УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ СООБЩЕНИЙ Российский патент 2006 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к радиотехнике и вычислительной технике и предназначено для параметрической оценки закона распределения потоков многопакетных сообщений в сетях многоканальной радиосвязи (СМКРС) и в локальных вычислительных сетях (ЛВС).

Известно устройство для параметрической оценки закона распределения по авт. св. СССР №1024935, G 06 F 15/36, G 06 G 7/52, 1983, бюл. 23, содержащее входной усилитель, блок памяти, блок проверки согласия, блок управления и синтезатор функции распределения.

Недостатком данного устройства является относительно невысокая скорость анализа потока при оценивании распределения потоков многопакетных сообщений (МПС) в СМКРС и ЛВС, обусловленная необходимостью перебора множества М сочетаний параметров распределения потока сообщений, состоящих из множества пакетов.

Известно устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений, содержащее входной усилитель, блок вычисления параметров, блок вычисления средних арифметических значений, блок определения типа распределения, вычислитель распределения и блок управления (см. патент РФ №2094844, G 06 F 17/18, 1997, бюл. 30).

Однако данное устройство имеет узкую область применения, поскольку с его помощью невозможно производить оценку закона распределения неоднородных (смешанных) потоков МПС, имеющих место в СМКРС и ЛВС и обусловленных наличием в них источников информации, выдающих как явно выраженные независимые одиночные информационные сообщения пользователя (ИСП), так и пачки ИСП, длины которых распределены по геометрическому закону. В этом случае при аппроксимации реальной статистики входящих потоков ИСП невозможно свести их к трем классическим модификациям потоков сообщений.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототипом) является устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений (см. патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл. 10), содержащее входной усилитель, на вход которого подана бинарная импульсная последовательность, блок вычисления параметров, блок вычисления средних арифметических значений, блок определения типа распределения, вычислитель распределения, блок управления и блок анализа интенсивности, причем тактовый выход блока управления 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, вход блока анализа интенсивности подключен к 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.

В прототипе реализуется возможность оценки параметров распределения (интенсивности сообщений - λ_c и соотношения информационных длин пакетов и сообщений - ξ) как однородных, так и неоднородных (смешанных) потоков МПС - потоков, периодически меняющих свою интенсивность в ходе функционирования СМКРС и ЛВС, тем самым осуществляется расширение области применения устройства.

Однако прототип имеет недостаток - относительно низкую достоверность оценивания в условиях недостоверности (недостаточности, неполноты и противоречивости) признаков (параметров) циркулирующих потоков многопакетных сообщений, т.е. относительно низкую достоверность оценивания состояний потоков МПС СМКРС и ЛВС с недостоверно (недостаточно, неполно) идентифицируемыми признаками. Данное устройство позволяет с высокой достоверностью оценивать параметры распределения лишь тех однородных и неоднородных (смешанных) потоков сообщений, исходные признаки (параметры) пауз которых количественно заданы, непротиворечиво и полно идентифицируются, в то время как признаки начала и окончания паузы для большого количества высокоскоростных потоков сообщений, реально циркулирующих в вычислительных и иных телекоммуникационных сетях, могут быть идентифицированы лишь качественно (на качественном уровне - недостоверно, недостаточно, неполно), опираясь на мнения большого количества экспертов.

Под "признаками" пауз потока сообщений понимаются установленные временные интервалы между сообщениями - временные интервалы между последним битом флага окончания информационной части предыдущего пакета (последнего в предыдущем сообщении) и первым битом флага начала информационной части следующего пакета (первого в следующем сообщении), а также время идентификации бита флага окончания информационной части предыдущего пакета (последнего в предыдущем сообщении) и время идентификации бита флага начала информационной части следующего пакета (первого в следующем сообщении).

Целью предлагаемого изобретения является создание устройства для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений, обеспечивающего повышение достоверности оценивания в условиях, присущих реальному процессу функционирования СМКРС и ЛВС, т.е. при недостоверности (недостаточности, неполноты и противоречивости) идентификации признаков пауз циркулирующих потоков многопакетных сообщений, устройства, способного с высокой достоверностью оценивать параметры распределения однородных и неоднородных (смешанных) потоков МПС, опознавательные признаки пауз которых (признаки начала и окончания паузы между сообщениями) могут идентифицироваться как количественно, так и качественно - недостоверно, неполно.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений, содержащее входной усилитель, вход которого является входом устройства, блок вычисления параметров, блок вычисления средних арифметических значений, блок определения типа распределения, вычислитель распределения, блок анализа интенсивности и блок управления, тактовый выход которого подключен к тактовому входу вычислителя распределения, управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока вычисления параметров, информационный выход которого подключен к первому информационному входу 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, 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, дополнительно введен блок анализа достоверности сообщений, причем выход входного усилителя соединен с информационным входом блока вычисления параметров и информационным входом блока анализа достоверности сообщений, информационный выход которого подключен к второму информационному входу блока вычисления средних арифметических значений и входу блока анализа интенсивности, обнуляющий выход блока управления соединен с обнуляющим входом блока анализа достоверности сообщений, верификационный выход которого подключен к верификационному входу блока вычисления параметров.

Блок анализа достоверности сообщений состоит из контроллера пауз, контроллера сообщений и счетчика сообщений, выход которого является информационным выходом блока, вход контроллера пауз является информационным входом блока, выход контроллера пауз подключен к входу контроллера сообщений, выход которого является верификационным выходом блока и соединен с прямым входом счетчика сообщений, обнуляющий вход которого является обнуляющим входом блока анализа достоверности сообщений.

