УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ СООБЩЕНИЙ Российский патент 2001 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к радиотехнике и вычислительной технике и предназначено для параметрической оценки закона распределения потоков многопакетных сообщений в средствах многоканальной (спутниковой, радиорелейной, тропосферной) радиосвязи, объединенных в цифровую сеть связи интегрального обслуживания (ЦСИО).

Известно устройство для оценки функции распределения, содержащее управляющее устройство, блок памяти и блок проверки согласия (см. авт. св. СССР N 236868, G 06 G 7/52, 1969, бюл. 7).

Недостатком данного устройства является низкий уровень быстродействия, так как в нем с помощью управляющего устройства осуществляется перебор множества предполагаемых теоретических функций распределения, значения которых хранятся в блоке памяти, с учетом большого числа различных сочетаний параметров законов распределения. В устройстве не предусмотрен какой-либо предварительный выбор типа распределения, что и обуславливает необходимость перебора множества теоретических функций распределения, а следовательно, и недостаточное быстродействие.

Известно устройство для параметрической оценки закона распределения, содержащее входной усилитель, блок памяти, блок проверки согласия, блок управления и синтезатор функции распределения (см. авт. св. СССР N 1024935, G 06 F 15/36, G 06 G 7/52, 1983, бюл. 23).

Однако данное устройство обладает низким уровнем быстродействия при его использовании для оценки распределения потоков многопакетных сообщений (МПС) в сетях интегрального обслуживания, обусловленным необходимостью перебора множества М сочетаний параметров распределения потока сообщений, состоящих из множества пакетов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототипом) является устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений (см. патент РФ N 2094844, G 06 F 17/18, 1997, бюл. 30), содержащее входной усилитель, на вход которого подана бинарная импульсная последовательность, блок вычисления параметров, блок вычисления средних арифметических значений, блок определения типа распределения, вычислитель распределения и блок управления, причем выход входного усилителя подключен к первому входу блока вычисления параметров, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления, первый выход которого подключен к шестому входу вычислителя распределения, первый и второй выходы блока вычисления параметров соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычисления средних арифметических значений, первый выход которого подключен к первому входу вычислителя распределений и к входу блока определения типа распределения, второй выход блока вычисления средних арифметических значений подключен ко второму входу вычислителя распределения, три выхода блока определения типа распределения соединены с третьим, четвертым и пятым входами вычислителя распределения, выход которого является выходом устройства.

В прототипе достигается увеличение быстродействия путем исключения необходимости перебора множества М сочетаний параметров распределения потока МПС, а также возможность оценки закона распределения потока МПС на основе вычисления средних значений параметров этого потока.

Однако прототип имеет недостаток - ограниченную область применения, поскольку не способен производить оценку закона распределения неоднородных (смешанных) потоков МПС, имеющих место в ЦСИО и обусловленных наличием в ней источника информации, выдающего как явно выраженные независимые одиночные информационные сообщения пользователя (ИСП), так и пачки ИСП, длины которых распределены по геометрическому закону [1]. В этом случае при аппроксимации реальной статистики входящих потоков ИСП невозможно свести их к трем модификациям потоков, на которые ориентировано устройство-прототип.

Целью изобретения является создание устройства для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений с более широкой областью применения, устройства, способного оценивать параметры распределения как однородных, так и неоднородных (смешанных) потоков МПС - потоков, периодически меняющих свою интенсивность в ходе функционирования ЦСИО.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений, содержащее входной усилитель, на вход которого подана бинарная импульсная последовательность, блоки вычисления параметров, вычисления средних арифметических значений, определения типа распределения, вычислитель распределения и блок управления, тактовый выход которого подключен к тактовому входу вычислителя распределения, обнуляющий и управляющий выходы блока управления соединены соответственно с обнуляющим и управляющим входами блока вычисления параметров, информационный вход которого соединен с выходом входного усилителя, первый и второй информационные выходы блока вычисления параметров подключены соответственно к первому и второму информационным входам блока вычисления средних арифметических значений, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом вычислителя распределения и с входом блока определения типа распределения, первый, второй и третий модификационные выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему модификационным входам вычислителя распределения, второй информационный вход которого соединен со вторым информационным выходом блока вычисления средних арифметических значений, выход вычислителя распределения является выходом устройства, дополнительно введен блок анализа интенсивности. Вход блока анализа интенсивности подключен ко второму информационному выходу блока вычисления параметров, первый и второй параметрические выходы блока анализа интенсивности соединены соответственно с первым и вторым параметрическими входами вычислителя распределения, управляющий выход блока анализа интенсивности подключен к управляющему входу блока вычисления средних арифметических значений.

