УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 1999 года по МПК G06F19/00 H04B7/00 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано 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 поступлением и обслуживанием заявок с приоритетом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования систем связи, содержащее генератор заявок, два элемента И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и элемент НЕ, причем второй вход первого элемента И подключен к выходу элемента НЕ [2].

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет моделировать в системе радиосвязи с незакрепленными каналами (в радио-АТС) режим поступления и обслуживания заявок с приоритетом.

Цель изобретения - повышение точности моделирования устройства за счет воспроизведения режима поступления и обслуживания запросов от абонентов с приоритетом и без приоритета с освобождением канала для заявки с приоритетом в случае, если все каналы заняты.

Эта цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем связи, содержащее генератор заявок, два элемента И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и элемент НЕ, причем выход генератора заявок соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, ВВЕДЕНЫ два элемента И, датчик случайного потока импульсов, генератор тактовых импульсов, элемент НЕ, два элемента ИЛИ, элемент задержки и генератор приоритетных заявок, причем выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого является суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ и через второй элемент И с входом первого элемента НЕ и с вторым входом четвертого элемента И, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход третьего элемента И подключен к входу датчика случайного потока импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого является вычитающим входом реверсивного счетчика, выход генератора приоритетных заявок подключен к первому входу четвертого элемента И, входу второго элемента НЕ и входу второго элемента НЕ и входу элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, выход четвертого элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ.

Известно, что системы радиосвязи с незакрепленными каналами в основном строятся как системы связи с ретрансляцией сигналов (например, как системы спутниковой связи [3], [4]). При этом в такой системе радиосвязи могут быть абоненты с различными приоритетами. Дисциплина обслуживания приоритетных абонентов может быть различной, в частности, при поступлении заявки от абонента с приоритетом заявки от абонентов без приоритета блокируются и, в случае, если все каналы заняты, принудительно завершается информационный обмен по некоторой заявке и освободившийся вследствие этого канал выдается на обслуживание заявки с приоритетом. 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, элемент НЕ, элементы ИЛИ, элемент задержки, генератор приоритетных заявок и генератор тактовых импульсов - встречаются и в других аналогах, однако там они служат для достижения других целей. Введение вышеперечисленных отличительных признаков позволяет значительно повысить точность моделирования устройства, следовательно, заявляемое устройство удовлетворяет критерию "существенное отличие".

Датчик случайного потока известен и описан в [5].

Элемент задержки известен и аналогичен элементу задержки в [6].

Генератор приоритетных заявок выполнен аналогично генератору заявок в [2].

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для моделирования системы радиосвязи.

На чертеже обозначено:
1 - генератор приоритетных заявок;
2 - генератор заявок;
3, 4 - соответственно первый и второй элементы НЕ;
5, 6, 7, 8 - соответственно первый, второй, третий и четвертый элементы И;
9 - реверсивный счетчик;
10, 11, 12 - соответственно первый, второй и третий элементы ИЛИ;
13 - элемент задержки;
14 - генератор тактовых импульсов;
15 - датчик случайного потока импульсов.

Предлагаемое изобретение содержит генератор 1 приоритетных заявок, генератор 2 заявок, первый 3 и второй 4 элементы НЕ, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 элемент И, реверсивный счетчик 9, первый 10, второй 11 и третий 12 элементы ИЛИ, элемент 13 задержки, генератор 14 тактовых импульсов и датчик 15 случайного потока импульсов, причем выход генератора 2 заявок подключен к первому входу первого 5 элемента И, выход которого соединен с первым входом второго 11 элемента ИЛИ, выход которого является суммирующим входом реверсивного счетчика 9, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого 10 элемента ИЛИ и через второй 6 элемент И с вторым входом четвертого 8 элемента И и с входом первого 3 элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого 5 элемента И, выход первого 10 элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего 7 элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора 14 тактовых импульсов, выход третьего 7 элемента И подключен к входу датчика 15 случайного потока импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего 12 элемента ИЛИ, выход которого является вычитающим входом реверсивного счетчика 9, выход генератора 1 приоритетных заявок подключен в первому входу четвертого 8 элемента И, входу второго 4 элемента НЕ и входу элемента 13 задержки, выход которого соединен с вторым входом второго 11 элемента ИЛИ, выход второго 4 элемента НЕ соединен с третьим входом первого 5 элемента И, выход четвертого 8 элемента И подключен к второму входу третьего 12 элемента ИЛИ.