Блок вычисления параметров состоит из дешифратора заголовков пакетов, счетчика информационной длины многопакетных сообщений и вычислителя соотношения информационных длин пакетов и сообщений, выход которого является информационным выходом блока, вход дешифратора заголовков пакетов является информационным входом блока и подключен к первому входу счетчика информационной длины многопакетных сообщений, выход дешифратора заголовков пакетов соединен со вторым входом счетчика информационной длины многопакетных сообщений, верификационный вход которого является верификационным входом блока, выход счетчика информационной длины многопакетных сообщений подключен к прямому входу вычислителя соотношения информационных длин пакетов и сообщений, управляющий вход которого является управляющим входом блока вычисления параметров.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет введения блока анализа достоверности сообщений, обеспечивающего сравнительный анализ поступающих в двоичном коде битовых последовательностей с точки зрения их соответствия признакам пауз и преобразование недостоверно (неполно) идентифицированных признаков пауз, в заявленном устройстве достигается возможность предварительного анализа и трансформирования признаков пауз, идентифицированных недостоверно (неполно) к виду, пригодному для осуществления процедуры параметрического оценивания закона распределения потоков сообщений, что обуславливает повышение достоверности оценивания в условиях, присущих реальному процессу функционирования СМКРС и ЛВС - в условиях недостоверности (недостаточности, неполноты, а зачастую и противоречивости) признаков пауз циркулирующих потоков многопакетных сообщений.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

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 анализа достоверности сообщений;

на фиг.3 - структурная схема контроллера сообщений;

на фиг.4 - структурная схема нейросетевого вычислителя;

на фиг.5 - структурная схема блока вычисления параметров;

на фиг.6 - структурная схема блока вычисления средних арифметических значений;

на фиг.7 - структурная схема блока управления;

на фиг.8 - структурная схема блока анализа интенсивности.

Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений, изображенное на фиг.1, состоит из входного усилителя 1, вход которого является входом устройства, блока вычисления параметров 2, блока вычисления средних арифметических значений 3, блока определения типа распределения 4, вычислителя распределения 5, блока управления 6, блока анализа интенсивности 7 и блока анализа достоверности сообщений 8. Тактовый выход 61 блока управления 6 подключен к тактовому входу 56 вычислителя распределения 5, управляющий выход 63 блока управления 6 соединен с управляющим входом 23 блока вычисления параметров 2, информационный выход 24 которого подключен к первому информационному входу 31 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 59 вычислителя распределения 5 является выходом устройства, 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. Выход входного усилителя 1 соединен с информационным входом 21 блока вычисления параметров 2 и информационным входом 81 блока анализа достоверности сообщений 8, информационный выход 83 которого подключен к второму информационному входу 32 блока вычисления средних арифметических значений 3 и входу 71 блока анализа интенсивности 7, обнуляющий выход 62 блока управления 6 соединен с обнуляющим входом 84 блока анализа достоверности сообщений 8, верификационный выход 82 которого подключен к верификационному входу 22 блока вычисления параметров 2.

Блок анализа достоверности сообщений 8 (фиг.2) предназначен для фиксирования (регистрации) пауз, сравнительного анализа признаков пауз с точки зрения их полного соответствия пространству признаков пауз, преобразования недостоверно (неполно) идентифицированных признаков пауз и определения текущих достоверных значений параметра, характеризующего интенсивность потока сообщений - λ.

Блок анализа достоверности сообщений 8 состоит из контроллера пауз 8.01, контроллера сообщений 8.02 и счетчика сообщений 8.03. Выход 833 счетчика сообщений 8.03 является информационным выходом 83 блока 8, вход 811 контроллера пауз 8.01 является информационным входом 81 блока 8, выход 812 контроллера пауз 8.01 подключен к входу 821 контроллера сообщений 8.02, выход 822 которого является верификационным выходом 82 блока 8 и соединен с прямым входом 831 счетчика сообщений 8.03, обнуляющий вход 832 которого является обнуляющим входом 84 блока анализа достоверности сообщений 8.

Контроллер пауз 8.01 блока анализа достоверности сообщений 8 предназначен для фиксирования (регистрации) пауз, характеризующих окончание сообщения. Контроллер пауз 8.01 может быть технически реализован в виде типового запоминающего устройства на базе регистра сдвига с последовательным вводом и выводом информации, описанного в [Быстров Ю.А., Великсон Я.М., Вогман В.Д. и др. Электроника: Справочная книга / Под ред. Быстрова Ю.А. - СПб.: Энергоатомиздат, 1996. С.291-292, рис.6.7].

Контроллер сообщений 8.02 блока анализа достоверности сообщений 8 (фиг.3) предназначен для сравнительного анализа признаков пауз с точки зрения их полного соответствия пространству признаков пауз и преобразования недостоверно (неполно) идентифицированных признаков пауз к виду, пригодному для осуществления процедуры достоверного параметрического оценивания закона распределения потоков сообщений. Контроллер сообщений 8.02 состоит из сдвигающего элемента 8.02-1 и нейросетевого вычислителя 8.02-2. Вход 8021 сдвигающего элемента 8.02-1 является входом 821 контроллера сообщений 8.02, достоверный выход 8022 сдвигающего элемента 8.02-1 подключен к запрещающему входу 8024 нейросетевого вычислителя 8.02-2, объединен с выходом 8027 нейросетевого вычислителя 8.02-2 и является выходом 822 контроллера сообщений 8.02, недостоверный выход 8023 сдвигающего элемента 8.02-1 подключен к разрешающему входу 8025 и информационному входу 8026 нейросетевого вычислителя 8.02-2.