Блок вычисления средних арифметических значений состоит из счетчика-делителя значений длительности, счетчика-делителя значений интенсивности и элемента ЗАПРЕТ. Вход счетчика-делителя значений длительности является первым информационным входом блока вычисления средних арифметических значений, выход счетчика- делителя значений длительности является первым информационным выходом блока. Вход счетчика-делителя значений интенсивности является вторым информационным входом блока вычисления средних арифметических значений, выход счетчика-делителя значений интенсивности подключен к разрешающему входу элемента ЗАПРЕТ. Запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ является управляющим входом блока вычисления средних арифметических значений, выход элемента ЗАПРЕТ является вторым информационным выходом блока.

Вычислитель распределения состоит из арифметико-логического устройства и элемента И. Первый и второй информационные входы арифметико-логического устройства являются соответственно первым и вторым информационными входами вычислителя распределения. Первый, второй и третий модификационные входы арифметико-логического устройства являются соответственно первым, вторым и третьим модификационными входами вычислителя распределения. Первый и второй параметрические входы арифметико-логического устройства являются соответственно первым и вторым параметрическими входами вычислителя распределения. Первый вход элемента И является тактовым входом вычислителя распределения, выход элемента И подключен к тактовому входу арифметико-логического устройства. Второй вход элемента И соединен с первым информационным входом вычислителя распределения, выход арифметико-логического устройства является выходом вычислителя распределения.

Блок анализа интенсивности состоит из схемы сравнения, оперативного запоминающего устройства, первичного элемента И и вторичного элемента И. Информационные входы схемы сравнения и вторичного элемента И подключены к входу оперативного запоминающего устройства, являющемуся входом блока анализа интенсивности, вспомогательный выход оперативного запоминающего устройства соединен с вспомогательным входом схемы сравнения, выход которой является управляющим выходом блока анализа интенсивности и параллельно соединен с сигнальными входами первичного и вторичного элементов И, выходы которых являются соответственно первым и вторым параметрическими выходами блока анализа интенсивности, информационный выход оперативного запоминающего устройства подключен к информационному входу первичного элемента И.

Принцип создания предлагаемого устройства основан на возможности оценки закона распределения с использованием средних значений параметров различных разновидностей разнородных (однородных и неоднородных) потоков МПС, опираясь либо на алгоритмы аппроксимации реальной статистики входящих потоков и сведение их непосредственно к трем известным модификациям [1], либо на алгоритмы суперпозиции входящих потоков [1, 2, 3] - в случаях, когда имеется источник неоднородной (смешанной) информации, выдающий как явно выраженные независимые и одиночные ИСП, так и пачки ИСП, длины которых распределены по геометрическому закону.

Известны три основные разновидности потоков МПС пользователей ЦСИО, распределения которых описаны в [1]:
1. Простой поток МПС (количество элементов в информационной части пакетов сообщения равно количеству элементов, содержащихся в информационной части МПС, то есть m_п = m_с и ζ = m_п/m_с = 1), распределение числа пакетов которого определяется выражением

2. Сложный поток МПС (m_п < m_с и ζ < 1) с распределением:
3. Прореженный поток МПС (m_п > m_с и ζ > 1) с распределением:

Кроме того, если при аппроксимации реальной статистики входящих потоков ИСП не удается свести их непосредственно к трем рассмотренным выше модификациям потоков сообщений, то используют суперпозицию входящих потоков [1-3]. Например, если в составе ЦСИО имеется оконечный терминал - источник информации, который передает смешанные МПС - как явно выраженные независимые и одиночные ИСП, так и пачки ИСП, длины которых распределены по геометрическому закону, то для описания такого входящего потока ИСП следует использовать суперпозицию потоков, описываемых выражениями (1) и (2) [1].

Тогда можно показать [3], что вероятность P(u_п = k) является сверткой соответствующих вероятностей и равна

Анализ приведенных выражений позволяет сделать вывод о том, что оценку распределения разнородного (однородного и неоднородного) потока МПС можно получить на основе определения параметров потока λ и ζ. Использование в этих целях устройства-прототипа (см. патент РФ N 2094844, G 06 F 17/18, 1997, бюл. 30) является нецелесообразным в силу его неспособности производить оценку распределения неоднородного (смешанного) потока МПС, доля которого в суммарном потоке ЦСИО очень велика [1]. Для определения типа распределения потока сообщений, циркулирующего в реальной ЦСИО, недостаточно реализовать расчет одного из трех аналитических выражений (1-3) по усредненным за интервал наблюдения параметрам λ и ζ, необходима верификация решения об однородности потока МПС и принятие решения на параметрическую оценку закона распределения в соответствии с выражением (4) в случае признания потока неоднородным (смешанным).