Устройство для моделирования системы радиосвязи работает следующим образом.

В системе радиосвязи с незакрепленными каналами имеется N рабочих каналов, каждый из которых может быть задействован по запросу для информационного обмена одного абонента с другим. Общее количество имеющихся в системе радиосвязи рабочих каналов в устройстве определяется емкостью реверсивного счетчика 9.

Рассмотрим три ситуации, которые могут иметь место в моделируемой системе радиосвязи.

Ситуация 1. В системе радиосвязи имеется хотя бы один свободный рабочий канал связи. На вход системы приходит запрос на соединение без приоритета. Приходящий запрос поступает на обслуживание.

Ситуация 2. В системе радиосвязи имеется хотя бы один свободный рабочий канал связи. На вход системы приходят запросы на соединение от абонента с приоритетом и абонента без приоритета. Запрос на соединение от абонента без приоритета блокируется и на обслуживание не поступает. Запрос на соединение от абонента с приоритетом поступает на обслуживание.

Ситуация 3. В системе радиосвязи отсутствуют свободные каналы связи. На вход системы приходят запросы на соединение от абонентов как с приоритетом, так и без приоритета. Запрос на соединение от абонентов с приоритетом очищает для себя канал и поступает на обслуживание. Запрос от абонента без приоритета на обслуживание не поступает и теряется.

В исходном состоянии содержимое счетчика 9 равно нулю.

В ситуации 1 предлагаемое изобретение работает так. Количество занятых рабочих каналов радиосвязи в системе отображается двоичным числом и реверсивном счетчике 9. При этом на соответствующих данному числу прямых выходах счетчика 9 имеется уровень логической "1", так как есть занятые каналы радиосвязи. Так как есть и свободные каналы радиосвязи, то на выходе 6 элемента И и на втором входе 8 элемента И будет уровень логического "0", а соответственно, на втором входе 5 элемента И будет уровень логической "1". Так как запросы от абонентов с приоритетом не поступают, значит, на выходе генератора 1 приоритетных заявок и на первом входе 8 элемента И будет уровень логического "0", а на выходе 4 элемента НЕ и, соответственно, на третьем входе 5 элемента И будет уровень логической "1". Таким образом пришедший запрос на соединение пройдет через открытые элементы 5 и 11 и поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 9, значение которого увеличится на единицу, чем смоделируется занятие еще одного рабочего канала радиосвязи
Моделирование процесса обслуживания заявок осуществляется так.

Генератор 14 тактовых импульсов через открытый 7 элемент И (элемент 7 будет открыт при наличии хотя бы одного занятого канала радиосвязи) выдает на вход датчика 15 случайного потока импульсы, причем первый поступивший импульс запускает датчик 15, а последующие тактовые импульсы обеспечивают его работу. Через случайное количество импульсов, пропорциональное времени обслуживания пришедшей заявки на соединение, датчик 15 случайного потока сформирует на своем выходе импульс, который свидетельствует, что обслуживание завершено и один из занятых каналов радиосвязи освободился. Этот импульс поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 9, и содержимое 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. Импульс с выхода генератора 1 приоритетных заявок поступает одновременно на вход 4 элемента НЕ, вход элемента 13 задержки и на первый вход 8 элемента И. Так как есть свободные каналы радиосвязи, то на втором входе 5 элемента И будет уровень логической "1", а на втором входе 8 элемента И будет уровень логического "0". Значит, элемент 8 будет закрыт. На выходе 4 элемента НЕ сформируется логический "0", который закроет элемент 5 и тем самым блокирует генератор 2 заявок. Следовательно, заявки от абонентов без приоритета, которые поступят после этого, будут теряться до тех пор, пока пришедшая заявка от абонента с приоритетом не поступит на обслуживание. Импульс с выхода элемента 13 задержки через 11 элемент ИЛИ поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 9, чем смоделируется занятие еще одного свободного канала радиосвязи.