Сдвигающий элемент 8.02-1 контроллера сообщений 8.02 предназначен для осуществления процедуры последовательного сравнения (по количеству разрядов) признаков пауз и принятия решения об их математической природе - признаки пауз идентифицированы количественно (параметрически) или качественно (недостоверно, неполно) и нуждаются в верификации с использованием аналитически сформулированных субъективных мнений (ассоциаций) экспертов о конкретных значениях временных интервалов (собственно пауз) между сообщениями. Сдвигающий элемент 8.02-1 может быть технически реализован в виде серийно выпускаемого сдвигающего регистра для сдвига влево, как показано в литературе [Сидоров А.М., Гусев В.В., Лебедев О.Н. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.158-160, рис.5.28(б)].

Нейросетевой вычислитель 8.02-2 контроллера сообщений 8.02 (фиг.4) предназначен для осуществления процедуры преобразования признаков пауз, идентифицируемых недостоверно (неполно), к виду, пригодному для осуществления процедуры параметрического оценивания. Нейросетевой вычислитель 8.02-2 представляет собой программируемый параллельный четырехразрядный арифметико-логический элемент (АЛЭ) с одним разрешающим и одним запрещающим входом, n информационными входами и одним объединенным логическим выходом, где n может принимать значения от 2 до 23. Разрешающий вход М АЛЭ является разрешающим входом 8025 нейросетевого вычислителя 8.02-2, запрещающий вход С АЛЭ является запрещающим входом 8024 нейросетевого вычислителя 8.02-2, n входов АЛЭ объединены и являются информационным входом 8026 нейросетевого вычислителя 8.02-2, объединенный логический выход F АЛЭ является выходом 8027 нейросетевого вычислителя 8.02-2. Контроллер сообщений 8.02 может быть технически реализован в виде параллельного четырехразрядного арифметико-логического устройства на базе серийно выпускаемой программируемой КМОП-микросхемы (микросхемы на комплементарных полевых транзисторах со структурой металл-окисел-полупроводник) серии 564 (например, К564ИПЗ), как показано в работе [Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1987. С.273-275, рис. 2.70].

Счетчик сообщений 8.03 блока анализа достоверности сообщений 8 предназначен для определения достоверных значений интенсивности λ по импульсам с выхода контроллера сообщений за интервал времени, определяемый блоком управления. Счетчик сообщений 8.03 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого счетчика, как показано в [Соботка З., Стары Я. Микропроцессорные системы. - М.: Энергоиздат, 1981. С.96-100].

Блок вычисления параметров 2, изображенный на фиг.5, предназначен для анализа потока пакетов, определения информационной длины сообщения и вычисления текущих значений параметра ξ, характеризующего соотношения информационных длин пакетов и сообщений. Блок вычисления параметров 2 состоит из дешифратора заголовков пакетов 2.01, счетчика информационной длины многопакетных сообщений 2.02 и вычислителя соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.03. Выход вычислителя соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.03 является информационным выходом 24 блока 2, вход дешифратора заголовков пакетов 2.01 является информационным входом 21 блока 2 и подключен к первому входу 221 счетчика информационной длины многопакетных сообщений 2.02, выход дешифратора заголовков пакетов 2.01 соединен со вторым входом 222 счетчика информационной длины многопакетных сообщений 2.02, верификационный вход 223 которого является верификационным входом 22 блока 2, выход счетчика информационной длины многопакетных сообщений 2.02 подключен к прямому входу 231 вычислителя соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.03, управляющий вход 232 которого является управляющим входом 23 блока вычисления параметров 2.

Дешифратор заголовков пакетов 2.01 блока вычисления параметров 2 предназначен для анализа поступающей на его вход бинарной импульсной последовательности и обнаружения в ней идентифицированных признаков начала и окончания информационной части пакета. Дешифратор заголовков пакетов 2.01 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого дешифратора, описанного в книге [Богданович М.И., Грель И.Н., Прохоренко В.А. и др. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник. - Минск: Беларусь, 1991. С.432-436, рис.4.46].

Счетчик информационной длины многопакетных сообщений 2.02 блока вычисления параметров 2 предназначен для определения текущих значений параметра m_с - информационной длины сообщения. Счетчик информационной длины многопакетных сообщений 2.02 может быть технически реализован в виде двоичного суммирующего счетчика с последовательным переносом на Т-триггерах, как описано в литературе [Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. - М.: Высшая школа, 1987. С.138-141, рис.9.1.].

Вычислитель соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.03 блока вычисления параметров 2 предназначен для определения текущих значений параметра ξ, характеризующего соотношения информационных длин пакетов и сообщений. Вычислитель соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.03 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого счетчика-делителя, как показано в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1996. С.175-182, рис.5.46(б)].

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 работе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1996. С.117-119, рис.4.12(а)].

Блок вычисления средних арифметических значений 3, входящий в общую структурную схему, предназначен для получения численных значений усредненных за интервал наблюдения параметров потока ( и ). Его структурная схема известна, описана, например, в прототипе (см. патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл. 10) и представлена на фиг.6 данного описания. Блок вычисления средних арифметических значений 3 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 331 элемента ЗАПРЕТ 3.03. Запрещающий вход 332 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.

