Устройство для моделирования радиотелеграфного канала связи Советский патент 1983 года по МПК G06G7/48 

выми входами элементов задержки, группа выходов данных формирователя кодов гистограммы распределения сое-, динена соответственно с группой входов разрядов регистра, разрядные выходы которого подключены соответст- венно к управляющим первого и дополнительного элементов задержки информационные входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя импульсов,вход которого является входом устройства, выходы первого и дополнительного элементов задержки соединены соответственно с первым и вторым входами второго триггера, выход которого является выходом устройства.

2. Устройство по п.1, отличаю щ е е- с я тем, что блок модификации констант содержит датчик псевдослучайного сигнала, генератор импульсов, счетчик, коммутатор импульсов, коммутатор чисел и группу

реверсивных счетчиков, причем выход генератора импульсов подключен к входу счетчика, группа выходов -которого .является группой адресных выходов блока модификации .констант и подключена соответственно к группе управляющих входов коммутатора чисел, руппа выходов которого является группой выходов данных блока модификации констант ,информационные входы коммутатора чисел соединены соответственно с разрядными выходами реверсивных счетчиков группы,суммирующие входы которых объединены и подключены к первому выходу коммутатора им- . пульсов, второй выход которого соединен с вычитающими входами реверсивных счетчиков группы, управляющий вход коммутатора импульсов подклюен к выходу датчика псевдослучайного сигнала, вход которого и инфорационный вход коммутатора импульсов объединены и являются входом блока модификации констант.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИрЬВАНИЯ РАДИОТЕЛЕГРАФНОГО КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее генератор тактовых импульсов, генер атор псевдослучайных чисел, первый элемент задержки, блок задания начальных условий, элемент И, формирователь кодов гистограммы распределения, формирователь.импульсов, о -т л и ч а ю щ е а с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем воспроизведения искажений сигнала по требуемому, закону, в него введены счетчик адреса, блок памяти, делитель частоты импульсов, элемент НЕ,.первый и второй триггеры, дополнительный элемент :И, блок хранег ния констант, блок мод: фикации коне- -таит, блок Модификации констант и дополнительный задержки, причем выход f-eHepaTopa тактовых импульсов соединен с тактовыми входами первого и дополнительного элементов задержки, формирователя импульсов и формирователя кодов гистограммы рас- . пределения, а также с первым элемента И и входом делителя частоты импульсов, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, подключенного единичным выходом к второму входу элемента И, выход последнего через элемент НЕ подключен к счетному входу счетчика адреса входы разрядов которого соединены соответственно с выходами блока залания вачальных условий, а выходы счетчика адреI .РГ С0ШйЛ| 1 tiAvef njo, B4l .- .,-,. )1)|-лЩ;ЯД;з ШБЛкОТШд са - с входами блока памяти, основные выходы КОТОРОГО подключены к управляющим входам и входам маскирования формирователя кодов гистограммы распределения, первнй дополнительныйвыход блока памяти соединен с входом записи регист ра, входом считывания данных формирователя кодов гистограммы распределения и тактовым входом генера- . тора псевдослучайных чисел,второй дополнйтелзкный выход - с входом считывания адреса формирователя кодов гистограммы распределителя,входом считывания Данных блока хранения констант, : управлякицим входом коммутатора и входом блока модификации констант,третий, дополнительный выход - с первым эходом дополнительного элемента И,выход W которого подключен к нулевому входу триггера и входу обнуления счетчика с адреса,второй .вход дополнительного элемента И соедаиен-с выходом совпадения формиро1зателя кодов гистограм- 2 мы раслределения, четвертый допол- . нительный выход блока памяти подключен к входу записи начальных условий счетчика адреса, группа адресных W выходов формирователя кодов гистограм4 .мьй р.аспределения соединена сортвет-,; ствеино с первой группой входов ком- О мутатора, группа выходов которого сл -соединена .соответственно. с . . группой адресных входов блока хранесо ния констант, а вторая группа входовJ с группой адресных .выходов блока мо-t. дицикации констант,, группа выходов данных которого соединена .соответст.венно с группой входов данных блока хранения констант, группа выходов которого соединена соответственно с инфррмац1к нными входами первой группы .формирователя кодов гистограмгФ распределения,-информационные входы второй группы которого подключены соответственно к выходам группы генератора псевдослучайных чисел, вторрй выход которого соединен со знако

