УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ Российский патент 1995 года по МПК G06F17/00 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования системы связи, функционирующей в режиме незакрепленных каналов.

Известно устройство для моделирования системы связи, содержащее два счетчика, генератор импульсов, табло отображения и последовательно соединенные генератор случайного потока импульсов, элемент НЕ и элемент И [1]
Однако данное устройство не обеспечивает возможность моделирования работы системы связи по незакрепленным каналам с проверкой занятости вызываемого абонента.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования системы связи, содержащее два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор заявок и датчик случайного потока импульсов, причем выход генератора заявок подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И [2]
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет моделировать в системе связи с незакрепленными каналами режим обслуживания запроса на соединение с учетом занятости вызываемого абонента.

Цель изобретения повышение точности моделирования устройства за счет воспроизведения режима обслуживания запроса на соединение с учетом занятости вызываемого абонента.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор заявок и датчик случайного потока импульсов, причем выход генератора заявок подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, введены два элемента И, генератор импульсов со случайной длительностью и генератор тактовых импульсов, причем выходы реверсивного счетчика соединены соответственно со входами третьего элемента И и элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключен ко входу элемента НЕ, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход генератора импульсов со случайной длительностью подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен со входом датчика случайного потока импульсов, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, выход генератора тактовых импульсов соединен со вторым входом четвертого элемента И.

Введение в прототип новых отличительных признаков двух элементов И, генератора импульсов со случайной длительностью, генератора тактовых импульсов и их новых связей позволяет устройству моделировать работу системы связи по незакрепленным каналам при обслуживании запроса на соединение с учетом занятости вызываемого абонента.

Известно, что в первом приближении системы связи с незакрепленными каналами моделируются как системы массового обслуживания. При этом учитывается только лишь наличие или отсутствие свободного канала связи. Занятость или свободность вызываемых абонентов при этом не учитывается. Учет этого фактора важен на этапе проектирования систем связи, что и обуславливает важность введения такого режима в предлагаемое устройство.

В связи с тем, что предлагаемое устройство имеет отличительные от прототипа признаки, оно удовлетворяет критерию "Новизна".

Введенные отличительные признаки два элемента И, генератор импульсов со случайной длительностью генератор тактовых импульсов и их связи встречаются в других аналогах, однако там они служат для достижения других целей. Поставленная в предлагаемом устройстве цель достигается только благодаря введению предложенных отличительных признаков. Следовательно, предлагаемое устройство удовлетворяет критерию "Существенное отличие".

Промышленная воспроизводимость датчика случайного потока известна и описана в [3]
Промышленная воспроизводимость элементов И, НЕ, ИЛИ обусловлена наличием элементной базы.

Генератор импульсов со случайной длительностью нестандартный и включает блок формиpования импульсов, два элемента И, суммирующий счетчик и RS-триггер, причем выход блока формирования импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к счетному входу суммирующего счетчика, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, прямой выход которого является выходом генератора и подключен ко второму входу первого элемента И, выход второго элемента И соединен с S-входом RS-триггера, инверсный выход которого подключен ко второму входу второго элемента И.

Промышленная воспроизводимость элементов И, суммирующего счетчика и RS-триггера обусловлена наличием элементной базы, блок формирования случайных импульсов описан в [3]
На фиг. 1, 2 представлена электрическая структурная схема предлагаемого устройства для моделирования системы связи.

На фиг. 1 обозначено: 1 генератор заявок, 2, 3, 6, 9 соответственно 1, 3, 2, 4-й элементы И, 4 элемент НЕ, 5 реверсивный счетчик, 7 генератор импульсов со случайной длительностью, 8 элемент ИЛИ, 10 датчика случайного потока импульсов, 11 генератор тактовых импульсов.

На фиг. 2 представлена электрическая структурная схема генератора импульсов со случайной длительностью.

На фиг. 2 обозначено: 12 блок формирования импульсов, 13, 14 соответственно 5-й и 6-й элементы И, 15 суммирующий счетчик, 16 RS-триггер.