При этом в системе радиосвязи будет происходить моделирование режима обслуживания занятых каналов радиосвязи вышеописанным образом.

В ситуации 3 предлагаемое устройство работает так. Так как в системе радиосвязи все каналы заняты, то на выходе 6 элемента И и на втором входе 8 элемента И будет уровень логической "1", а на втором входе 5 элемента И сформируется логический "0", который "закроет" элемент 5, тем самым блокируя генератор 2 заявок. Поэтому все заявки от абонентов без приоритета будут теряться до тех пор, пока не освободится какой-либо канал радиосвязи. Импульс с выхода генератора 1 приоритетных заявок поступит на вход элемента 13 задержки, на вход 4 элемента НЕ и через открытые элементы 8 и 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 9, чем смоделируется насильное освобождение одного занятого канала радиосвязи (в действительности, насильно освобождаются только каналы, занятые абонентами без приоритета, но предлагаемое устройство не может распознать, кем занят канал, и освобождает первый попавшийся). Импульс, задержанный элементом 13 задержки на время, необходимое для очистки канала, через открытый элемент 11 поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 9, чем смоделируется занятие освобожденного канала радиосвязи.

При этом в системе радиосвязи будет происходить моделирование режима обслуживания занятых каналов радиосвязи вышеописанным образом.

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 системы радиосвязи является возможность моделирования режима поступления и обслуживания заявок и высокого и низкого приоритета при сравнительно низких затратах элементной базы. Подобное моделирование систем радиосвязи на этапе их проектирования позволяет сократить сроки разработки при сокращении стоимости самих работ.

Источники информации, принятые во внимание:
1. А.с. (СССР) N 842827, МКИ5 G 06 F 15/20. Устройство для моделирования системы связи, 1979.

2. А. с. (СССР) N 1397935, МКИ5 G 06 F 15/20. Устройство для моделирования системы связи, 1986 (прототип).

3. Фортушенко А.Д. и др. "Основы построения систем спутниковой связи", М: Сов. радио, 1972.

4. Под ред. Л.Я.Кантора "Справочник по спутниковой связи и вещанию", М: Радио и связь, 1983.

5. А. С. (СССР) N 1370736, МКИ5 H 03 K 3/84. Датчик случайного потока, 1986.

6. А.С. (СССР) N 1339877, МКИ5 H 03 K 4/02. Генератор пилообразного тока.

Устройство для моделирования системы радиосвязи относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для моделирования системы радиосвязи, функционирующей в режиме незакрепленных каналов. Достигаемый технический результат - повышение точности моделирования за счет воспроизведения режима поступления и обслуживания запросов от абонентов с приоритетом и без приоритета с освобождением канала для заявки с приоритетом в случае, если все каналы заняты. Устройство для моделирования системы радиосвязи содержит генератор заявок, четыре элемента И, три элемента ИЛИ, датчик случайного потока импульсов, реверсивный счетчик, два элемента НЕ, генератор тактовых импульсов, элемент задержки и генератор приоритетных заявок. 1 ил.

Устройство для моделирования системы радиосвязи, содержащее генератор заявок, два элемента И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и элемент НЕ, причем выход генератора заявок соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, отличающееся тем, что в него введены два элемента И, датчик случайного потока импульсов, генератор тактовых импульсов, элемент НЕ, два элемента ИЛИ, элемент задержки и генератор приоритетных заявок, причем выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого является суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ и через второй элемент И - с входом первого элемента НЕ и с вторым входом четвертого элемента И, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход третьего элемента И подключен к входу датчика случайного потока импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого является вычитающим входом реверсивного счетчика, выход генератора приоритетных заявок подключен к первому входу четвертого элемента И, входу второго элемента НЕ и входу элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, выход четвертого элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ.