УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ Российский патент 2002 года по МПК G06N1/00 G06G7/48 

Изобретение относится к вычислительной технике, технике связи и может быть использовано для моделирования доведения информации по циркулярной сети от главной станции до N абонентов в условиях различной помеховой обстановки в каждом направлении связи с квитированием по помехосодержащему каналу принятых каждым абонентом сообщений.

Известно устройство для моделирования работы системы связи, содержащее четыре счетчика импульсов, RS-триггер, генератор импульсов, табло отображения и последовательно соединенные генератор случайного потока импульсов ошибок, элемент НЕ и элемент И [1]. Однако данное устройство не обеспечивает возможности моделирования режима доведения циркулярного сообщения от главной станции до N абонентов в условиях различной помеховой обстановки в каждом направлении связи с квитированием по помехосодержащему каналу принятых каждым абонентом сообщений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования системы связи, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, второй счетчик импульсов, первый RS-триггер, третий счетчик импульсов и блок индикации, а также последовательно соединенные генератор случайного потока импульсов ошибок, первый элемент НЕ, первый элемент И, второй RS-триггер и первый счетчик импульсов, выход которого соединен с входом блока индикации, при этом выход генератора импульсов соединен с R-входом первого RS-триггера и вторым входом первого элемента И, а выход первого RS-триггера соединен с R-входом второго RS-триггера [2].

Недостатком устройства является то, что оно не может моделировать режим доведения информации по циркулярной сети связи от главной станции до N абонентов в условиях различной помеховой обстановки в каждом направлении связи с квитированием по помехосодержащему каналу принятых каждым абонентом сообщений.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения моделирования режима доведения информации по циркулярной сети связи от главной станции до N абонентов в условиях различной помеховой обстановки в каждом направлении связи путем введения решающей обратной связи между абонентами и главной станцией по помехосодержащему каналу.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, второй счетчик импульсов, первый RS-триггер, третий счетчик импульсов и блок индикации, а также последовательно соединенные генератор случайного потока импульсов ошибок, первый элемент НЕ, первый элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй RS-триггер и первый счетчик импульсов, введены N параллельных первых ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные четвертый счетчик импульсов, первый элемент НЕ, первый элемент И, второй RS-триггер и первый счетчик импульсов, при этом выход генератора случайного потока импульсов ошибок соединен со входами всех четвертых счетчиков импульсов, выходы всех первых счетчиков импульсов соединены с соответствующими входами блока индикации, а выход первого генератора импульсов соединен со вторыми входами всех первых элементов И и R-входом первого RS-триггера, введены N параллельных вторых ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные четвертый RS-триггер, четвертый элемент И и шестой счетчик импульсов, при этом выход второго RS-триггера каждой первой ветви соединен с S-входом четвертого RS-триггера соответствующей второй ветви, выход шестого счетчика импульсов каждой второй ветви соединен с R-входом четвертого RS-триггера той же ветви, а выход генератора импульсов соединен со вторыми входами всех четвертых элементов И, введены N параллельных третьих ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные пятый счетчик импульсов, второй элемент НЕ, третий элемент И и третий RS-триггер, при этом выход генератора случайного потока импульсов ошибок соединен со входами всех пятых счетчиков импульсов, выход четвертого элемента И каждой второй ветви соединен со вторым входом третьего элемента И соответствующей третьей ветви, а выход первого RS-триггера соединен с R-входами всех вторых и третьих RS-триггеров, введены последовательно соединенные второй элемент И и элемент ИЛИ, при этом выходы всех третьих RS-триггеров соединены с соответствующими входами второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ и вторым входом второго счетчика импульсов, выход второго счетчика импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ соединен с S-входом первого RS-триггера.

Введение в прототип новых отличительных признаков - N параллельных первых ветвей, содержащих четвертый счетчик импульсов, первый элемент НЕ, первый элемент И, второй RS-триггер и первый счетчик импульсов, позволяет устройству моделировать режим доведения циркулярных сообщений от главной станции до N абонентов в условиях различной помеховой обстановки в каждом направлении связи.

Кроме того, введение в прототип новых отличительных признаков - N параллельных вторых ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные четвертый RS-триггер, четвертый элемент И и шестой счетчик импульсов, введение N параллельных третьих ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные пятый счетчик импульсов, второй элемент НЕ, третий элемент И и третий RS-триггер, а также введение последовательно соединенных первого элемента И и элемента ИЛИ позволяет устройству моделировать режим квитирования по помехосодержащему каналу сообщений, принятых каждым абонентом.