Устройство для моделирования системы связи содержит генератор заявок 1, реверсивный счетчик 5, генератор тактовых импульсов 11, генератор импульсов со случайной длительностью 7, датчик случайного потока импульсов 10, соответственно первый 2, второй 6, третий 3, четвертый 9 элементы И, элемент НЕ 4, элемент ИЛИ 8, причем выход генератора заявок 1 соединен соответственно через первый 2 и второй 6 элементы И с суммирующим входом реверсивного счетчика 5, управляющий вход второго элемента И 6 соединен с генератором импульсов со случайной длительностью 7, а второй вход первого элемента И 2 через элемент НЕ 4 соединен с выходом третьего элемента И 3, выходы реверсивного счетчика 5 соединены с соответствующими входами третьего элемента И 3, и через элемент ИЛИ 8 с четвертым элементов И 9. Выход генератора тактовых импульсов 11 через второй вход четвертого элемента И 9 соединен со входом датчика случайного потока импульсов 10, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 5. При этом устройство 7 содержит блок формирования импульсов 12, соответственно пятый 13 и шестой 14 элементы И, суммирующий счетчик 15, RS-триггер 16, причем соединены последовательно блок формирования случайных импульсов 12, пятый элемент И 13, суммирующий счетчик 15, R-вход RS-триггера 16, при этом прямой выход RS-триггера 16 является выходом генератора и соединен со вторым входом пятого элемента И 13, инверсный выход RS-триггера 16 является вторым входом шестого элемента И 14, управляющим входом которого является выход блока формирования случайных импульсов 12, а выход шестого элемента И 14 соединен с S-входом RS-триг- гера 16.

Генератор импульсов со случайной длительностью 7 предназначен для формирования случайных длинных импульсов со случайными короткими паузами. Устройство 7 работает следующим образом.

В исходном состоянии на прямом выходе RS-триггера 16 имеется уровень логической "1". Следовательно, импульс, поступающий с блока формирования импульсов 12 через открытый элемент И 13 будет поступать на вход суммирующего счетчика 15, в котором подсчитывается количество импульсов, поступивших с блока формирования импульсов. Как только суммирующий счетчик 15 заполнится, то следующий импульс обнулит его и переведет RS-триггер 16 в инверсное состояние. Очередной импульс пройдет через открытый элемент И 14, так как на инверсном выходе RS-триггера 16 будет присутствовать уровень логической "1" и переведет RS-триггер 16 в исходное состояние. Далее генератор импульсов работает вышеописанным образом.

Таким образом данный генератор импульсов со случайной длительностью может моделировать процесс занятости и свободности вызываемого абонента соответственно случайной короткой паузой (уровень логического нуля) и случайным длинным импульсом (уровень логической единицы) на прямом выходе RS-триггера 16. Изменение длительности занятости абонента можно осуществлять изменением емкости счетчика 15.

Предлагаемое устройство для моделирования системы связи работает следующим образом.

В системе связи с незакрепленными каналами имеется n рабочих каналов, каждый из которых может быть задействован для обслуживания приходящего запроса на соединение одного абонента с другим. Общее количество имеющихся в системе связи рабочих каналов в устройстве определяется емкостью RS-реверсивного счетчика 5. Таким образом, в устройстве могут моделироваться три возможные ситуации, имеющие место в моделируемой системе связи при приходе запроса на соединение.

Ситуация 1. В системе имеется хотя бы один незакрепленный канал связи. Вызываемый абонент свободен (не занят другими абонентами). Приходящий запрос на соединение поступает на обслуживание.

Ситуация 2. В системе отсутствуют свободные незакрепленные каналы связи. Вызываемый абонент может быть как свободен, так и занят. Приходящий запрос на соединение не поступает и теряется.

Ситуация 3. В системе имеется хотя бы один свободный канал связи. Вызываемый абонент занят. Пришедший запрос на соединение на обслуживание не поступает и теряется.

В ситуации 1 предлагаемое устройство работает так. Количество занятых каналов связи в системе отображается двоичным числом в реверсивном счетчике 5. При этом на соответствующих данному числу прямых выходах счетчика 5 имеется уровень логической "1". Так как есть и свободные каналы связи, то на выходе элемента И 3 будет уровень логического "0", а соответственно на выходе элемента НЕ 4 и на входе элемента И 2 будет уровень логической "1". Наличие "свободности" абонента или его "занятость" моделируется генератором импульсов со случайной длительностью 7, при этом наличие импульса на выходе генератора 7 соответствует "свободности", а отсутствие импульса соответствует "занятости". Таким образом запрос, пришедший с генератора заявок 1 на соединение пройдет через открытые элементы И 2, И 5 и поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 5, значение которого увеличится на единицу, тем самым смоделируется занятие одного рабочего канала.