Блок определения типа распределения 4, входящий в общую структурную схему, предназначен для осуществления процедуры сравнения значений параметра соотношения длительности с единичным порогом и принятия решения о принадлежности однородного входного потока к одной из трех известных модификаций потоков многопакетных сообщений. Схема блока определения типа распределения 4 и принцип его действия известны и описаны в прототипе (см. патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл. 10, фиг.6).

Вычислитель распределения 5, входящий в общую структурную схему, предназначен для получения оценочных значений плотности вероятности потока. Его структурная схема и принцип действия известны и описаны в прототипе (патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл. 10, фиг.3).

Блок управления 6, входящий в общую структурную схему, предназначен для регулировки интервала наблюдения (t_наб), длины пакета (m_п) и количества пакетов (k). Структурная схема блока управления 6 известна, подробно описана в прототипе (патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл. 10) 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. 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. Выход ДПКД 6.04 и выход ДПКД 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.

Блок анализа интенсивности 7, входящий в общую структурную схему, предназначен для текущего оценивания и сравнения предыдущего (λ₁) и последующего (λ₂) значений отсчетов параметра интенсивности λ входного потока. Его структурная схема известна, подробно описана, например, в прототипе (патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл.10) и представлена на фиг.8 данного описания. Блок анализа интенсивности 7 состоит из элемента сравнения 7.01, оперативного запоминающего элемента 7.02, первичного элемента И 7.03 и вторичного элемента И 7.04. Информационный вход 701 элемента сравнения 7.01, вход оперативного запоминающего элемента 7.02 и информационный вход 706 вторичного элемента И 7.04 параллельно соединены друг с другом, а их общий вход является входом 71 блока анализа интенсивности 7, вспомогательный выход 707 оперативного запоминающего элемента 7.02 соединен с вспомогательным входом 702 элемента сравнения 7.01, выход которого 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 элемента 7.02 подключен к информационному входу 704 первичного элемента И 7.03. Элемент сравнения 7.01 представляет собой цифровой узел сравнения и может быть технически реализован в виде узла сравнения (цифрового компаратора), как показано в работе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1996. С.149-152, рис.5.19]. Оперативный запоминающий элемент (ОЗЭ) 7.02 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого программируемого запоминающего устройства в соответствии с описанием, представленным в работе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1996. С.197-199, рис.6.10].

Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений работает следующим образом. Известно, что с точки зрения верификации наблюдаемых признаков пауз в рамках оцениваемого потока сообщений возможно представление пространства признаков пауз в виде набора (транспонированного вектора) [1, 3, 5] вида:

где - транспонированный вектор, характеризующий (параметрически или неполно) пространство признаков пауз. Элементами данного вектора являются: t_бо - время идентификации бита флага окончания информационной части предыдущего пакета (последнего в предыдущем сообщении); t_бн - время идентификации бита флага начала информационной части следующего пакета (первого в следующем сообщении); - временной интервал между сообщениями (от t_бо до t_бн). Существует возможность обнаружения (опознавания, детектирования) признаков пауз, идентифицируемых как количественно, так и качественно (недостоверно, неполно, противоречиво). Эта возможность реализуется путем последовательных преобразований с использованием нейросетевых вычислительных методов и алгоритмов, позволяющих осуществить переход от недостоверно (недостаточно, неполно) поставленной задачи оценивания к параметрической.

В этом случае выражение (1), характеризующее недостоверную информацию (неполные знания) о принадлежности анализируемого признака паузы к пространству признаков пауз, имеет вид:

где - транспонированный вектор пространства недостоверно (неполно) идентифицируемых признаков пауз, элементы которого получены с помощью экспертов в рамках простейших, аппаратно реализуемых нейросетевых вычислительных методов и алгоритмов. Данная трактовка модели идентификации признаков пауз позволяет ввести алгоритм последовательного сведения недостоверно (неполно) идентифицируемых признаков пауз к виду, обуславливающему возможность параметрической и однозначной идентификации этих признаков, повысить достоверность параметрического оценивания закона распределения потоков сообщений.

В рамках традиционной экспертной системы для решения задачи объединения мнений экспертов, знания которых используются в виде заранее сформированных данных о возможной принадлежности конкретного признака паузы к пространству признаков, используется один из типовых вычислительных алгоритмов теории нейронных сетей - нейросетевой экстраполирующий вычислительный алгоритм, или, так называемая, экстраполирующая нейронная сеть (ЭНС), являющаяся разновидностью известных вычислительных моделей ассоциативной памяти [3].

Вычислительный нейросетевой алгоритм (экстраполирующая нейронная сеть) такого класса состоит из двух слоев вычислителей (нейронов) - входного слоя S_a и выходного слоя S_b. Входной слой S_a состоит из n_вх нейронов, обладающих набором прямых и обратных связей с n_вых нейронами выходного слоя S_b, причем количество входных и выходных образов n равно (n=n_вх=n_вых), зависит от количества экспертов и соответствующего количества входов устройств аппаратной реализации нейросетевого алгоритма. В нашем случае n может принимать значения от 2 (двух) до 23 (двадцати трех), по количеству входов микросхемы К564ИП3. В ЭНС используется так называемая когнитивная карта, полностью задаваемая матрицей связей вида:

Когнитивная карта характеризует причинно-следственные отношения отдельных признаков пауз и формулируется экспертами, принцип формирования когнитивных карт подробно описан в работах [2, 3].