Известно большое количество систем связи, построенных по радиальному принципу, в которых доведение сообщения от главной станции до N абонентов осуществляется путем многократного повторения передаваемого сообщения с квитированием его абонентами. При этом, как правило, помеховая обстановка в направлениях "главная станция - конкретный абонент", а также в направлениях "конкретный абонент - главная станция" своя, специфичная. Определение вероятностных характеристик доведения сообщений в таких системах связи представляет собой сложную задачу, поэтому моделирование таких систем актуально на этапах их разработки и проектирования.

В связи с тем, что предлагаемое устройство имеет отличительные от прототипа признаки, оно удовлетворяет критерию "новизна". Введенные отличительные признаки - N параллельных первых ветвей, содержащих первый элемент НЕ, первый элемент И, первый счетчик импульсов, встречаются и в других аналогах, однако там они служат достижению других целей. Следовательно, заявляемое устройство удовлетворяет критерию "существенное отличие". Промышленная воспроизводимость введенных элементов обусловлена наличием элементной базы, на основе которой они могут быть выполнены.

На чертеже представлена электрическая структурная схема предлагаемого устройства для моделирования режима доведения циркулярных сообщений от главной станции до N абонентов в условиях различной помеховой обстановки в каждом направлении связи с квитированием по помехосодержащему каналу принятых каждым абонентом сообщений. На чертеже обозначено:
1 - генератор импульсов;
2 - второй счетчик импульсов;
3 - элемент ИЛИ;
4 - первый RS-триггер;
5.1...5.N - первый элемент И;
6.1...6.N - первый элемент НЕ;
7.1...7.N - четвертый счетчик импульсов;
8 - генератор случайного потока импульсов ошибок;
9.1...9.N - второй RS-триггер;
10 - второй элемент И;
11 - третий счетчик импульсов;
12.1...12.N - первый счетчик импульсов;
13 - блок индикации;
14.1...14.N - третий элемент И;
15.1...15.N - второй элемент НЕ;
16.1...16.N - пятый счетчик импульсов;
17.1...17.N - четвертый элемент И;
18.1...18.N - шестой счетчик импульсов;
19.1...19.N - третий RS-триггер;
20.1...20.N - четвертый RS-триггер.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор импульсов 1, второй счетчик импульсов 2, первый RS-триггер 4, третий счетчик импульсов 11, содержит N параллельных первых ветвей, состоящих из последовательно соединенных четвертого счетчика импульсов 7, первого элемента НЕ 6, первого элемента И 5, второго RS-триггера 9 и первого счетчика импульсов 12, причем выход генератора импульсов 1 соединен со вторыми входами всех первых элементов И 5 и R-входом первого RS-триггера 4, выход которого соединен с R-входами всех вторых RS-триггеров 9, содержит N параллельных вторых ветвей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных четвертого RS-триггера 20, четвертого элемента И 17 и шестого счетчика импульсов 18, при этом выход второго RS-триггера 9 каждой первой ветви соединен с S-входом четвертого RS-триггера 20 соответствующей второй ветви, выход шестого счетчика импульсов 18 соединен с R-входом четвертого RS-триггера 20 той же ветви, а выход генератора импульсов 1 соединен со вторыми входами всех четвертых элементов И 17, содержит N параллельных третьих ветвей, каждая из которых состоит из пятого счетчика импульсов 16, второго элемента НЕ 15, третьего элемента И 14, и третьего RS-триггера 19, содержит генератор случайного потока импульсов ошибок 8, выход которого соединен со входами всех четвертых 7 и пятых 16 счетчиков импульсов, выход четвертого элемента И 17 каждой второй ветви соединен со вторым входом третьего элемента И 14 соответствующей третьей ветви, а выход первого RS-триггера 4 соединен с R-входами всех третьих RS-триггеров 19, содержит последовательно соединенные второй элемент И 10 и элемент ИЛИ 3, причем выходы всех третьих RS-триггеров 19 соединены с соответствующими входами второго элемента И 10, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 3 и со вторым входом второго счетчика импульсов 2, выход второго счетчика импульсов 2 соединен с первым входом элемента ИЛИ 3, а выход элемента ИЛИ 3 соединен с S-входом первого RS-триггера, содержит блок индикации 13, причем выходы всех первых счетчиков импульсов 12, а также третьего счетчика импульсов 11 соединены с соответствующими входами блока индикации 13.

Устройство работает следующим образом.

Генератор импульсов 1 формирует последовательность импульсов, моделирующих выдаваемые в канал связи сообщения, при этом каждое сообщение представлено серией из К импульсов, каждый из которых имитирует повтор сообщения при передаче.

