[发明专利]一种基于最速下降法与二分法的概率电路仿真方法

摘要

本发明公开了基于最速下降与二分法的概率电路仿真方法，包括如下步骤：(1)确定概率单元与输出信号间的对应关系，同时还要确定两者之间的“梯度”关系；(2)获取针对每一个单独输出信号概率单元组合矩阵；利用二分法调整错误概率达到所需精度要求；(3)整体优化以得到最终结果，令每一个概率单元的取值分别取第二步中每一列的最大值和最小值，得到两组概率组合并分别仿真，找到两组测试中错误概率位于目标值两侧且差值最大的一个输出信号，再次利用二分法优化最终结果，重复上面的步骤直到所有的输出的错误概率值达到了所需的精度。本方法的优势在于调整概率值时能够更精准的选择需调整的概率单元，更准确的调整其错误概率取值，获得更多的能量节省。

主权项

1.一种基于最速下降法与二分法的概率电路仿真方法，其特征在于包括如下步骤：(1)确定概率单元与输出信号两者之间的梯度关系；每个概率单元错误概率依次置为两组不同的值，观察是否出现错误，计算两次错误概率差，即梯度；确定概率单元与输出信号两者之间的梯度关系，其中梯度Gmn为其中，m和n分别表示为有m个输出信号和n个概率单元；pemn1和pemn2为每个概率单元分别设置的两个不同的错误概率值，仿真之后，pomn1为受pemn1影响的输出信号的错误概率，pomn2为受pemn2影响的输出信号的错误概率；(2)利用最速下降法与二分法得到错误概率取值矩阵，依次针对每一输出信号，对概率单元错误概率随机撒点，获取距离目标值两侧最近的两组概率；找到两组概率值中概率差与梯度乘积最大的概率单元，将最大的概率单元错误概率设为两组中对应概率中间值，再次仿真，三组值中找到距离目标值两侧最近的两组概率；重复步骤(2)直至输出错误概率达到所需的概率精度要求；具体为：(21)对电路中某一个输出信号k，从得到的矩阵中获取与输出信号k相关的概率单元，对该概率单元的错误概率取值进行随机撒点，即随机产生若干种概率组合，仿真测试之后，获得相应的输出错误概率；(22)从其中大于预设输出错误概率的组合中，选取最小的一组记为PA(pk1a，pk2a...pkna)，从小于预设值的组合中选取最大的一组记为PB(pk1b，pk2b...pknb)；(23)根据步骤(1)中得到的梯度关系，找到两组概率组合中概率差值与对应梯度的乘积绝对值最大的一个概率单元的编号x，对应的计算式为以下式(1‑3)；(24)根据式(1‑3)得到的编号x，令编号x的错误概率取值为PA和PB中对应取值的中间值，即利用二分法调整为式(1‑4)；(25)完成对概率取值的一次修改，修改后的两组概率组合分别为PA’(pk1a，pk2a...pkxc...pkna)和PB’(pk1b，pk2b...pkxc...pknb)；(26)在分别计算PA，PB，PA’,PB’四种概率组合中，输出错误概率分别从正负两个方向最接近预设值的两组，重复步骤(22)－(25)直到获得的错误概率达到所需的概率精度要求；(27)再针对下一输出信号，重复步骤(22)－(26)，直到所有的输出信号全部处理完毕，这样也就得到了错误概率取值矩阵E:其中，每一行对应一个输出信号，每一列对应一个概率单元；(3)令每一个概率单元的取值分别取步骤(2)中每一列的最大值和最小值，得到两组概率组合分别仿真；找到两组测试中错误概率位于目标值两侧且差值最大的一个输出信号；找到与该输出有关的概率单元中，概率差与梯度乘积最大的概率单元，将其错误概率设为两组中对应概率中间值，再次仿真，三组值中找到距离目标值两侧最近的两组概率，重复以上步骤(3)直至输出错误概率达到所需的概率精度要求。