При этом n ветвей алгоритма отвечают за преобразование недостоверных (неполных) мнений экспертов о принадлежности конкретного признака паузы к пространству признаков. Каждый элемент w_ij матрицы (3) определяет связь от i-го элемента (отдельного признака) пространства недостоверно идентифицируемых признаков пауз к j-ому элементу, причем положительные связи кодируются 1, отрицательные -1, а отсутствие связей между элементами кодируется 0.

На вход вычислительного нейросетевого алгоритма (ЭНС) поступает входной образ характеризующий множество известных как параметрически (достоверно), так и недостоверно заданных элементов (отдельных признаков пауз). Определяется, какие q элементов (отдельных признаков пауз), составляющих подмножество Ω_q из множества исходных идентифицируемых признаков пауз в данный момент времени, заданы количественно (параметрически), а какие элементы (отдельные признаки пауз) из множества идентифицируемых признаков пауз, необходимые (предпочтительные) для осуществления задачи достоверного оценивания, - идентифицированы неопределенно (недостоверно, неточно). В целях получения достоверных результатов оценивания параметров потока необходимо реконструировать недостоверно (неполно, неточно) заданные признаки пауз, характеризующие интервалы между сообщениями.

Функционирование вычислительного нейросетевого алгоритма осуществляется следующим образом. Активизируется входной слой S_a сети входным образом, характеризующим идентифицируемые признаки пауз . Иными словами, вычислители (нейроны) входного слоя приводятся в начальные состояния

Производится начальная инициализация вычислителей (нейронов) выходного слоя в соответствии с выражением:

Происходит приведение нейронов входного слоя к состоянию нейронов выходного слоя:

Производится вычисление новых состояний вычислителей (нейронов) выходного слоя для всех i∈ Ω_q по формуле:

Происходит повторение вычисления выражений (6) и (7) до тех пор, пока ЭНС не достигнет стабильного состояния:

На выходе вычислительного нейросетевого алгоритма (ЭНС) имеем выходной вектор принимающий ряд значений состояний, которые определяются на основе выражения (7) и полностью (достоверно) характеризуют интегрированное мнение экспертов о принадлежности конкретного признака паузы между сообщениями к пространству признаков.

Рассмотренный вычислительный нейросетевой алгоритм позволяет устранить неопределенность (недостоверность, неполноту) при идентификации признаков пауз, тем самым однозначно идентифицируя сообщения в потоке МПС, циркулирующих в реально функционирующих СМКРС и ЛВС. Уточнение, реконструкция недостоверно (неполно) идентифицируемых признаков пауз позволяют повысить объективность оцениваемых параметров потоков сообщений, а в конечном итоге повысить достоверность оценивания их закона распределения в условиях наличия недостоверной (неполной, неточной, а зачастую и противоречивой) информации о состоянии среды распространения радиоволн, помеховой обстановке, собственном графике сети, поведении системы управления сетью и влиянии других дестабилизирующих факторов.

С учетом этого осуществляется оценивание закона распределения потоков сообщений в заявленном устройстве. Исследуемый входной поток МПС пользователей СМКРС и ЛВС 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 параметра ξ, характеризующего соотношения информационных длин пакетов и сообщений, и на информационный вход 81 блока анализа достоверности сообщений 8, в котором определяются текущие достоверные значения параметра λ, характеризующего интенсивность потока сообщений.

Блок вычисления параметров 2 может быть реализован в соответствии со схемой, предложенной на фиг.5. Вычисление в блоке 2 текущих значений параметра ξ происходит следующим образом. Дешифратор заголовков пакетов 2.01 анализирует поступающую на вход 21 блока вычисления параметров 2 импульсную последовательность и при обнаружении в ней признака начала информационной части пакета через второй вход 222 запускает счетчик информационной длины многопакетных сообщений 2.02, моменты завершения счета определяются моментами обнаружения дешифратором 2.01 окончания информационной части пакета. Моменты поступления значений информационной длины сообщения m_c в вычислитель соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.03 и обнуления счетчика 2.02 определяются моментами появления импульсов на верификационном входе 223 счетчика информационной длины многопакетных сообщений 2.02, поступающих через верификационный вход 22 блока вычисления параметров 2 с верификационного выхода 82 анализа достоверности сообщений 8 и фиксирующих окончание сообщения. В вычислителе соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.03 определяются значения ξ=m_п/m_c для фиксированной длины пакетов, принятых в СМКРС и ЛВС и устанавливаемых блоком управления 6, подачей через управляющий вход 23 блока 2 на управляющий вход 232 вычислителя 2.03 импульсов, количество которых соответствует значению m_c. Полученные текущие значения параметра ξ через информационный выход 24 блока вычисления параметров поступают в двоичном коде на первый информационный вход 31 блока вычисления средних арифметических значений 3.