Изобретение относится к средства электронного моделирования дискретных радиоканалов связи и может быть использовано для решения задач иссл дования помехоустойчивости и повышения достоверности приема дискретной информации, а также при лабораторных испытаниях каналообразующей аппаратуры, аппаратуры фазовой и частотной подстройки и т.п. в уелоВИЯХ, приближенных к реальным. Известно устройство для моделирования тракта передачи цифровых сигналов, содержащее датчик псевдослучайных последовательностей, формирователь шумовых напряжений, фазо импульсный модулятор, входной Каскад, схему считывания, буферный накопитель, управляемый делитель, блок -добавления-исключения импульсо элементы И, блок формирования скорости подстройки, генератор сетки частот, элемент НЕ и датчик псевдослучайных интервалов. Это устройств формирует дискретный сигнал с временными искажениями передних и эадн фронтов посылок С 13. Однако в данном устройстве текущее значение величины искажения фронтов задается с помощью блоков шумовых напряжений, формирующих ана логовый сигнал, что снижает стабиль ность моделируемых статистических параметров и ,как сле ствие,воспроиз водимость результатов моделирования Кроме того, в устройстве отсутствует возможность непосредственного задания функции плотности вероятности распределения временных искажений фронтов, что сужает класс задач,решаемых при помощи данного устройства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования распре-деленных временных искажений, содержащее генератор тактовых имцульсов, генератор псевдослучайных чисел,регистр, элемент задержки, блок задания начальных условий, элемент И, формирователь кодов гистограммы распределения, формирователь импульсов. В данном устройстве закон распределения временных искажений фронтов кодовых посылок задается с помощью формирователя гистограммы распределения, сигналы с выхода которого обКединяются с псевдослучайной последовательностью импульсов и поступают на формирователь импульсов, выход которого является выходом устройства. Таким образом, псевдослучайное временное искажение фронта кодовой посылки в текущий момент формируется путем задержки этого фронта на величину, определяемую сигналом на выходе генератора псевдослучайных кодов . . Однако данное устройство позволяет моделировать временные искажения фронтов не произвольного дискретного сигнала, а только стандартных импульсов с длительностью, равНбй длительности элементарной посылки. Кроме того, в ycTpof cTBe отсутствует возможность изменения закона распределения временных искажений фронтов в процессе моделирования, т.е. имитации замираний в оадиокаНсше. Цель изобретения - расширение . функциональных возможностей устройстца путем воспроизведения искажений сигнала по требуемому закону. Указанная цель достигается тем, что в устройство моделирования ради телеграфного канала связи, содержащ генератор тактовых импульсов, генератор псевдослучайных чисел, регистр первый элемент задержки, блок задания начальных условий, элемент И, формирователь кодов гистограммы рас пределения и формирователь импульсов, дополнительно--введены счетчик адреса, блок памяти, делитель частоты импульсов, элемент НЕ, первый и второй триггеры, дополнительный элемент И, коммутатор, блок хранения констант, блок модификации констант идополнительный элементзадержки , причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами первого и дополнительного элементов задержки, формирователя импульсов и формирователя кодов гистограммы распределения, а также с первым входом элемента И и Входом делителя частоты импульсов, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, подключенного единичнь1м выходом к второму входу элемента И,выход которого чер элемент НЕ подключен к счетному входу счетчика адреса, входы разрядов которого соединены соответственно с выходами блока задания начальных условий, а выходы счетчика адреса - с входами блока памяти, основны выходы которого подключены к управляющим входам и входам маскирования формирователя кодов гистограммы распределения, первый дополнительный вы ход блока памяти соединен с входом записи регистра, входом считывания данных формирователя кодов гистограм мы распределения и тактовым входом генератора псевдослучайных чисел, второй дополнительный выход - с вхог дом считывания адреса формирователя кодов гистограммы распределения, . входом считывания данных блока хране ния констант, управляющим входом ком мутатора и входом блока модификации констант, третий дополнительный выход - с первым входом дополнительного элемента И, выход которого подключей к нулевому входу триггера и входу обнуления счетчика адреса, а второй вход дополнительного элемента И соединен с выходом еовпадения форм рователя кодов гистограммы распределения, четвертый дополнительный выход блока памяти подключен к входу записи.начальных условий счетчика адреса, группа адресных выходов формирователя кодов гистограммы распределения соединена соответственно с первой руппой входов коммутатора, группа выходов3 которого соединена соответственно с группой адресных входов блока хранения констант., а вторая группа входов - с группой адресных выходов блока модификации констант, группа выходов данных которого соответственно соединена с группой входов данных блока хранения констант, группа выходов которого соединена соответственно с информационными входами первой группы формирователя кодов гистограммы распределения, информационные входа второй группы которого подключены соответственно к выходам группы генератора псевдослучайных чисел, выход которого соединен со знaкoвы ш входами элементов за- держки, группа выходов данных формирователя кодов гистограммы распределения соединена соответственно с группой входов разрядов регистра, разрядные выходы которого подключены : соответственно к управляющим входам первого и дополнительного элемента задержки, информационные входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя импульсов, вход которого является входом устройства, выходы первого и дополнительного элементов задержки соединены соответственно с первым и вторым входами второго триггера, выход которого является выходом устройства. Блок модификации констант содержит датчик псевдослучайного сигнала, . генератор импульсов, счетчик, коммутатор импульсов, комму,татор чисел, группу реверсивных счетчиков, выход генератора импульсов подключен к входу , группа выходов которого является группой адресных выходов блока модификации констант и подключена соответственно к группе управляющих входов коммутатора чисел, группа выходов которого является группой выходов данных блока модификации констант,информационные входы коммутатора чисел соединены соответственно с разрядными выходами реверсивных счетчиков группы, суммирующие входы которых объединены и подключены к первому выходу коммутатора импульсов,.второй выход . которого соединен с вычитающими входами реверсивных счетчиков группы, управляющий вход коммутатора импульсов подключен к выходу датчика псевдослучайного сигнала, вход которого и информационный вход коммутатора

импульсов объединены и являются входами блока модификации констант.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства} на фиг. 2 - структура интервала моделирования на фиг. 3 - временные диаграммы,- отражающие моменты смены информации в основных точках устройства; на фиг. 4 - схема блока модификации констант; на фиг. 5 - схема блока формирования кодов гистограммы распределения.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 . псевдослучайных чисел, регистр 3, элемент 4.задержки, блок 5 задания начальных условий, элемент И 6., формирователь ,7 кодов гистограммы распределения, формирователь 8 импуль. сов, счетчик 9 адреса, блок 10 пагмяти, делитель 11 частоты импульсов, элемент НЕ 12, первый и второй триггеры 13 и 14, дополнительный элемент И 15, коммутатор 16, блок 17 хранения констант, блок 18 модификации констант, дополнительный элемент 19 задержки, блок 10 памяти имеет основные выходы 20, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 дополнительные выходы. .

Блок 18 модификации констант со.держит датчик 25 псевдослучайного сигнала, коммутатор 26 импульсов группу реверсивных счетчиков 27, генератор 28 импульсов, счетчик 29 И коммутатор 30 чисел.,

БЛОК 7 формирования кодов гистограммы распределения выполнен на микросхемах типа К 589 ИК02, соотЕетсзтвующих ГОСТу 18725-73 и техническим условиям 0.348;319ТУ и 0.348.319ТУ2 с функциональным назначением Центральный процессорный элемент ,.

Блок 18 работает следующим обра-; зом.

Сигнал с выхода 22 блока 10 памяти поступает на входы датчика 25 псевдослучайного сигнала и коммутатора 26, в зависимости от потенциала на выходе датчика 25 сигнал с входа коммутатора 26 проходит на его первый или второй выходы, соединенные соответственно с суммирующим и вычитающими входами реверсивных счетчиков 27.

Реверсивные счетчики 27 имеют разрядность равную разрядности констант, хранимых в блоке 17. Перед началом работы в счетчик 21 записывается код константы, совпадакяцей ; с константой, хранимой в первой ячей.ке. блока 17, в счетчик во второй ячейке и т.д. Таким образом, в процессе работы значения кодов, записанных в счетчиках 27, изменяется в сторону увеличения и уменьшения (в зависимости от потенцисша на вы,ходе датчика 25) относительно среднего значения, совпадающего со значением соответствующей константы.

Выходы.счетчиков 27 через коммутатор 30 заведены на соответствующие входы блока 17 хранения констант. Подключение на.выход коммутатора 30 выходов соответствующего счетчика 27 определяется кодом числа, присутствующего в данный момент в счетчике 29, состояние которого изменяется с частотой импульсов на выходе генератора 28. Двоичное число в счетчике 29 является также адресом ячейки блока 17, -куда записывается модифицированная константа из соответствующего счетчика 27.