Второй счетчик импульсов 2 и первый RS-триггер 4 предназначены для моделирования последовательности сообщений, в которой каждое сообщение передается только один раз. Количество повторов К каждого сообщения задается изменением объема второго счетчика импульсов 2.

Генератор импульсов 1 заполняет второй счетчик импульсов 2, емкость которого составляет число К-1. К-й импульс обнуляет содержимое второго счетчика 2, импульс переполнения на выходе которого через вход 1 элемента ИЛИ 3 поступает на S-вход первого RS-триггера 4, устанавливая его в единичное состояние. На выходе первого RS-триггера 4 появляется импульс, который поступает на вход третьего счетчика импульсов 11, подсчитывающего количество переданных сообщений.

Генератор случайного потока импульсов ошибок 8, а также четвертый счетчик импульсов 7, первый элемент НЕ 6 и первый элемент И 5 в каждой первой ветви, имитирующей конкретное направление системы связи "центральная станция - абонент", предназначены для моделирования потоков ошибок, возникающих в канале связи. При этом интенсивность потока ошибок в каждой первой ветви задается емкостью четвертого счетчика импульсов 7 (чем больше емкость, тем ниже интенсивность потока ошибок).

Импульс с генератора импульсов 1, имитирующий очередной повтор передаваемого сообщения, поступает на второй вход первого элемента И 5 каждой первой ветви. Поток импульсов, создаваемых генератором случайного потока импульсов ошибок 8, также поступает в каждую первую ветвь, где подается на вход четвертого счетчика импульсов 7.

Если в момент поступления на второй вход первого элемента И 5 очередного импульса с генератора импульсов 1 на выходе четвертого счетчика импульсов 7 появится импульс переполнения, то он, пройдя через первый элемент НЕ 6 и поступив на первый вход первого элемента И 5, запретит появление импульса на его выходе, имитируя тем самым искажение (потерю) данного повтора сообщения в процессе его передачи по конкретному моделируемому направлению связи. Если же с выхода четвертого счетчика импульсов 7 импульс переполнения не поступает, то очередной импульс с генератора импульсов 1, имитирующий повтор сообщения, пройдет через первый элемент И 5 и поступит на S-вход второго RS-триггера 9, установив его в единичное состояние. Единичный потенциал с выхода второго RS-триггера 9 поступает на вход первого счетчика импульсов 12, который подсчитывает количество принятых в данной ветви сообщений.

Последовательно соединенные четвертый RS-триггер 20, четвертый элемент И 17 и шестой счетчик импульсов 18 каждой второй ветви предназначены для формирования последовательности n импульсов, моделирующих передачу в направлении главной станции n повторов квитанции в приеме каждым из N абонентов очередного сообщения. Число n повторов квитанции задается емкостью шестого счетчика импульсов 18, при этом следует учитывать, что число n повторов квитанции значительно меньше числа К повторов передаваемого сообщения. Единичный потенциал с выхода второго RS-триггера 9 первой ветви поступает на S-вход четвертого RS-триггера 20 соответствующей второй ветви, устанавливая его в единичное состояние. Как только единичный потенциал с выхода четвертого RS-триггера 20 появится на первом входе четвертого элемента И 17, последовательность импульсов с выхода генератора импульсов 1, имитирующая повторы квитанции, проходя через четвертый элемент И 17, начинает заполнять шестой счетчик импульсов 18, емкость которого составляет число n-1. Когда n-й импульс поступает на вход шестого счетчика импульсов 18, счетчик обнуляется и импульс переполнения с его выхода поступает на R-вход четвертого RS-триггера 20, переводя его в нулевое состояние. При этом единичный потенциал с первого входа четвертого элемента И 17 снимается, прекращая тем самым поступление импульсов с генератора импульсов 1 на вход шестого счетчика импульсов 18.

Генератор случайного потока импульсов ошибок 8, а также последовательно соединенные пятый счетчик импульсов 16, второй элемент НЕ 15 и третий элемент И 14 каждой третьей ветви предназначены для моделирования потока ошибок в канале связи при квитировании сообщений, принятых каждым из N абонентов. При этом интенсивность потока ошибок в каждой третьей ветви задается емкостью пятого счетчика импульсов 16 (чем больше емкость, тем ниже интенсивность потока ошибок).

Последовательность из n импульсов с выхода четвертого элемента И 17 второй ветви поступает на второй вход третьего элемента И 14 соответствующей третьей ветви. Поток импульсов, создаваемых генератором случайного потока импульсов ошибок 8, также поступает в каждую третью ветвь, где подается на вход пятого счетчика импульсов 16.