Текущие достоверные значения параметра λ, характеризующего интенсивность потока сообщений, определяются на основе обнаружения и идентификации признаков пауз между сообщениями и вычисляются в блоке анализа достоверности сообщений 8, который может быть реализован в соответствии со схемой, предложенной на фиг.2. При этом устранение неопределенности (недостоверности, неполноты) при идентификации признаков пауз реализуется следующим образом. С информационного входа 81 блока 8 исследуемый входной поток МПС пользователей СМКРС и ЛВС поступает на вход 811 контроллера пауз 8.01, который фиксирует (идентифицирует, регистрирует) паузы, характеризующие окончание сообщения. С выхода 812 контроллера пауз 8.01 идентифицированные количественно либо качественно (недостоверно, неполно) признаки пауз в виде бинарной импульсной последовательности поступают на вход 821 контроллера сообщений 8.02. Контроллер сообщений 8.02 блока анализа достоверности сообщений 8 может быть построен в соответствии со схемой, изображенной на фиг.3. В контроллере сообщений 8.02 сравнительный анализ признаков пауз с точки зрения их полного соответствия пространству признаков пауз и преобразование недостоверно (неполно) идентифицированных признаков пауз к виду, пригодному для осуществления процедуры достоверного параметрического оценивания, осуществляется следующим образом. Идентифицированные количественно либо качественно (недостоверно, неполно) признаки пауз в виде бинарной импульсной последовательности поступают на вход 8021 сдвигающего элемента 8.02-1, который осуществляет процедуру сравнительного анализа признаков пауз с точки зрения их полного соответствия пространству признаков пауз следующим образом. Сдвигающий элемент 8.02-1 рассчитан на хранение пяти разрядов поступающей информации, если количество разрядов превышает данную цифру, значит, с точки зрения математики - эта информация содержит избыточность, характеризующую причинно-следственные отношения признаков пауз, а значит, какой-либо из признаков пауз либо все вместе идентифицированы недостоверно (неполно). В этом случае сдвигающий элемент 8.02-1 не записывает эту информацию, а выполняет функции транзитного узла, отправляя информацию через свой недостоверный выход 8023 на разрешающий 8025 и информационный 8026 входы нейросетевого вычислителя 8.02-2. Если на вход 8021 сдвигающего элемента 8.02-1 поступает в двоичном коде информация с признаками пауз в количестве пяти разрядов, значит все признаки пауз идентифицированы достоверно (однозначно, полно), , сдвигающий элемент 8.02-1 записывает эту информацию и со своего достоверного выхода 8022 направляет ее на запрещающий вход 8024 нейросетевого вычислителя 8.02-2, а также через выход 822 контроллера сообщений 8.02 на прямой вход 831 счетчика сообщений 8.03 и через верификационный выход 82 блока анализа достоверности сообщений 8 на верификационный вход 22 блока вычисления параметров 2.

Нейросетевой вычислитель 8.02-2 контроллера сообщений 8.02 технически реализуется на базе программируемого (с точки зрения матрицы весов (3) - причинно-следственных когнитивных отношений, формулируемых экспертами) параллельного четырехразрядного АЛЭ, реализующего вычислительный нейросетевой алгоритм (4)-(8) в соответствии со схемой, изображенной на фиг.4. Преобразование признаков пауз, идентифицируемых недостоверно (неполно), к виду, пригодному для осуществления процедуры параметрического оценивания, осуществляется следующим образом. Достоверная (полная) информация с признаками пауз, поступая в двоичном коде через запрещающий вход 8024 нейросетевого вычислителя 8.02-2 на запрещающий вход С АЛЭ, блокирует микросхему. Недостоверная (неполная) информация с признаками пауз поступает в двоичном коде через разрешающий вход 8025 нейросетевого вычислителя 8.02-2 на разрешающий вход М АЛЭ, инициируя нейросетевой вычислительный процесс, и поступает через информационный вход 8026 нейросетевого вычислителя 8.02-2 на n входов программируемого АЛЭ.

Программируемый АЛЭ, опираясь на запрограммированные значения элементов (w_ij) матрицы весов W (3) - аналитически описанные причинно-следственные когнитивные отношения, формулируемые экспертами, осуществляет процедуру вычисления (экстраполяции) в соответствии с вычислительным нейросетевым алгоритмом (4)-(8). При этом n входов (1, ..., n) программируемого АЛЭ являются равноправными n входами (n_вх) вычислителей (нейронов) входного слоя S_a ЭНС, на которую в двоичном коде подаются элементы вектора , имеющие физический смысл информации с недостоверно (неполно) идентифицированными признаками пауз. Набор прямых и обратных связей n_вх с n_вых ЭНС, программно реализованный в рамках программируемого АЛЭ, позволяет учитывать при вычислениях значения элементов (w_ij) матрицы весов W (3) и получать на n выходах (n_вых) в результате арифметических вычислений в соответствии с вычислительным нейросетевым алгоритмом (4)-(8) экстраполированные значения элементов вектора характеризующие предварительные решения о степени принадлежности конкретного признака паузы пространству признаков. При этом подача (и запись на хранение) в двоичном коде на любой i-ый вход АЛЭ (в любую i-ую ячейку памяти АЛЭ) значения недостоверно (неполно) идентифицируемого признака паузы инициирует выдачу в двоичном коде с i-го выхода АЛЭ (выхода i-го нейрона выходного слоя S_b) запрограммированного в соответствии с вычислительным нейросетевым алгоритмом (4)-(8) значения математически корректно преобразованного, относительно достоверно идентифицированного признака паузы. В результате, на выходе F логического элемента АЛЭ, осуществляющего операцию итоговой верификации (формирование обобщенного мнения), и на выходе 8027 нейросетевого вычислителя 8.02-2 получаем в двоичном коде информацию с достоверно (полно) идентифицированными признаками пауз, получаем количественные значения признаков пауз, полностью (достоверно) характеризующие интегрированное мнение экспертов о принадлежности конкретного признака паузы к пространству признаков.

