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

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования системы радиосвязи, функционирующей в режиме незакрепленных каналов (в режиме радио-АТС).

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 возможности моделирования работы системы радиосвязи с незакрепленными каналами в режиме потери запроса на соединение от абонентов в служебном канале вследствие возникших в этом радиоканале радио-АТС помех.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования систем связи, содержащее генератор заявок, два элемента И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, элемент НЕ и генератор импульсов, причем выход генератора заявок подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ.

Недостатком данного устpойства является то, что оно не позволяет моделировать в системе радиосвязи с незакрепленными каналами (в радио-АТС) режим потери запроса на соединение от абонентов в служебном радиоканале вследствие возникших в этом радиоканале помех.

Цель изобретения повышение точности моделирования устройства за счет воспроизведения режима потери запроса на соединение от абонентов в служебном канале вследствие возникших в этом радиоканале радио-АТС помех.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор заявок, два элемента И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, элемент НЕ и генератор импульсов, причем выход генератора заявок подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, введены два элемента И, генератор тактовых импульсов, и датчик случайного потока импульсов, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, разрядные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам третьего элемента И и элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединен со входом элемента НЕ, выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И подключен ко входу датчика случайного потока, выход генератора импульсов соединен со вторым входом первого элемента И.

Введение в прототип новых отличительных признаков датчика случайного потока, двух элементов И, генератора тактовых импульсов и их новых связей, позволяет устройству моделировать работу системы радиосвязи с незакрепленными радиоканалами при обслуживании пришедших запросов от абонента на соединение с учетом возникших в служебном радиоканале помех.

Известно, что системы радиосвязи с незакрепленными каналами называют системами радио-АТС и что последние содержат определенное число рабочих радиоканалов, выделяемых абонентам для связи по запросу, и служебный радиоканал, при этом сигналы запроса рабочего канала для связи и освобождение рабочего канала после информационного обмена передаются по служебному радиоканалу.

Известно также, что в первом приближении системы связи с незакрепленными каналами, в том числе и системы с радиоканалами (радио-АТС), моделируются как системы массового обслуживания. При этом учитывается только лишь отсутствие или наличие свободного рабочего канала связи, по которому осуществляется информационный обмен между абонентами системы связи. Наличие или отсутствие помех в служебном радиоканале и их влияние на служебные каналы, в частности на сигналы запроса, при этом не учитывается. Учет этого фактора важен на этапе проектирования систем радиосвязи, 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 датчик случайного потока импульсов, элементы И и генератор тактовых импульсов 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 и генератора тактовых импульсов обусловлена наличием элементной базы.

Генератор импульсов нестандартный и включает блок формирования случайных импульсов, два элемента И и RS-триггер, прямой выход которого является выходом генератора импульсов и подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, выход блока формирования случайных импульсов подключен ко вторым входам первого и второго элементов И.

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

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

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

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

Генератор импульсов 3 предназначен для формирования случайных импульсов со случайными паузами.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на прямом выходе RS-триггера 12 имеется уровень логической "1". Следовательно, импульс, поступающий с блока формирования случайных импульсов 15 через открытый элемент И 13 переведет RS-триггер 12 в инверсное состояние. Очередной импульс пройдет через открытый элемент И 14, так как на инверсном выходе RS-триггера 12 будет присутствовать уровень логической "1" и переведет RS-триггер 12 в исходное состояние. Далее генератор импульсов работает выше описанным образом.

Учитывая, что с выхода блока формирования случайных импульсов 15 выходят импульсы случайной последовательности, то импульсы на прямом выходе RS-триггера 12 также будут случайными и низкий уровень на прямом выходе RS-триггера 12 (логический "0") будет соответствовать наличию помехи в служебном радиоканале системы связи, а соответственно высокий уровень на прямом выходе RS-триггера 12 (логическая "1") будет соответствовать отсутствию помехи.

Устройство для моделирования системы радиосвязи работает следующим образом.

В радиосистеме связи с незакрепленными каналами имеется n рабочих каналов, каждый из которых может быть задействован по запросу для информационного обмена одного абонента с другим. Кроме того в системе радиосвязи имеется один служебный радиоканал, по которому выдаются запросы на выделение рабочего канала и сигналы на освобождение рабочего канала после сеанса связи. Общее количество имеющихся в системе радиосвязи рабочих каналов в устройстве определяется емкостью RS-реверсивного счетчика 7.

В служебном радиоканале циркулируют такие основные служебные сигналы:
1. "Запрос на соединение". Поступает от абонентов системы радиосвязи в центр управления информационным обменом (ЦУИО) радио-АТС. ЦУИО при наличии свободного рабочего канала радиосвязи выдает его абонентам для связи.

2. "Освобождение рабочего канала радиосвязи". Поступает от абонентов (инициаторов связи) в ЦУИО. ЦУИО переводит канал радиосвязи из рабочего состояния в свободное.