Анализ выражений (1-4) позволяет сделать вывод о возможности технической реализации получения оценочных значений параметров закона распределения разнородных (однородных и неоднородных) потоков МПС, циркулирующих в ЦСИО.

Построение устройства, основанного на предложенном принципе работы, позволяет получить преимущество перед прототипом, обеспечивая способность оценивать значения параметров закона распределения как однородных, так и неоднородных (смешанных) потоков МПС пользователей ЦСИО. Это существенно расширяет функциональные возможности устройства, позволяя оценивать параметры потоков сообщений, циркулирующих в реальных цифровых сетях, с учетом наличия в них как регулярных источников информации, так и источников смешанного типа, выдающих сообщения нерегулярно - одиночными ИСП или пачками ИСП с длинами, распределенными по геометрическому закону [1].

Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых представлены:
на фиг. 1 - структурная схема устройства для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений;
на фиг. 2 - структурная схема блока вычисления средних арифметических значений;
на фиг. 3 - структурная схема вычислителя распределения;
на фиг. 4 - структурная схема блока анализа интенсивности;
на фиг. 5 - структурная схема блока вычисления параметров;
на фиг. 6 - структурная схема блока определения типа распределения;
на фиг. 7 - структурная схема блока управления.

Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений, изображенное на фиг. 1, состоит из входного усилителя 1, на вход которого подана бинарная импульсная последовательность, блока вычисления параметров 2, блока вычисления средних арифметических значений 3, блока определения типа распределения 4, вычислителя распределения 5, блока управления 6 и блока анализа интенсивности 7. Тактовый выход 61 блока управления 6 подключен к тактовому входу 56 вычислителя распределения 5, обнуляющий 62 и управляющий 63 выходы блока управления 6 соединены соответственно с обнуляющим 22 и управляющим 23 входами блока вычисления параметров 2, информационный вход 21 которого соединен с выходом входного усилителя 1, первый 24 и второй 25 информационные выходы блока вычисления параметров 2 подключены соответственно к первому 31 и второму 32 информационным входам блока вычисления средних арифметических значений 3, первый информационный выход 33 которого соединен с первым информационным входом 51 вычислителя распределения 5 и с входом блока определения типа распределения 4, первый 41, второй 42 и третий 43 модификационные выходы которого подключены соответственно к первому 53, второму 54 и третьему 55 модификационным входам вычислителя распределения 5, второй информационный вход 52 которого соединен со вторым информационным выходом 34 блока вычисления средних арифметических значений 3, выход вычислителя распределения 5 является выходом устройства. Вход блока анализа интенсивности 7 подключен ко второму информационному выходу 25 блока вычисления параметров 2, первый 73 и второй 74 параметрические выходы блока анализа интенсивности 7 соединены соответственно с первым 57 и вторым 58 параметрическими входами вычислителя распределения 5, управляющий выход 72 блока анализа интенсивности 7 подключен к управляющему входу 35 блока вычисления средних арифметических значений 3.

Блок вычисления средних арифметических значений 3 (фиг. 2) предназначен для получения численных значений усредненных за интервал наблюдения параметров потока и состоит из счетчика-делителя значений длительности 3.01, счетчика-делителя значений интенсивности 3.02 и элемента ЗАПРЕТ 3.03. Вход счетчика-делителя значений длительности 3.01 является первым информационным входом 31 блока вычисления средних арифметических значений 3, выход счетчика-делителя значений длительности 3.01 является первым информационным выходом 33 блока 3. Вход счетчика-делителя значений интенсивности 3.02 является вторым информационным входом 32 блока вычисления средних арифметических значений 3, выход счетчика-делителя значений интенсивности 3.02 подключен к разрешающему входу элемента ЗАПРЕТ 3.03. Запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 3.03 является управляющим входом 35 блока вычисления средних арифметических значений 3, выход элемента ЗАПРЕТ 3.03 является вторым информационным выходом 34 блока 3. Счетчик-делитель значений длительности 3.01 и счетчик-делитель значений интенсивности 3.02 могут быть технически реализованы в виде счетчика-делителя с переменным коэффициентом деления, работающего как суммирующий двоичный, как показано в [4, стр. 181-182, рис. 5.47]. Элемент ЗАПРЕТ 3.03 может быть реализован в соответствии с описанным в [4, стр. 24, рис. 1.5 (д,е)].

