ГЕНЕРАТОР ИСКУССТВЕННОГО ТРАФИКА Российский патент 2008 года по МПК H03B29/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к радиотехнике и связи, может быть использовано при моделировании и испытании телекоммуникационных систем, в частности локальных вычислительных сетей на этапе проектирования.

Уровень техники

Известны многоканальный генератор с временным методом декорреляции сигналов, содержащий генератор шума, генератор тактовых импульсов, квантователь, интерполятор, временной коммутатор и переключатель (см. Бобнев М.П. Генерирование случайных сигналов М., «Энергия», 1971, с.84) и генератор шума (см. Авторское свидетельство СССР №369673, Кл. Н03В 29/00, 1971).

Недостатком указанных генераторов является то, что получаемые в результате преобразования импульсы имеют плотность вероятностей исходного сигнала в виде случайных по амплитуде периодических импульсов, а сам генератор не позволяет раздельно регулировать время корреляции, следовательно и спектральную плотность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является «Генератор случайных сигналов». Изобретение содержит генератор шума, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, элемент регулируемой задержки и элемент И, а также выходной D-триггер, последовательно соединенные запоминающий блок, вход которого подключен к выходу генератора шума, компаратор и первый RS-триггер, выход которого подключен к другому входу элемента И, последовательно соединенные элемент постоянной задержки и второй RS-триггер, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, а выход - к D-входу выходного D-триггера, генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к другому входу компаратора, при этом входы генератора линейно изменяющегося напряжения, элемента постоянной задержки, счетный вход первого RS-триггера и вход синхронизации выходного D-триггера объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов (см. Авторское свидетельство СССР №1116524, Кл. Н03В 29/00).

Однако генерируемые в данном устройстве случайные последовательности не позволяют имитировать нагрузку, обладающую свойством самоподобия.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является получение случайных импульсных последовательностей, которые позволяют имитировать самоподобную нагрузку (трафик).

Технический результат

Технический результат достигается тем, что в генератор случайных сигналов, содержащий генератор шума, первое устройство выборки и хранения, информационный вход которого соединен с выходом генератора шума, генератор линейно изменяющегося напряжения, первую схему сравнения, выходы которой соединены с выходом первого устройства выборки и хранения и выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, соответственно, элемент задержки и RS-триггер, S вход которого подсоединен к выходу первой схемы сравнения, введены дополнительный генератор шума, второе устройство выборки и хранения, соединенное своим информационным входом с выходом дополнительного генератора шума, вторая схема сравнения, входы которой подсоединены к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения и выходу второго устройства выборки и хранения, соответственно, перестраиваемый генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом генератора линейно изменяющегося напряжения, управляющими входами первого и второго устройств выборки и хранения и вторым входом переключателя, вход схемы задержки соединен с выходом устройства выборки и хранения, а выход соединен с первым входом переключателя, выход второй схемы сравнения подключен к третьему входу переключателя, а подвижный контакт переключателя соединен с входом R-RS триггера, выходы триггера являются выходом генератора искусственного трафика.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена функциональная схема генератора искусственного трафика.

На фиг.2 представлены временные диаграммы, поясняющие принцип работы генератора искусственного трафика.

Осуществление изобретения

Генератор искусственного трафика содержит генератор 1 шума, соединенный своим выходом с первым входом устройства 2 выборки и хранения, а второй вход с генератором 3 линейно изменяющегося напряжения и перестраиваемым генератором 10 тактовых импульсов, первую схему 4 сравнения, соединенную своим первым входом с выходом первого устройства 2 выборки и хранения и элементом 5 задержки, выход которого подключен к первому входу переключателя 12, второй вход первой схемы 4 сравнения соединен с генератором 3 линейно изменяющегося напряжения, а выход с первым входом RS-триггера 6, выход дополнительного генератора 7 шума подключен к первому входу второго устройства 8 выборки и хранения, второй вход которого соединен с генератором 3 линейно изменяющегося напряжения и перестраиваемым генератором 10 тактовых импульсов, а также вторым входом 11 переключателя, вторую схему 9 сравнения, первый вход которой соединен с выходом второго устройства 8 выборки и хранения, а второй вход с генератором 3 линейно изменяющегося напряжения, выход подключен к третьему входу 13 переключателя, подвижный контакт 14 переключателя соединен со вторым входом RS-триггера 6, выход которого является выходом 15 генератора искусственного трафика.

Генератор искусственного трафика работает следующим образом.