Устройство для моделирования радителеграфного канала работает следующим образом.

Импульсы с выхода генератора 1 поступают на тактовый вход формирователя 8 импульсов, на другой вход которого поступает телеграфный сигнал. На первом выходе формирователя 8 вьщеляется импульс из тактовой . последовательности, следующий непосредственно за положительным фронтом телеграфного сигнала, а на втором выходе формирователя 8 - следующий 3aV- отрицательным фронтом. Эти импульсы поступают на входы соответственно элементов 4 и 19 задержки. Время задержки импульса определяется в них кодом, снимаемым с. выхода регистра 3, а шаг изменения величины; задержки определяется частотой импульсов на.тактовых входах элементов задержки, импульсы с выходов которых устанавливают триггер 14 соответственно в единичное и нулевое состояния. .Так как код в регистре 3 изменяется с частотой, превышающей скорость поступления телеграфной информации на вход устройства, то времена задержки импульсов переднего и заднего фронтов телеграфного сигнала практически независимы. Поэтому с выхода триггера 14 снимается искаженный телеграфный сигнал с независимыми временными искажениями переднего и заднего фронтов посылок.

Код числа В{ в регистр 3 переписывается с выходов данных формирователя 7, где он формируется следующим образом.

На вторые информационные входы формирователя 7 поступают двоичные коды чисел SJ с выхода генератора 2 псевдослучайных чисел, которые распределены равномерно в интервале Го, (), где п-разрядность чисел , Этот интервал.разбивается на m jniacTKOB (фиг. 2), границы которых задаются числс1ми N , находящимися в соответствующих ячейках блока 17 хранения констант, Причем интервалу (0,N,) ставится в соответствие-число О, интервалу Ен ,Н23число 1,..., интервалу ,,(2-1) число В|дц 1, Таким образом число Sj сравнивается в формирователе 7 с числами Н и по результату сравнения формируется код соответствующего числа В,-. Так как числа Sj. распределены равномерно, то частость Р формирова ния числа, В определяется как Р J-iVi 4 т.е. выбирая соответствующим образом числа Н, можно задавать гистограмму распределения пло ности вероятности формирования чисел В . . Формирование чисел В| происходит следующим образом. . При включении устройства триггер 13 устанавливается в единичное состо яние, а счетчик .адреса - в нулевое. При этом на выходах блока 10 памяти устанавливается информация, содержащаяся в первой ячейке этого блока. При первом импульсе на выходе генератора 1 формирователем 7 вырабатывается код числа В, значение которого случайно, так как определяется сЬстоянием элементов с памятью,входящих всостав формирователя 7, кото рые они приняли при включении. Импульсы с выхода генератора 1 будут проходить также через элемент И 6, открытбай по второму входу, и элемент НЕ 12 на счетный вход счетчика 9 адреса. Так как операции в .формирователе 7 протекают .в течение тактового импульса, т.е. с приходом фронта этого импульса, то наличие элемента НЕ,12 обеспечивает устойчивость работы формирователя 7 вслед ствие того, что- момент смены состояния счетчика 9,. а следовательно, и информации на выходе блока 10 памяти и момент начала соответствующей оперсщии формирователем 7 разнесены по времени (фиг. 3, в,г,д). Таким образом, смена состояния счетчика 9 происходит в момент спада импульса на выходе генератора 1. При этом на выходах блока 10.устанавливается содержимое;второй ячейки, и сигнал на выходе 21 изменяет состояние генератора 2 псевдослучайных чисел, устанавливая на вторых информационных входах формирователя 7 число Sj (фиг. 3л), поступая также на вход считывания данных форгдирователя 7, устанавливает на его выходах данных число В хранящееся в формирова теле 7, которое этим же сигналом переписывается в регистр 3 (фиг. 3). На выходах 22, 23 и 24 сигнал в этом случае от су т ст вует (логачедкий н ол ь (фиг. Зж,з,и). В этом же такте в фор мирователе 7.формируется также число . В третьем такте вформировг рователе Ьормируется число .- . 