Вычислитель распределения 5, представленный на фиг. 3, предназначен для получения оценочных значений распределения в соответствии с выражениями (1-4) и состоит из арифметико-логического устройства 5.01 и элемента И 5.02. Первый 501 и второй 502 информационные входы арифметико-логического устройства 5.01 являются соответственно первым 51 и вторым 52 информационными входами вычислителя распределения 5. Первый 503, второй 504 и третий 505 модификационные входы арифметико-логического устройства 5.01 являются соответственно первым 53, вторым 54 и третьим 55 модификационными входами вычислителя распределения 5. Первый 507 и второй 508 параметрические входы арифметико-логического устройства 5.01 являются соответственно первым 57 и вторым 58 параметрическими входами вычислителя распределения 5. Первый вход 510 элемента И 5.02 является тактовым входом 56 вычислителя распределения 5, выход элемента И 5.02 подключен к тактовому входу 506 арифметико-логического устройства 5.02. Второй вход 511 элемента И 5.02 соединен с первым информационным входом 51 вычислителя распределения 5, выход 509 арифметико-логического устройства 5.01 является выходом 59 вычислителя распределения 5. Арифметико-логическое устройство 5.01 может быть технически реализовано в виде обычного арифметико-логического устройства (АЛУ), описанного в [5, стр. 158-170] . Элемент И 5.02 может быть реализован в соответствии с описанным в [4, стр. 13-14, рис. 1.2].

Блок анализа интенсивности 7 (фиг. 4) предназначен для текущего оценивания и сравнения предыдущего (λ₁) и последующего (λ₂) значений отсчетов параметра λ входного потока и состоит из схемы сравнения 7.01, оперативного запоминающего устройства 7.02, первичного элемента И 7.03 и вторичного элемента И 7.04. Информационные входы 701 и 706 схемы сравнения 7,01 и вторичного элемента И 7.04 соответственно подключены к входу оперативного запоминающего устройства 7.02, являющемуся входом 71 блока анализа интенсивности 7, вспомогательный выход 707 оперативного запоминающего устройства 7.02 соединен с вспомогательным входом 702 схемы сравнения 7.01, выход которой является управляющим выходом 72 блока анализа интенсивности 7 и параллельно соединен с сигнальными входами 703 и 705 первичного 7.03 и вторичного 7.04 элементов И соответственно, выходы которых являются соответственно первым 73 и вторым 74 параметрическими выходами блока анализа интенсивности 7, информационный выход 708 оперативного запоминающего устройства 7.02 подключен к информационному входу 704 первичного элемента И 7.03. Схема сравнения 7.01 может быть технически реализована в виде узла сравнения (цифрового компаратора), как показано в [4, стр. 149-152, рис. 5.19]. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 7.02 реализуется в виде регистра хранения в соответствии с описанием, представленным в работе [4, стр. 156-158, рис. 5.27]. Первичный 7.03 и вторичный 7.04 элементы И реализуются в виде стандартных элементов И, как показано в [4, стр. 13-14, рис. 1.2].

Входной усилитель 1, входящий в общую структурную схему, предназначен для осуществления процедуры усиления, нормировки по амплитуде и длительности входного потока - бинарной импульсной последовательности. Входной усилитель 1 может быть технически реализован в виде триггера Шмитта, как показано в [4, стр. 117- 119, рис. 4.12 (а)].

Блок вычисления параметров 2, входящий в общую структурную схему, предназначен для определения текущих значений параметров λ и ζ. Его схема известна, описана, например, в патенте РФ N 2094844 и представлена на фиг. 5 данного описания. Блок вычисления параметров 2 содержит дешифратор заголовков пакетов 2.01, обнаружитель пауз 2.02, счетчик информационной длины МПС 2.03, счетчик сообщений 2.04, вычислитель соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.05. При этом вход 21 дешифратора заголовков пакетов, являющийся входом блока 2, параллельно подключен к первому входу счетчика информационной длины МПС сообщений 2.03 и к входу обнаружителя пауз 2.02, выход дешифратора заголовков пакетов 2.01 соединен со вторым входом счетчика информационной длины МПС сообщений 2.03. Выход обнаружителя пауз 2.02 подключен к третьему входу счетчика информационной длины МПС сообщений 2.03 и к первому входу счетчика сообщений 2.04, выход счетчика информационной длины МПС сообщений 2.03 подключен к первому входу вычислителя соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.05, второй управляющий вход 23 которого, как и второй обнуляющий вход счетчика сообщений 22 соединены соответственно с управляющим 63 и обнуляющим 62 выходами блока управления 6, а выходы которых являются первым 24 и вторым 25 информационными выходами блока вычисления параметров 2.