Случайный сигнал с заданным законом распределения с выхода генератора шума 1 (см. U₁ на фиг.2) поступает на вход устройства выборки и хранения 2, которое содержит смеситель и экстраполятор нулевого порядка. Тактовые импульсы, получаемые в перестраиваемом генераторе тактовых импульсов 10, поступают на управляющий вход устройства выборки и хранения 2, где вырезаются мгновенные значения U_i из случайного сигнала (см. U₁ на фиг.2), которые затем экстраполируются (см. U₂ на фиг.2) и поступают на первый вход схемы сравнения (компаратор) 4, на второй вход которого подаются пилообразные импульсы с выхода генератора линейно изменяющегося напряжения 3 (см. U₃ на фиг.2). Как только линейно изменяющееся напряжение превысит уровень компарации (экстраполированное напряжение), на выходе схемы сравнения выделяется импульс (см. U₄ на фиг.2), который передним фронтом переведет RS-триггер 6 во второе устойчивое состояние, при этом на его выходе появится высокий потенциал (см. U₁₁, U₁₂, U₁₃ на фиг.2). Этим самым будет зафиксирован передний фронт импульса, момент появления которого случаен и определяется законом распределения исходного процесса Ui, которые легко пересчитываются во временные интервалы, отсчитываемые от начала координат

где τ_Т - период следования тактовых импульсов, U₀ - амплитуда линейно изменяющегося напряжения, U_cp - среднее значение случайного процесса.

Длительность импульсов, полученных на выходе RS-триггера 6, зависит от положения переключателя, подвижный контакт которого 14 соединен с установочным входом R в ноль RS-триггера 6. Если контакт 14 находится в положении 11, на выходе RS-триггера 6 формируются импульсы с фиксированным по положению тактового импульса задним фронтом (см. U₁₁ на фиг.2). Этот случай соответствует сетям SPH (синхронной цифровой иерархии).

Если подвижный контакт 14 находится в положении 12, то задний фронт выходного импульса оказывается задержанным на величину τ_з, а формированные импульсы будут иметь постоянную длительность, при τ_з=53 байта/V(бит/c), где 53 байта - длина ячейки ATM, a V - скорость передачи ячейки, то этот случай может имитировать сеть ATM (см. диаграмму U₁₂ на фиг.2).

И, наконец, при положении переключателя в положении 13 на выходе RS-триггера 6 формируется случайная по длительности и по положению переднего фронта последовательность (см. диаграмму U₁₃ на фиг.2), характеризующая наиболее общий случай. Второй дополнительный генератор шума 7 генерирует случайный процесс, который поступает на информационный вход второго устройства выборки и хранения 8, на управляющий вход которого подается тактовая последовательность с тактового генератора 10, при этом на выходе получается экстраполированное напряжение. Во второй схеме сравнения 9 осуществляется акт сравнения с напряжением генератора линейно изменяющегося напряжения 3, и полученный в момент пересечения этих напряжений импульс возвращает RS-триггер 6 в исходное состояние через контакты 13-14 переключателя.

Положительный эффект от использования генератора искусственного трафика состоит в том, что он может применяться для испытаний сетей связи на этапе проектирования, создавая нагрузку (трафик) в виде самоподобного процесса без привлечения пользователей сети. Кроме того изобретение может быть использовано для долгосрочного прогнозирования самоподобной нагрузки при синтезе системы управления сетью связи в аспектах внутрисетевой организации.

Изобретение относится к радиотехнике и связи, может использоваться при моделировании и испытании телекоммуникационных систем, в частности локальных вычислительных сетей на этапе проектирования. Генерируемые в данном изобретении случайные последовательности позволяют имитировать нагрузку, обладающую свойством самоподобия. Технический результат достигается тем, что в генератор случайных сигналов, содержащий генератор шума, первое устройство выборки и хранения, генератор линейно изменяющегося напряжения, первую схему сравнения, элемент задержки и RS-триггер, введены дополнительный генератор шума, второе устройство выборки и хранения, вторая схема сравнения, перестраиваемый генератор тактовых импульсов и переключатель. Изобретение может быть использовано для долгосрочного прогнозирования самоподобной нагрузке при синтезе системы управления сетью связи в аспектах внутрисетевой организации. 2 ил.

Генератор искусственного трафика, содержащий генератор шума, первое устройство выборки и хранения, информационный вход которого соединен с выходом генератора шума, генератор линейно изменяющегося напряжения, первую схему сравнения, входы которой соединены с выходом первого устройства выборки и хранения и выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, соответственно элемент задержки и RS-триггер, S вход которого подсоединен к выходу первой схемы сравнения, отличающийся тем, что в него введены дополнительный генератор шума, второе устройство выборки и хранения, соединенное своим информационным входом с выходом дополнительного генератора шума, вторая схема сравнения, входы которой подсоединены к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения и выходу второго устройства выборки и хранения, соответственно перестраиваемый генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом генератора линейно изменяющегося напряжения, управляющими входами первого и второго устройств выборки и хранения, и вторым входом переключателя, вход схемы задержки подсоединен к выходу первого устройства выборки и хранения, а выход соединен с первым входом переключателя, выход второй схемы сравнения подключен к третьему входу переключателя, а подвижный контакт переключателя соединен с входом R-RS триггера, выходы триггера являются выходом генератора искусственного трафика.