Помехи в служебном радиоканале могут исказить как первый сигнал, так и второй. Наиболее важным для рассматриваемой системы радиосвязи является первый случай, так как искажение сигналов "запрос на соединение" приведет к выдаче абонентами повторных сигналов запроса, что приведет, в свою очередь, к увеличению вероятности столкновения запросов разных абонентов и как следствие блокировке служебного канала, что отрицательно скажется на качестве обслуживания абонентов системы радиосвязи. Именно данный случай и моделируется в предлагаемом устройстве.

Таким образом, в устройстве могут моделироваться три возможные ситуации, имеющие место в моделируемой системе радиосвязи при приходе по служебному радиоканалу запроса на соединение двух абонентов.

Ситуация 1. В системе радиосвязи имеется хотя бы один свободный рабочий канал связи. Помехи в служебном радиоканале отсутствуют. Приходящий запрос на соединение поступает на обслуживание.

Ситуация 2. В системе радиосвязи отсутствуют свободные рабочие каналы связи. Помехи в служебном радиоканале отсутствуют. Приходящий запрос на соединение на обслуживание не поступает и теряется.

Ситуация 3. В системе радиосвязи могут как присутствовать, так и отсутствовать свободные рабочие каналы связи. Помеха в служебном радиоканале присутствует. Приходящий запрос на соединение на обслуживание не поступает и теряется.

В исходном состоянии значение счетчика 7 равно нулю.

В ситуации 1 предлагаемое устройство работает так. Количество занятых рабочих каналов радиосвязи в системе отображается двоичным числом в реверсивном счетчике 7. При этом на соответствующих данному числу прямых выходах счетчика 7 имеется уровень логической "1", так как есть занятые каналы радиосвязи. Так как есть и свободные каналы радиосвязи, то на выходе элемента И 5 будет уровень логического "0", а соответственно на выходе элемента НЕ 6 и на входе элемента И 4 будет уровень логической "1". Наличие или отсутствие помехи в служебном радиоканале моделируется генератором импульсов 3, при этом наличие импульса на выходе генератора импульсов 3 соответствует отсутствию помехи, а отсутствие импульса соответствует наличию помехи в служебном радиоканале. Таким образом пришедший запрос на соединение пройдет через открытые элементы И 2, И 4 и поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, 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 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 радиосвязи освободился. Этот импульс поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 7, и емкость последнего уменьшится на единицу. Таким образом произойдет освобождение одного занятого рабочего канала радиосвязи.

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

В ситуации 2 предлагаемое устройство работает так. Так как в радиоканале отсутствует помеха, то пришедший запрос на соединение пройдет через открытый элемент И 2 и поступит на первый вход элемента И 4. Так как в системе радиосвязи все каналы заняты, то на всех входах элемента И 5 будет присутствовать уровень логической "1", а, следовательно, на выходе элемента НЕ 6 и входе элемента И 4 будет уровень логического "0". Значит пришедший запрос на соединение будет потерян. При этом в системе связи будет происходить моделирование режима обслуживания занятых каналов радиосвязи выше описанным образом.

В ситуации 3 предлагаемое устройство работает так. Так как в радиоканале присутствует помеха, то на выходе генератора импульсов 3 присутствует уровень логического "0", следовательно, пришедший запрос на соединение независимо от присутствия или отсутствия свободного рабочего канала связи будет потерян. При этом в системе связи будет происходить моделирование режима обслуживания занятых каналов радиосвязи выше описанным способом.

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

Достоинством предлагаемого устройства для моделирования систем радиосвязи является возможность моделирования режима потери запроса на соединение от абонентов в служебном канале вследствие возникших в этом канале помех. Подобное моделирование систем радиосвязи на этапе их разработки позволяет сократить сроки разработки при сокращении стоимости самих работ.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования системы радиосвязи, функционирующей в режиме незакрепленных каналов. Цель изобретения-повышение точности моделирования за счет воспроизведения режима потери запроса на соединение от абонентов в служебном канале вследствие возникших в этом радиоканале помех. Количество занятых (свободных) каналов в системе связи моделирует реверсивный счетчик, обслуживание заявок имитируется датчиком случайного потока. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ, содержащее генератор, заявок, два элемента И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, элемент НЕ и генератор импульсов, причем выход генератора заявок подлючен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, отличающееся тем, что в него введены два элемента И, генератор тактовых импульсов и датчик случайного потока импульсов, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, разрядные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам третьего элемента И и элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с входом элемента НЕ, выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И подключен к входу датчика случайного потока импульсов, выход генератора импульсов соединен с вторым входом первого элемента И. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор импульсов включает блок формирования случайных импульсов, два элемента И и RS-триггер, прямой выход которого является выходом генератора импульсов и подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, выход блока формирования случайных импульсов подключен к вторым входам первого и второго элементов И.