Блок определения типа распределения 4, входящий в общую структурную схему, предназначен для осуществления процедуры сравнения значений параметра длительности с единичным порогом и принятия решения о принадлежности однородного входного потока к одной из трех модификаций, описываемых выражениями (1-3). Схема блока определения типа распределения 4 известна, описана, например, в патенте РФ N 2094844 и представлена на фиг. 6 данного описания. Блок определения типа распределения 4 содержит цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4.01, два компаратора 4.02, 4.03, генератор порогового напряжения 4.04, элемент ИЛИ-НЕ 4.05. При этом вход цифроаналогового преобразователя 4.01 соединен с первым информационным выходом 33 блока вычисления средних арифметических значений 3, выход цифроаналогового преобразователя 4.01 соединен с первыми входами компараторов 4.02 и 4.03, вторые входы которых подключены к выходу генератора порогового напряжения 4.04, выходы компараторов являются первым 41 и вторым 42 модификационными выходами блока 4, соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ 4.05 и с первым 53 и вторым 54 модификационными входами вычислителя распределения 5, выход элемента ИЛИ-НЕ 4.05 является третьим модификационным выходом 43 блока 4 и подключен к третьему модификационному входу 55 вычислителя распределения 5.

Блок управления 6, входящий в общую структурную схему, предназначен для регулировки интервала наблюдения (t_наб), длины пакета (m_п) и количества пакетов (k). Его схема известна, описана, например, в патенте РФ N 2094844 и представлена на фиг. 7 данного описания. Блок управления 6 содержит генератор тактовых импульсов 6.01 и три делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 6.02 - 6.04. При этом выход генератора тактовых импульсов 6.01 параллельно подключен к входам всех трех делителей с переменным коэффициентом деления, выход первого из которых (6.02) является тактовым выходом 61 блока 6 и подключен к тактовому входу 56 вычислителя распределения 5, а выходы 62, 63 двух других делителей с переменным коэффициентом деления 6.04 и 6.03 являются соответственно обнуляющим (62) и управляющим (63) выходами блока 6 и подключены к обнуляющему 22 и управляющему 23 входам блока вычисления параметров 2.

Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений работает следующим образом. Исследуемый входной поток МПС пользователей ЦСИО в виде бинарной импульсной последовательности, усиленной и пронормированной по амплитуде и длительности входным усилителем 1, поступает на вход 21 блока вычисления параметров 2, в котором производится определение текущих значений параметров λ и ζ. Блок вычисления параметров может быть реализован в соответствии со схемой, предложенной на фиг. 5. Вычисление в блоке 2 текущих значений параметров λ и ζ происходит следующим образом. Дешифратор 2.01 анализирует поступающую на вход блока вычисления параметров 2 импульсную последовательность и при обнаружении в ней признака начала информационной части пакета запускает счетчик 2.03, моменты завершения счета определяются моментами обнаружения дешифратором окончания информационной части пакета. Моменты поступления значений информационной длины сообщения m_c в вычислитель соотношений информационных длин 2.05 и обнуления счетчика 2.03 определяются моментами появления импульсов на выходе обнаружителя пауз 2.02, фиксирующего окончание сообщения. В вычислителе соотношений информационных длин пакетов и сообщений 2.05 определяются значения ζ = m_п/m_с для фиксированной длины пакетов, принятых в ЦСИО и устанавливаемых блоком управления 6, подачей на управляющий вход 23 блока 2.05 импульсов, количество которых соответствует значению m_c. Значение интенсивности λ определяется счетчиком 2.04 по импульсам с выхода обнаружителя пауз 2.02 за интервал времени, определяемый блоком 6 управления, посредством подачи импульсов с частотой f_наб на обнуляющий вход 22 счетчика 2.04.

Значения ζ и λ в параллельном коде поступают соответственно с информационных выходов 24 и 25 блока вычисления параметров 2 на информационные входы 31 и 32 блока вычисления средних арифметических значений 3. Блок вычисления средних арифметических значений 3 может быть реализован по схеме, представленной на фиг. 2.

