножителей 302о 302м откорректированные по дисперсии в соответствии с правилом Гm=2Pmm значения Гmv' вспомогательной последовательности v'. Значения Pmm поступают на входы 32о 32м с выходов блока 4. На выходах сумматоров 301о - 301м имеем значения откорректированных последовательностей ГmVm. Примеры функций распределения откорректированных последовательностей при различных значениях финальных вероятностей представлены на фиг. 7.In
С выходов блока 3 значения откорректированной вспомогательной последовательности поступают на группу входов блока формирования значений индикаторов 6. В блок 6 с группы выходов блока памяти 10 также поступают значения индикаторов состояния на предыдущем интервале смены состояния автомата θo(kTcc)-θм(kTcc) В моменты выхода автомата из предыдущего состояния в блоке 6 по значениям откорректированной вспомогательной последовательности и значениям индикаторов на предыдущем интервале вычисляются значения индикаторов на следующий период Tcc по соответствующему модели (2) выражению
Блок вычисления значений индикаторов 6 может быть реализован по схеме, представленной на фиг. 6. Вычисление значений индикаторов производится следующим образом. Вычислители 601о 601м значений индикаторов по значениям откорректированных последовательностей ГmVm, поступающих на входы 63о 63м, по значениям индикаторов предыдущего состояния автомата, поступающих на группу входов 62о - 62м с выходов блока 10, и по значениям элементов матрицы ПВ, поступающих на входы 61о 61м от блока 4, в момент появления синхронизирующего импульса на входе 64 реализуют расчет значений М индикаторов в соответствии с выражением (4).From the outputs of
The block for calculating the values of the
Моменты выхода автомата из предыдущего состояния определяются тактовым генератором 7, элементом ИЛИ 13, элементом И 8 при формировании нулевой комбинации на выходе блока задания времени 12. С помощью блока элементов И 9 производится запись вычислительных значений индикаторов θo(kTcc)-θM(kTcc) в блок памяти 10, где реализуется их хранение до момента истечения периода смены состояния Tcc. Период смены состояния определяется блоком задания времени 12 по значениям кода, формируемого блоком управления 5. При этом значения кода с выхода блока управления 5 преобразуются дешифратором 11 в код, соответствующий значению Tcc, записываются в реверсивный счетчик блока 12 и считываются тактовым генератором 7 до момента появления нулевой комбинации на выходе блока 12, свидетельствующей об истечении времени пребывания автомата в данном состоянии. Управление вероятностно-временным механизмом смены состояний автомата производится сменой значений элементов матрицы переходных вероятностей на выходах блока формирования значений матрицы 4, осуществляемого по управляющим кодовым комбинациям, поступающим с выхода блока управления 5 в моменты выхода автомата из предыдущего состояния. Коррекция значения периода смены состояний, соответствующего формируемой на следующий шаг (k+1)Tcc матрице ПВ, как было отмечено выше, производится также по значениям управляющей кодовой последовательности, формируемой блоком 5.The moments of the exit of the machine from the previous state are determined by the
Блок управления 5 представляет собой куб постоянной памяти, в котором записана программа работы устройства и может быть реализован по схеме, представленной на фиг. 5. Формирование управляющей кодовой последовательности производится следующим образом. С внешнего источника через вход 51 блока управления 5 на вход 5.1 ПЗУ 501 производится запись в двоичном коде значений элементов матрицы ПВ, соответствующей вводимому управлению, в ячейки памяти ПЗУ 501. Отсчеты моментов выхода автомата из предыдущего состояния поступают от элемента И 8 через вход 52 блока управления 5 на вход 5.7 счетчика обращений к ПЗУ 502 и определяют, поступая из выхода 5.5 счетчика на вход 5.2 ПЗУ 501, момент начала считывания значений элементов хранящейся в ПЗУ 501 новой матрицы ПВ в виде двоичного кода через выход 53 блока управления 5 в блок формирования значений индикаторов 4 и в дешифраторов 11. С выхода 5.4 ПЗУ 501 на вход 5.6 счетчика обращений к ПЗУ 502 в момент считывания матрицы ПВ, поступает сигнал, сбрасывающий значения счетчика 502 и дающий команду счетчика 502 начать новый отсчет для вновь введенного управляющего воздействия. The
Значения элементов матрицы поддерживаются постоянными на выходах блока 4 в течение цикла управления и служат для реализации вычислений по выражениям (3), (4). The values of the matrix elements are kept constant at the outputs of
В итоге, на выходах блока 12 имеем, записанные в двоичном коде значения индикаторов состояния управляемого вероятностного автомата в каждый из моментов времени (определяемых генератором тактовых импульсов 7), с учетом введенного управляющего воздействия. As a result, at the outputs of
Таким образом, из анализа принципа работы очевидно, что заявляемый вероятностный автомат, наряду с сохраненными возможностями моделирования неуправляемых полумарковских цепей, способен моделировать управляемые вероятностные процессы, реально протекающие в сетях радио-АТС ECCC-2, позволяет на своей основе проводить верификацию решений, принимаемых в контуре управления системой СС, что существенно расширяет функциональные возможности аппаратуры, где заявленный вероятностный автомат будет использован. Thus, from an analysis of the principle of operation, it is obvious that the claimed probabilistic automaton, along with the saved modeling capabilities of uncontrolled semi-Markov chains, is able to simulate controlled probabilistic processes that actually occur in ECCC-2 radio-PBX networks, and it allows for verification of decisions made in the control system of the SS system, which significantly expands the functionality of the equipment, where the claimed probabilistic automaton will be used.
Источники информации
1. Сэйдж Э, Мелс Дж. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. М. Связь, 1976, 496 с.Sources of information
1. Sage E, Mels J. The theory of evaluation and its application in communication and management. M. Communication, 1976, 496 p.
2. Сэйдж Э. Уайт Ч. Оптимальное управление системы. М. Радио и связь, 1982, 92 с. 2. Sage E. White, Ch. Optimal system control. M. Radio and Communications, 1982, 92 pp.
3. Segall A. Optimal Control of Noise Finit State Markov Process IEEE Trans. Automat Contr. 1977, v. 22, N 2, p. 179-186;
4. Паперков А.А. Логические основы ЦВТ. М. Связь, 1973, с. 203, рис. 4;
5. Дроздов Е.А. Комарницкий В.А. Пятибратов А.П. ЭВМ ЕС. -М. Машиностроение, 1981, с. 158-170.3. Segall A. Optimal Control of Noise Finit State Markov Process IEEE Trans. Automat Contr. 1977, v. 22,
4. Paperkov A.A. The logical basis of the center. M. Communication, 1973, p. 203, fig. 4;
5. Drozdov EA Komarnitsky V.A. Pyatibratov A.P. EC computer. -M. Engineering, 1981, p. 158-170.
6. Мальцева Л.А. Франберг Э.М. Ямпольский В.С. Основы цифровой техники. М. Радио и связь, 1980. 6. Maltseva L.A. Franberg E.M. Yampolsky V.S. Basics of digital technology. M. Radio and Communications, 1980.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94042181A RU2099781C1 (en) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | Stochastic automation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94042181A RU2099781C1 (en) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | Stochastic automation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94042181A RU94042181A (en) | 1996-09-27 |
RU2099781C1 true RU2099781C1 (en) | 1997-12-20 |
Family
ID=20162653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94042181A RU2099781C1 (en) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | Stochastic automation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2099781C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU170412U1 (en) * | 2017-02-09 | 2017-04-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | GENERATOR OF A RANDOM SEMI-MARKOV PROCESS WITH SYMMETRIC DISTRIBUTION LAWS |
RU2718214C1 (en) * | 2018-11-26 | 2020-03-31 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Probabilistic automatic machine |
-
1994
- 1994-11-24 RU RU94042181A patent/RU2099781C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 734701, кл. G 06 F 15/20, 1980. Авторское свидетельство СССР N 645162, кл. G 06 F 15/20, 1979. Авторское свидетельство СССР N 1045232, кл. G 06 F 15/36, 1983. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU170412U1 (en) * | 2017-02-09 | 2017-04-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | GENERATOR OF A RANDOM SEMI-MARKOV PROCESS WITH SYMMETRIC DISTRIBUTION LAWS |
RU2718214C1 (en) * | 2018-11-26 | 2020-03-31 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Probabilistic automatic machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94042181A (en) | 1996-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ma et al. | Distributed event-based set-membership filtering for a class of nonlinear systems with sensor saturations over sensor networks | |
Hahn et al. | Truth tracking performance of social networks: How connectivity and clustering can make groups less competent | |
Veintimilla-Reyes et al. | Artificial neural networks applied to flow prediction: a use case for the Tomebamba river | |
CN111582694A (en) | Learning evaluation method and device | |
CN104145281A (en) | Neural network computing apparatus and system, and method therefor | |
CN110659678B (en) | User behavior classification method, system and storage medium | |
JP2004005645A (en) | Inference system based on probability | |
CN112818588B (en) | Optimal power flow calculation method, device and storage medium of power system | |
CN111523648B (en) | Neural network pulse synchronization method and system containing clustering topological coupling | |
Zhang et al. | Quotient FCMs-a decomposition theory for fuzzy cognitive maps | |
RU2099781C1 (en) | Stochastic automation | |
CN104267936A (en) | Semantic tree based asynchronous dynamic push-down network reachability analysis method | |
CN117201308A (en) | Network resource allocation method, system, storage medium and electronic equipment | |
CN103679267A (en) | Method and device for constructing RBF neural network based on unmarked samples | |
RU2759253C1 (en) | Device for probabilistic modeling of the functioning process and optimal assessment of the state of a telecommunications network | |
Liu et al. | Group consensus of mixed-order multi-agent systems with fixed and directed interactive topology | |
JPH05501460A (en) | Distributed digital maximization function architecture and method | |
Olson et al. | Hardware/software partitioning using bayesian belief networks | |
RU2139569C1 (en) | Probabilistic automation | |
CN114995818A (en) | Method for automatically configuring optimized parameters from Simulink model to C language | |
Lee et al. | Sequential capacity determination of subnetworks in network performance analysis | |
CN106169094A (en) | A kind of RNNLM system based on distributed neuron and method for designing thereof | |
CN112488248A (en) | Method for constructing proxy model based on convolutional neural network | |
RU2169944C1 (en) | Probabilistic automation | |
Gaeta et al. | SWN analysis and simulation of large knockout ATM switches |