Моделирование процесса обслуживания заявок осуществляется так.

Датчик случайного потока импульсов 10 работает следующим образом. Генератор тактовых импульсов 11 через открытый элемент И 9 выдает с большой частотой на вход датчика случайного потока 10 импульсы, при этом первый поступивший импульс запускает датчик 10, а последующие тактовые импульсы обеспечивают его работу.

Через случайное количество импульсов, равное времени обслуживания пришедшей заявки на соединение, датчик случайного потока 10 формирует на своем выходе импульс, который свидетельствует, что обслуживание завершено и один из занятых каналов связи освободился. Этот импульс поступает на вычитающий вход RS-реверсивного счетчика 5, и емкость последнего уменьшается на единицу. Таким образом производится освобождение одного занятого рабочего канала.

Заметим также, что процесс обслуживания занятых каналов связи осуществляется по описанному выше алгоритму даже в случае отсутствия нового пришедшего запроса на соединение.

В ситуации 2 предлагаемое устройство работает так. Так как в системе связи все каналы заняты, то на всех входах элемента И 3 будет присутствовать уровень логической"1", а следовательно, на выходе элемента НЕ 4 и входе элемента И 2 будет уровень логического "0". Значит пришедший запрос на соединение вне зависимости от свободности или занятости вызываемого абонента будет потерян. При этом в системе связи будет происходить моделирования режима обслуживания занятых каналов связи вышеописанным образом.

В ситуации 3 предлагаемое устройство работает так. Так как в системе связи есть свободный незакрепленный канал связи, то пришедший запрос на соединение пройдет через открытый элемент И 2 и поступит на первый вход элемента И 6. Так как вызываемый абонент занят, то на втором входе элемента И 6 присутствует уровень логического "0" с выхода генератора импульсов со случайной длительностью 7. Следовательно, пришедший запрос на соединение независимо от "свободности" или "занятости" рабочих незакрепленных каналов связи будет потерян. При этом в системе связи будет происходить моделирование режима обслуживания занятых каналов связи вышеописанным способом.

Подключая к соответствующим элементам данного устройства для моделирования системы связи различные счетные устройства, можно получить численные характеристики качества обслуживания абонентов системы связи с незакрепленными каналами.

Достоинством предлагаемого устройства для моделирования систем связи является возможность моделирования режима обслуживания запроса на соединение с проверкой занятости вызываемого абонента. Подобное моделирование систем связи на этапе их разработки позволяет сократить сроки разработки при сокращении стоимости самих работ.

Изобретение обладает расширенными функциональными возможностями и позволяет моделировать работу системы связи с незакрепленными каналами с учетом занятости вызываемого абонента. Количество занятых (свободных) каналов в системе связи моделируют реверсивный счетчик 5. Импульсы с генератора заявок 1 поступают на сумммирующий вход реверсивного счетчика 5 через элементы И 2 и 6. При этом И 2 открыт при наличии хотя бы одного свободного канала, а И 6 открыт при незанятости вызываемого абонента. Обслуживание заявок имитируется датчиком случайного потока 10, импульсы с которого поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 5. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ, содержащее два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор заявок и датчик случайного потока импульсов, причем выход генератора заявок подключен с первым входом второго элемента И, отличающееся тем, что в него введены два элемента И, генератор импульсов со случайной длительностью и генератор тактовых импульсов, причем выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами третьего элемента И и элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключен к входу элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход генератора импульсов со случайной длительностью подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с входом датчика случайного потока импульсов, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом четвертого элемента И. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор импульсов со случайной длительностью содержит блок формирования импульсов, два элемента И, суммирующий счетчик и RS-триггер, причем выход блока формирования импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к счетному входу суммирующего счетчика, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, прямой выход которого является выходом генератора и подключен к второму входу первого элемента И, выход второго элемента И соединен с S-входом RS-триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу второго элемента И.