В случае, когда имеет место однородный (несмешанный) поток МПС пользователей ЦСИО, когда источники выдают сообщения регулярно, расчет численных значений усредненных за интервал наблюдения параметров потока происходит следующим образом. Значения параметра ζ в виде бинарной последовательности поступают на первый информационный вход 31 блока 3, а затем на вход счетчика-делителя значений длительности 3.01, производящего арифметическую операцию суммирования последовательно поступающих значений ζ и деление полученной суммы на количество отсчетов. На выходе счетчика-делителя значений длительности 3.01 и на первом информационном выходе 33 блока вычисления средних арифметических значений 3 в двоичном параллельном коде получаем значение параметра усредненного за интервал наблюдения. Значения параметра λ в виде бинарной последовательности поступают на второй информационный вход 32 блока 3, а затем на вход счетчика-делителя значений интенсивности 3.02, производящего арифметическую операцию суммирования последовательно поступающих значений λ и деление полученной суммы на количество отсчетов. На выходе счетчика-делителя значений интенсивности 3.02 и на разрешающем входе элемента ЗАПРЕТ 3.03 в двоичном параллельном коде имеем значение параметра усредненного за интервал наблюдения. На второй информационный выход 34 блока 3 с выхода элемента ЗАПРЕТ 3.03 значение попадает лишь в том случае, если в данный момент на управляющий вход 35 блока 3 и на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 3.03 не подан в двоичном параллельном коде сигнал с управляющего выхода 72 блока анализа интенсивности 7. В противном случае на второй информационный выход 34 блока 3 с выхода элемента ЗАПРЕТ 3.03 значение параметра не подается. Интервал наблюдения для расчета параметров устанавливается блоком управления 6 в зависимости от требуемой точности.

Блок управления 6 может быть реализован по схеме, предложенной на фиг. 7. Формирование управляющих импульсных последовательностей осуществляется установкой на элементах группы делителей с переменным коэффициентом деления (ДПКД) соответствующих коэффициентов деления импульсной последовательности, поступающей с выхода генератора 6.01. Установкой коэффициента элемента 6.03 определяется значение t_наб = 1/f_наб, установкой коэффициента элемента 6.04 определяется длина пакета, принятая в данный момент в ЦСИО (m_п), установкой коэффициента элемента 6.02 определяется необходимое для расчета выражений (1-4) количество пакетов (k).

Когда на первом 33 и на втором 34 информационных выходах блока 3 имеем одновременно значения параметров соответственно, значение c первого информационного выхода 33 блока 3 подается на вход блока определения типа распределения 4, в котором происходит его сравнение с единичным порогом. Блок определения типа распределения 4 может быть реализован по схеме, предложенной на фиг. 6. Определение типа распределения потока МПС осуществляется следующим образом. Значения поступающие с выхода блока 3 в двоичном параллельном коде, в ЦАП 4.01 преобразуются в аналоговое напряжение, которое на компараторах 4.02, 4.03 сравнивается с пороговым напряжением, вырабатываемым генератором порогового напряжения 4.04. Значение порогового напряжения соответствует единичному значению На выходе 42 компаратора 4.02 появляется сигнал логической единицы в случае превышения значения единичного значения и поступает на второй модификационный вход 54 вычислителя распределения 5, в обратном случае появление логической единицы происходит на выходе 41 компаратора 4.03 и поступает на первый модификационный вход 53 вычислителя распределения 5. При наличии логических нулей на выходах компараторов 4.02 и 4.03 принимается решение о том, что об этом свидетельствует наличие логической единицы на выходе 43 элемента ИЛИ-НЕ 4.05 и поступление этой логической единицы на третий модификационный вход 55 блока 5. Таким образом, по результатам сравнения, путем подачи управляющего импульса на один из трех модификационных входов 53-55 вычислителя распределения 5, принимается решение о вычислении одного из аналитических выражений (1-3) по значениям параметров , поступающих с первого 33 и второго 34 информационных выходов блока 3 на первый 51 и второй 52 информационные входы вычислителя распределения 5. Вычисления могут быть проведены для различных значений количества пакетов (k), выбор значений осуществляется блоком управления 6 путем подачи на тактовый вход 56 блока 5 и на первый вход 510 элемента И 5.02 импульсов, количество которых соответствует заданному значению количества пакетов. Поступление на второй вход 511 элемента И 5.02 импульсов с первого информационного входа 51 блока 5 обеспечивает появление на выходе элемента И 5.02 управляющего сигнала, количество импульсов которого соответствует заданному значению количества пакетов. Данный сигнал, поступая на тактовый вход 506 арифметико-логического устройства 5.01, инициирует начало процедуры вычисления. Вычисленные значения распределения однородного потока МПС с выхода 59 вычислителя распределения 5 подаются в двоичном параллельном коде на устройство регистрации.

В случае, когда имеет место неоднородный (смешанный) поток МПС пользователей ЦСИО, когда источники смешанного типа выдают сообщения нерегулярно - одиночными ИСП или пачками ИСП с длинами, распределенными по геометрическому закону, расчет численных значений усредненного за интервал наблюдения параметра потока происходит так, как описано выше, а расчет численных значений параметра λ, характеризующего интенсивность потока, происходит следующим образом. Значения параметра λ в виде бинарной последовательности поступают на второй информационный вход 32 блока 3 для вычисления усредненного за интервал наблюдения параметра потока и на вход 71 блока анализа интенсивности 7. Значения параметра λ поступают параллельно на информационный вход 701 схемы сравнения 7.01 блока 7, на вход ОЗУ 7.02 блока 7 и на информационный вход 706 вторичного элемента И 7.04 блока 7. В ОЗУ 7.02 хранится значение параметра λ на предыдущем шаге - значение λ₁. С вспомогательного выхода 707 ОЗУ 7.02 значение λ₁ поступает на вспомогательный вход 702 схемы сравнения 7.01, которая сравнивает значение предыдущего отсчета параметра (λ₁) со значением последующего отсчета (λ₂) - значением, поступившим на информационный вход 701 схемы сравнения 7.01. Сравнение производится по двум критериям: λ₁ ≠ λ₂ и λ₁ = λ₂. Если значения отсчетов равны (λ₁ = λ₂), это подтверждает, что на входе устройства мы имеем однородный (несмешанный) поток МПС, а значит, схема сравнения 7.01 не выдает сигнал на управляющий выход 72 блока 7 и на сигнальные входы элементов И 7.03 и 7.04. Это значит, что на управляющий вход 35 блока 3 и на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 3.03 блока 3 с выхода 72 блока 7 сигнал не поступает, следовательно, на выходе элемента ЗАПРЕТ 3.03 и на втором информационном выходе 34 блока 3 в двоичном параллельном коде имеем значение параметрам и дальнейший расчет параметров закона распределения потоков сообщений происходит так, как описано выше.

Если значения отсчетов не равны (λ₁ ≠ λ₂), это подтверждает, что на входе устройства мы имеем неоднородный (смешанный) поток МПС, а значит, схема сравнения 7.01 выдает сигнал на управляющий выход 72 блока 7 и на сигнальные входы элементов И 7.03 и 7.04. Сигнал с управляющего выхода 72 блока 7 поступает на управляющий вход 35 блока 3 и на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 3.03, запирая его выход и не позволяя выдавать значения на второй информационный вход 52 блока 5. С информационного выхода 708 ОЗУ 7.02 значение параметра λ₁ поступает на информационный вход 704 первичного элемента И 7.03, а в ОЗУ записывается значение нового параметра. На информационном входе 706 вторичного элемента И 7.04 имеем значение λ₂. Сигнал с выхода схемы сравнения 7.01, поступая на сигнальные входы 703 и 705 первичного и вторичного элементов И (7.03 и 7.04) соответственно, открывает эти устройства, позволяя получать на их выходах, а значит, и на первом 73 и втором 74 параметрических выходах блока 7 значения параметра λ₁ и λ₂ соответственно. Значения параметра λ₁ и λ₂ поступают на первый 57 и второй 58 параметрические входы вычислителя распределения 5, а затем на первый 507 и второй 508 параметрические входы арифметико-логического устройства 5.01, которое вычисляет значения распределения в соответствии с аналитическим выражением (4), причем наличие управляющего импульса на любом из трех модификационных входов 53-55 вычислителя распределения 5 в этом случае роли не играет. Вычисленные значения распределения неоднородного (смешанного) потока МПС с выхода 59 вычислителя распределения 5 подаются в двоичном параллельном коде на устройство регистрации.

В итоге, на выходе блока 5 имеем записанные в двоичном коде значения распределения либо однородного, либо неоднородного (смешанного) потока МПС, в зависимости от характеристик трафика ЦСИО.

Таким образом, анализ принципа работы заявляемого устройства для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений показывает очевидность того факта, что, наряду с сохраненными возможностями оценивания параметров распределения однородных (несмешанных) потоков МПС, устройство способно осуществлять оценку параметров распределения неоднородных (смешанных) потоков МПС (доля которых в суммарном потоке ЦСИО очень велика) - потоков, периодически меняющих свою интенсивность в ходе функционирования сети. Данное устройство позволяет получать в динамике оценочные значения параметров закона распределения разнородных (однородных и неоднородных) потоков МПС, циркулирующих в ЦСИО, что существенно расширяет область применения устройства, расширяет функциональные возможности аппаратуры, где заявленное устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений будет использовано.