Изначально достоверная информация с достоверного выхода 8022 сдвигающего элемента 8.02-1 и верифицированная информация, содержащая полученные в нейросетевом вычислителе 8.02-2 количественные (относительно достоверные) значения идентифицированных признаков пауз, в двоичном коде поступает через выход 822 контроллера сообщений 8.02 на прямой вход 831 счетчика сообщений 8.03 и через верификационный выход 82 блока анализа достоверности сообщений 8 на верификационный вход 22 блока вычисления параметров 2. В блоке вычисления параметров 2 эта информация используется в качестве команды, фиксирующей окончание сообщения, и служит для определения моментов поступления значений информационной длины сообщения m_с в вычислитель соотношения информационных длин пакетов и сообщений 2.03 и обнуления счетчика 2.02 блока вычисления параметров 2.

Текущие достоверные значения параметра λ, характеризующего интенсивность потока сообщений, определяется счетчиком сообщений 8.03 по импульсам с выхода 822 контроллера сообщений 8.02 за интервал времени, определяемый блоком управления 6, посредством подачи импульсов (частотой f_наб) с обнуляющего выхода 62 блока управления 6 через обнуляющий вход 84 блока анализа достоверности сообщений 8 на обнуляющий вход 832 счетчика 8.03.

Таким образом, опираясь на математический аппарат нейронных сетей, с привлечением идентификационных критериев (причинно-следственных когнитивных отношений), формулируемых экспертами, путем математически корректных вычислений в блоке анализа достоверности сообщений 8 удалось добиться того, что с выхода 833 счетчика сообщений 8.03 через информационный выход 83 блока анализа достоверности сообщений 8 на вход 71 блока анализа интенсивности 7 и на второй информационный вход 32 блока вычисления средних арифметических значений 3, несмотря на зачастую присутствующую в реальных каналах связи (на фоне шумов и ошибок в каналах СМКРС и ЛВС) недостоверность (неполноту) идентификационных признаков пауз, поступают в виде верифицированной бинарной импульсной последовательности текущие достоверные значения параметра λ.

Дальнейшие этапы параметрического оценивания закона распределения потоков сообщений реализуются следующим образом. В блоке вычисления средних арифметических значений 3, на первый 31 и второй 32 информационные входы которого в параллельном коде поступают соответственно текущие значения параметра ξ и текущие достоверные значения параметра λ, определяются численные значения усредненных за интервал наблюдения параметров потока (). Блок вычисления средних арифметических значений 3 может быть реализован по схеме, представленной на фиг.6. В случае, когда имеет место однородный (несмешанный) поток МПС пользователей СМКРС и ЛВС, когда источники выдают сообщения регулярно, расчет численных значений усредненных за интервал наблюдения параметров потока ( или ) происходит следующим образом. Значения параметра ξ 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 ξ 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. Достоверные 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 и 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 для данного протокола в данный момент работы СМКРС и ЛВС (m_п), установкой коэффициента элемента 6.02 определяется необходимое для расчета количество пакетов (k).

Когда на первом 33 и на втором 34 информационных выходах блока 3 имеем одновременно значения параметров и соответственно, значение с первого информационного выхода 33 блока 3 подается на вход блока определения типа распределения 4, в котором происходит его сравнение с единичным порогом. Структурная схема блока определения типа распределения 4 известна и описана в прототипе (см. патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл. 10, фиг.6). Определение типа распределения потока МПС осуществляется следующим образом. Значения , поступающие с выхода блока 3 в двоичном параллельном коде в цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4.01 блока определения типа распределения 4, преобразуются в аналоговое напряжение, которое на компараторах 4.02, 4.03 блока определения типа распределения 4 сравнивается с пороговым напряжением, вырабатываемым генератором порогового напряжения 4.04 блока определения типа распределения 4. 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 =1, об этом свидетельствует наличие логической единицы на выходе 43 элемента ИЛИ-НЕ 4.05 блока определения типа распределения 4 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 трех известных и описанных в прототипе (см. патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл. 10, выражения (1-3)) аналитических выражений для плотностей распределения вероятности по значениям параметров и поступающих с первого 33 и второго 34 информационных выходов блока 3 соответственно на первый 51 и второй 52 информационные входы вычислителя распределения 5.

Структурная схема вычислителя распределения 5 известна и описана в прототипе (см. патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл. 10, фиг.3). Вычисления в вычислителе распределения 5 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 вычислителя распределения 5 управляющего сигнала, количество импульсов которого соответствует заданному значению количества пакетов. Данный сигнал, поступая на тактовый вход 506 арифметико-логического элемента 5.01 вычислителя распределения 5, 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 СМКРС и ЛВС, 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. Достоверные (верифицированные) значения параметра λ в виде бинарной последовательности поступают с информационного выхода блока анализа достоверности сообщений 8 на второй информационный вход 32 блока 3 для вычисления усредненного за интервал наблюдения параметра потока () и на вход 71 блока анализа интенсивности 7. Блок анализа интенсивности 7 может быть реализован в соответствии со схемой, изображенной на фиг.8. Значения параметра λ поступают параллельно на информационный вход 701 элемента сравнения 7.01 блока 7, на вход оперативного запоминающего элемента 7.02 блока 7 и на информационный вход 706 вторичного элемента И 7.04 блока 7. В оперативном запоминающем элементе 7.02 хранится значение параметра λ на предыдущем шаге - значение λ₁. С вспомогательного выхода 707 оперативного запоминающего элемента 7.02 значение λ₁ поступает на вспомогательный вход 702 элемента сравнения 7.01, который сравнивает значение предыдущего отсчета параметра (λ₁) со значением последующего отсчета (λ₂) - значением, поступившим на информационный вход 701 элемента 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, элемент 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 управляющего 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 параметра 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, элемент 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 оперативного запоминающего элемента 7.02 блока 7 значение параметра λ₁ поступает на информационный вход 704 первичного элемента И 7.03, а в оперативном запоминающем элементе 7.02 записывается значение нового параметра. На информационном входе 706 вторичного элемента И 7.04 блока 7 имеем значение λ₂. Сигнал с выхода элемента 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 элемента 5.01, который вычисляет значения распределения в соответствии с аналитическим выражением для определения свертки соответствующих вероятностей (см. патент РФ №2165100, 7 G 06 F 17/18, 2001, бюл. 10, выражение (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 распределений 5 подаются в двоичном параллельном коде на устройство регистрации.