Если в момент поступления на второй вход третьего элемента И 14 очередного импульса с выхода четвертого элемента И 17 на выходе пятого счетчика импульсов 16 появится импульс переполнения, то он, пройдя через второй элемент НЕ 15 и поступив на первый вход третьего элемента И 14, запретит появление импульса на его выходе, имитируя тем самым искажение (потерю) данного повтора квитанции в процессе его передачи по конкретному моделируемому направлению связи. Если же с выхода пятого счетчика импульсов 16 импульс переполнения не поступает, то очередной импульс с выхода четвертого элемента И 17, имитирующий повтор квитанции, пройдет через третий элемент И 14 и поступит на S-вход третьего RS-триггера 19, установив его в единичное состояние. При этом единичный потенциал с выхода третьего RS-триггера 19 поступает на соответствующий вход второго элемента И 10. Когда единичные потенциалы поступят на все N входов второго элемента И 10, то есть когда сообщение будет принято всеми абонентами, на выходе второго элемента И 10 появится единичный потенциал, который, пройдя через элемент ИЛИ 3, поступит на S-вход первого RS-триггера 4, установив его в единичное состояние, и на второй, обнуляющий, вход второго счетчика импульсов 2. Импульс с выхода первого RS-триггера 4 поступает на вход третьего счетчика импульсов 11, подсчитывающего количество переданных сообщений, а также на R-входы всех вторых RS-триггеров 9 и всех третьих RS-триггеров 19, подготовив их тем самым к приему следующего сообщения.

На этом цикл передачи сообщения заканчивается, и последующие импульсы, формируемые генератором импульсов 1, будут уже имитировать повторы следующего передаваемого в сети сообщения.

Выходы третьего счетчика импульсов 11 и всех первых счетчиков импульсов 12 соединены с соответствующими входами блока индикации 13, который предназначен для индикации основных параметров моделируемого процесса - количества передаваемых в сети сообщений Nc, а также количества сообщений, принятых каждым абонентом Naб.j.

На основе этих параметров можно определить вероятность доведения сообщений до каждого абонента системы связи:

Подобное моделирование системы на этапе ее разработки позволяет сократить сроки разработки при сокращении стоимости самих работ.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для циркулярной сети связи. Техническим результатом является расширение класса решаемых задач за счет моделирования сети в условиях различной помеховой обстановки. Устройство содержит генератор импульсов, счетчики импульсов, RS-триггеры, блок индикации, генератор случайного потока импульсов ошибок, элемент ИЛИ и элемент НЕ. 1 ил.

Устройство для моделирования системы связи, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, второй счетчик импульсов, первый RS-триггер, третий счетчик импульсов и блок индикации, а также последовательно соединенные генератор случайного потока импульсов ошибок, первый элемент НЕ, первый элемент И, второй RS-триггер и первый счетчик импульсов, выход которого соединен с первым входом блока индикации, при этом выход генератора импульсов соединен с R-входом первого RS-триггера и вторым входом первого элемента И, а выход первого RS-триггера соединен с R-входом второго RS-триггера, отличающееся тем, что в него введены N параллельных первых ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные четвертый счетчик импульсов, первый элемент НЕ, первый элемент И, второй RS-триггер и первый счетчик импульсов, при этом выход генератора случайного потока импульсов ошибок соединен со входами всех четвертых счетчиков импульсов, а выходы всех первых счетчиков импульсов соединены с соответствующими входами блока индикации, введены N параллельных вторых ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные четвертый RS-триггер, четвертый элемент И и шестой счетчик импульсов, при этом выход второго RS-триггера каждой первой ветви соединен с S-входом четвертого RS-триггера соответствующей второй ветви, выход шестого счетчика импульсов каждой второй ветви соединен с R-входом четвертого RS-триггера той же ветви, а выход генератора импульсов соединен со вторыми входами всех четвертых элементов И, введены N параллельных третьих ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные пятый счетчик импульсов, второй элемент НЕ, третий элемент И и третий RS-триггер, при этом выход генератора случайного потока импульсов ошибок соединен со входами всех пятых счетчиков импульсов, выход четвертого элемента И каждой второй ветви соединен со вторым входом третьего элемента И соответствующей третьей ветви, а выход первого RS-триггера соединен с R-входами всех вторых и третьих RS-триггеров, введены последовательно соединенные второй элемент И и элемент ИЛИ, при этом выходы всех третьих RS-триггеров соединены с соответствующими входами второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ и вторым входом второго счетчика импульсов, выход второго счетчика импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ соединен с S-входом первого RS-триггера.