Источники информации
1. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания. - Л.: Машиностроение, 1990. с. 113 - 116.

2. Овчаров Л.А. Прикладные задачи теории массового обслуживания. - М.: Машиностроение, 1969. - 324 с.

3. Советов Б.Я., Рухман Е.Л., Яковлев С.А. Системы передачи информации от терминалов к ЦВМ. - Л.: изд. Ленингр. ун-та, 1978. -240 с.

4. Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1996. - 247 с.

5. Дроздов Е.А., Комарницкий В.А., Пятибратов А.П. Электронно-вычислительные машины Единой системы. - М.: Машиностроение, 1981.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в средствах многоканальной радиосвязи. Техническим результатом является повышение быстродействия. Устройство содержит входной усилитель, блоки вычисления параметров, вычисления средних арифметических значений, определения типа распределения, вычислитель распределения, блок управления и блок анализа интенсивности. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений, содержащее входной усилитель, на вход которого подана бинарная импульсная последовательность, блоки вычисления параметров, вычисления средних арифметических значений, определения типа распределения, вычислитель распределения и блок управления, тактовый выход которого подключен к тактовому входу вычислителя распределения, обнуляющий и управляющий выходы блока управления соединены соответственно с обнуляющим и управляющим входами блока вычисления параметров, информационный вход которого соединен с выходом входного усилителя, первый и второй информационные выходы блока вычисления параметров подключены соответственно к первому и второму информационным входам блока вычисления средних арифметических значений, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом вычислителя распределения и с входом блока определения типа распределения, первый, второй и третий модификационные выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему модификационным входам вычислителя распределения, второй информационный вход которого соединен со вторым информационным выходом блока вычисления средних арифметических значений, выход вычислителя распределения является выходом устройства, отличающееся тем, что дополнительно введен блок анализа интенсивности, вход которого подключен ко второму информационному выходу блока вычисления параметров, первый и второй параметрические выходы блока анализа интенсивности соединены соответственно с первым и вторым параметрическими входами вычислителя распределения, управляющий выход блока анализа интенсивности подключен к управляющему входу вычисления средних арифметических значений. 2. Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений по п. 1, отличающееся тем, что блок вычисления средних арифметических значений состоит из счетчика-делителя значений длительности, счетчика-делителя значений интенсивности и элемента ЗАПРЕТ, причем вход счетчика-делителя значений длительности является первым информационным входом блока вычисления средних арифметических значений, выход счетчика-делителя значений длительности является первым информационным выходом блока, вход счетчика-делителя значений интенсивности является вторым информационным входом блока вычисления средних арифметических значений, выход счетчика-делителя значений интенсивности подключен к разрешающему входу элемента ЗАПРЕТ, запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ является управляющим входом блока вычисления средних арифметических значений, выход элемента ЗАПРЕТ является вторым информационным выходом блока. 3. Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений по п.1, отличающееся тем, что вычислитель распределения состоит из арифметико-логического устройства и элемента И, причем первый и второй информационные входы арифметико-логического устройства являются соответственно первым и вторым информационными входами вычислителя распределения, первый, второй и третий модификационные входы арифметико-логического устройства являются соответственно первым, вторым и третьим модификационными входами вычислителя распределения, первый и второй параметрические входы арифметико-логического устройства являются соответственно первым и вторым параметрическими входами вычислителя распределения, первый вход элемента И является тактовым входом вычислителя распределения, выход элемента И подключен к тактовому входу арифметико-логического устройства, второй вход элемента И соединен с первым информационным входом вычислителя распределения, выход арифметико-логического устройства является выходом вычислителя распределения. 4. Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений по п.1, отличающееся тем, что блок анализа интенсивности состоит из схемы сравнения, оперативного запоминающего устройства, первичного элемента И и вторичного элемента И, причем информационные входы схемы сравнения и вторичного элемента И подключены к входу оперативного запоминающего устройства, являющемуся входом блока анализа интенсивности, вспомогательный выход оперативного запоминающего устройства соединен с вспомогательным входом схемы сравнения, выход которой является управляющим выходом блока анализа интенсивности и параллельно соединен с сигнальными входами первичного и вторичного элементов И, выходы которых являются соответственно первым и вторым параметрическими выходами блока анализа интенсивности, информационный выход оперативного запоминающего устройства подключен к информационному входу первичного элемента И.