7 формируется число В В четвертом такте в формирователе 7 формируется адрес ячейки блока 17 хранения констант, в которой находится число , . В пятом такте сигналом на выхбде 22 (фиг. Зж) адрес этой ячейки устанавливается на адресных выходах блока 17, так как этот сигнал поступает как на входа считывания адреса формирователя 7, так и на управляющий вход коммутатора 16. Этим же сигналом число N,j|M устанавливается На первых информационных входах формироват я 7 (фиг. Зк).. В шестом такте число К здносится в 4ормирователь 7. В седЁмок такте в формирователе 7 формируется число N :-Sj . Так как всегда SjS Ку„ ,j:o при Rij S о S J лежит в интервале ()7и на выходе совпадения формирователя 7 выделяется сигнал логической единицы (фиг. 3м), В восьмом такте на выходе 23 блока 10 устанавливается сигнал логи-т ческой единицы. Если P ---S:0, т.е. в предыдущем такте на втором входе элемента И 15 установилась логическая единица, то сигнал с выхода элемента И 15 устанавливает в нуль счетчик 9 адреса и триггер 13. При появлении импульса на выходе делителя .,11 /вриггер 13 устанавливается в единичное . . состояние и работа .устройства возобр новляется описанным порядком. .Если , то в восьмом такте в .формирователе 7 формируется адрес ячейки блока 17, в которой хранится число . В девятом такте в формирователе 7 формируется число ( в Общем случае число ). В девятомтакте по сигналу на-вызоде 24 в счетчик 9 из блока 5 переписывается код, по которому в формирователе 7 формируется адрес числа iJ- . Таким образом, сравнение числа S.j с числами .выбираемыми из блока. 17 в порядке убывания, происходит до тех Пор, Пока для очередного Н значение не станет К. о. При этом В Формирователе 7 будет сформированкод числа Вf соответствующего данному Н , причем частость Р ,- формирования числа В;, будет равна Р- N у. - . Как видна из изложенного, максимальное количество тактов, необходимое для формирования числа В.{в этом случае Bj О), можно определить исходя из того, что для первого цикла сравнения S,- с н, требуется десять тактов, для сравнения с числами жи 1 семь тактов, адля сравнения с - пять тактов, т.е. при m 4 максимальное количество тактов составит 113. Поэтому коэффициент деления делителя 11 равен 113 и в этом случае запись чисел/в регистр 3 происходит через равное количество тактов, т.е. через равные промежутки времени. Так как константы, находящиеся в ячейках блока 17, определяют гистограмму распределения плотности вер®ятностей числа Bf, т.е. в конечном счете распределение плотности вероят ности величины отклонения фронтов посылок телеграфного сигнала от сред него значения, то изменяя в процессе работы числа N в блоке 17, можно имитировать замирания сигнала в коро коволновом канапе связи. Для этих целей в устройстве присутствует блок 18 модификации констант. По спаду сигнала- на управляющем входе блока 18 на ею адресных вькодах и выходах данных устанавливается соответственно адрес ячейки и новое значение 1Т;( , которое заносится в эту ячейку. Выход одного из разрядов генератора 2 псевдослучайных чисел заведен на соответствующий информационный вход элементов 4 и 19 задержки и может рассматриваться как знаковый разряд чисел В . Таким образом в этом случае разрядность чисел В- возрастает с m до т+1, т.е. интервал возможных задержек в элементах 4 и 9 увеличивается в два раза. Единственное ограничение, которое при этом накладывается на В , заключается в том, что гистограмма их распределения становится симметричной, что в общем случае соответствует распределению фронтов реального телеграфного сигнала. . Таким образом, предлагаемое устройство позволяе т с достаточной степенью адекватности моделировать ра-диотелеграфный канал с замираниями. Испытания макета показали его следующие преимущества перед Прототипом, выбранным за базовый образец: возможность искажения посылок произвольного телеграфного сигнала по требуемому закову распределения плотности вероятности временных искажений фронтов посьшок, а также возможность изменения этого закона в процессе работы устройства, что позволяет имитировать радиоканал с замираниями.

О I-

flff

0

Offefl fifeexff a

mfmowmrnmoff/rmmmmmmmmm

S OffOO

Адрес j. ifei//fff°

глJЛJ- J J J гuлJЛJ J J J г J f

ff-ТПГТПГ-Х Т ТГ1Г1ГХТ Х Х ГТ

VГ

y/

cptfz. 2

/ff

ff

7

/

л

rs