В итоге, на выходе блока 5 имеем записанные в двоичном коде достоверные, верифицированные с использованием математического аппарата теории нейронных сетей, значения распределения либо однородного, либо неоднородного (или смешанного, в зависимости от характеристик графика СМКРС и ЛВС) потока однозначно идентифицированных многопакетных сообщений.

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 неоднородных (смешанных) потоков МПС устройство способно повысить достоверность оценивания параметров распределения потоков сообщений, опознавательные признаки пауз которых (признаки начала и окончания паузы между сообщениями) могут быть идентифицированы как количественно, так и качественно - недостоверно, неполно.

Данное устройство обеспечивает повышение достоверности оценивания в условиях, присущих реальному процессу функционирования СМКРС и ЛВС - в условиях недостоверности (недостаточности, неполноты и противоречивости) идентификации признаков пауз циркулирующих потоков многопакетных сообщений, обусловленных нестабильностью (изменчивостью, стохастичностью) условий функционирования сетей такого класса, 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. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика. - М.: Мир, 1992. - 240 с.

2. Kosko В. Fuzzy cognitive maps // International Journal of Man-Machine Studies. V.24. N.Y., 1986. P.16-22.

3. Щербаков М.А. Искусственные нейронные сети. - Пенза: ПГТУ, 1996. - 44 с.

4. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. - М.: СИНТЕГ, 1998. - 342 с.

5. Горбань А.Н., Россиев Д.А. Нейронные сети на персональном компьютере. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996. - 146 с.

Изобретение относится к радиотехнике и вычислительной технике. Техническим результатом является повышение достоверности оценивания в условиях, присущих реальному процессу функционирования сетей многоканальной радиосвязи и локальных вычислительных сетей в условиях недостоверности идентификации признаков пауз циркулирующих в данных сетях многопакетных сообщений, достигаемый тем, что устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений содержит: входной усилитель, блок вычисления параметров, блок вычисления средних арифметических значений, блок определения типа распределения, вычислитель распределения, блок управления, блок анализа интенсивности, блок анализа достоверности сообщений, что позволяет с высокой достоверностью оценивать параметры распределения однородных и неоднородных потоков многопакетных сообщений, опознавательные признаки пауз которых могут быть идентифицированы как количественно, так и качественно - недостоверно, за счет сравнительного анализа в блоке поступающих в двоичном коде битовых последовательностей с точки зрения их соответствия признакам пауз и математически корректного, на основе методов теории нейронных сетей, преобразования недостоверно идентифицированных признаков пауз к виду, пригодному для осуществления процедуры параметрического оценивания закона распределения потоков сообщений. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений, содержащее входной усилитель, вход которого является входом устройства, блок вычисления параметров, блок вычисления средних арифметических значений, блок определения типа распределения, вычислитель распределения, блок анализа интенсивности и блок управления, тактовый выход которого подключен к тактовому входу вычислителя распределения, управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока вычисления параметров, информационный выход которого подключен к первому информационному входу 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, 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, отличающееся тем, что дополнительно введен блок анализа достоверности сообщений, причем выход входного усилителя соединен с информационным входом блока вычисления параметров и информационным входом блока анализа достоверности сообщений, информационный выход которого подключен к второму информационному входу блока вычисления средних арифметических значений и входу блока анализа интенсивности, обнуляющий выход блока управления соединен с обнуляющим входом блока анализа достоверности сообщений, верификационный выход которого подключен к верификационному входу блока вычисления параметров.2. Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений по п.1, отличающееся тем, что блок анализа достоверности сообщений состоит из контроллера пауз, контроллера сообщений и счетчика сообщений, выход которого является информационным выходом блока, вход контроллера пауз является информационным входом блока, выход контроллера пауз подключен к входу контроллера сообщений, выход которого является верификационным выходом блока и соединен с прямым входом счетчика сообщений, обнуляющий вход которого является обнуляющим входом блока анализа достоверности сообщений.3. Устройство для параметрической оценки закона распределения потоков сообщений по п.1, отличающееся тем, что блок вычисления параметров состоит из дешифратора заголовков пакетов, счетчика информационной длины многопакетных сообщений и вычислителя соотношения информационных длин пакетов и сообщений, выход которого является информационным выходом блока, вход дешифратора заголовков пакетов является информационным входом блока и подключен к первому входу счетчика информационной длины многопакетных сообщений, выход дешифратора заголовков пакетов соединен со вторым входом счетчика информационной длины многопакетных сообщений, верификационный вход которого является верификационным входом блока, выход счетчика информационной длины многопакетных сообщений подключен к прямому входу вычислителя соотношения информационных длин пакетов и сообщений, управляющий вход которого является управляющим входом блока вычисления параметров.