Генератор последовательности ошибок Советский патент 1984 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для экспериментальной оценки эффективности устройств повышения достоверности, для построения моделей потоков ошибок и для настройки анализаторов потоков ошибок реальных каналов связи. Известно устройство для генерирования случайных временных интервалов, содержащее два счетчика импульсов , соединенных своими выход 1м разрядов с входами двух дешифраторо датчик пуасоновского потока импульсов, выкод которого соединен с входом первого счетчика, триггер, подключенный своими входами к выходам дешифраторов и входам двух элементо совпадения СИ. Однако это устройство пригодно только для решения узкого круга задач , так как удовлетворяет частной математической модели потока ошибок с пуасоновским распределением и не позволяет изменить в широких пределах группирование ошибок. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор потока ошибок, содержащий генератор тактовой частоты, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, первый счетчик импульсов, разрядные выходы которого соединен с входами первого дешифратора, второй счетчик импульсов, первая группа разрядных выходов которого подключена к входам второго дешиф ратора, триггер, выход которого соединен с вторым входом элемента совпадения, блок задержки, блок элементов совпадения, два переключателя и делитель тактовой частоты, первый вход которого подключен к выходу генератора тактовой Частоты, второй вход делителя частоты соединен с первым входом триггера, с управляющи входом первого счетчика импульсов и с выходом первого переключателя, входы которого подключены к выходам делителя тактовой частоты, причем второй вход триггера подключен к выходу первого дешифратора непосредственно и через блок задержки к управляющему входу блока элементов совпс(дения, выходы которого соединены с разрядными входами первого счет чика импульсов, а входы блока элементов совпадения подключены к второй группе разрядных выходов второго счетчика импульсов, первый управляющий входкоторого соединен с выходом триггера и с вторым входом элемента совпадения, при этом выход второго дешифратора подключен через второй переключатель к второму управляющему входу второго счетчика импульсов Г23 Он использует для построения двухпараметрическую модель дискретного канала связи, которая отражает характер распределения ошибок в реальных каналах связи с помощью двух параметров: вероятности ошибок Р и показателя группирования oi. Генерирование потока ошибок осуществляется на основе исходного потока, у которого каждый последующий безошибочный интервал.получается больше предыдущего на единицу. Изменением максимальной длины безошибочного интервала меняют значение первого параметра потока ошибок - вероятности ошибок .Р . Для получения потоков ошибок с заданнь вторьом параметром, показателем группирования 0, увеличивают количество ошибок между безошибочными интервалами в исходном потоке в к раз. Указанный генератор позволяет получать последовательность импульсов, моделирующих поток ошибок дискретного канала связи с переменными параметрами - вероятность ошибок и показателем группирования. Однако указанный генератор не обеспечивает высокой точности моделирования реального потока ошибок дискретного канала. Реальный поток ошибок дискретного канала представляет собой случайную импульсную последовательность , в которой импульсы соответствуют ошибке в принятой кодовой комбинации. Причем моменты возникновения ошибок являются случайными, непредсказуемыми для получателя :;ообщения. В то же время импульсная последовательность на выходе извест1ОГО генератора не является случай1ОЙ последовательностью, а является детермированной, так как в исходном потоке каждый последующий интервал между импульсами больше предыдущего на один такт, т.е. имеет место равномерное распределение интервалов между ошибками, что не соответствует распределению ошибок в реальных дискретных каналах связи. Увеличение же количества ошибок между безошибочными интервалами в X раз во вторичных потоках также не приводит к случайному характеру последовательности с реальным распределением на выходе генератора. Цель изобретения - повышение точности моделирования, путем генерирования случайной последовательности ошибок на основе использования двухпараметрической модели дискретных каналов с распределением интервалов между ошибками, близким к реальным в дискретных каналах связи. Поставленная цель достигается тем, что в генератор последовательности ошибок, содержащий генератор тактовой частоты, выход которого соединен с первым входом основного элемента совпадения и входом делите ля тактовой частоты, разрядные выхо ды которого подключены к входам первого переключателя, первый дешиф ратор, входы которого соединены с разрядными выходами счетчика импуль сов, а выход через второй переключатель - с вторым управляющим входо счетчика импульсов, второй дешифратор, выход которого подключен к пер вому входу триггера, введены рекуррентный регистр с полусумматором в |Цепи обратной связи и дополнительны элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу первого переключателя, а второй вход - к вы ходу триггера, соединенного своим вторым входом с вторым управляющим входом счетчика импульсов, причем первый управляющий вход рекуррентно го регистра подключен к второму вхо основного элеме.нта совпадения и к выходу полусумматора, а второй упра ляющий вход соединен с выходом допо нительного элемента совпадения и третьим входом основного элемента совпадения, при этом разрядные выход рекуррентного регистра соединены с входами второго дешифратора и с вхо дами полусумматора, а выход генератора тактовой частоты подключен так к первому управляющему входу счетчи ка импульсов. На чертеже представлена функциональная схема генератора. Генератор содержит генератор 1 тактовой частоты, делитель 2 тактовой частоты, элемент 3 совпадения, триггер 4, рекуррентный регистр 5 с полусумматором в цепи обратной связи, переключатели 6 и 7,дешифраторы 8 и 9, полусумматор 10, счетчик импульсов 11 и элемент совпадения 12, Группирование последовательности ошибок осуществляется на основе импульсной псевдослучайной последовательности (ПСП), вырабатываемой рекуррентным регистром с полусуммато ром в цепи обратной связи. Указанная последовательность удовлетворяет критериям случайности и циклически повторяется с периодом Т 1, где г - число разрядов рекуррентного регистра. Число импульсов в ПСП, соответствующих ошибкам, за один цикл фиксировано и равно ош Г2 22-бит. Если на каждый цикл генераций приходится один цикл ПСП, то вероятность сшибки не зависит от числа циклов генерации и определяется выражением от L где L - длина цикла генерации последовательности ошибок. Изменяя длину цикла генерации при фиксированном значении i , можно получать любые значения Р , согласующиеся со значениями в реальных дискретных каналах. Пример. Пусть требуется получить значение вероятности ошибки . Выбираем г:9, тогда число ошибок в одном цикле генерации Пдщ- 2 . Отсюда длину цикла генерации необходимо установить равной Ь 256,10 бит Изменение коэффициента группирования оС осуществляется путем уменьшения исходной частоты тактовых импульсов fj , поступающих на рекуррентный регистр в k раз. При этом пропорционально /: уменьшается частота появления импульсов на выходе рекуррентного регистра относительно исходной частоты, однако их количество на цикл генерации остается постоянным. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получать группирующиеся ошибки при фиксированных значениях вероятности ошибки Р с набором значений показателя группирования ошибок оС, согласованных со значениями в реальных дискретных каналах. Зависимость коэффициента группирования d. от величины k определяют следующим образом. Известно, что выражение для определения имеет вид: /ft ОШ (ЙГ где п - длина кодовой комбинации; . ) - число ошибочных кодовых комбинаций. Очевидно, что NoKln)-N(ni де N,Ctfl) - общее число кодовых комбинаций;Ng(ni - число безошибочных кодовых комбинаций. Нетрудно показать, что . . KL .. я (г-2)-А , де - число безошибочных интералов длиной л в ПСП, формируемой екуррентным регистром. Подставив приведенные значения в выражение для определения ot , получимК() к4-..(--2|-Я -1Г--TTti:; Сумма в знаменателе вышеприведенного выражения равна (г-2)-Л 2|Далее, считая, что 2 -« 1, окон чательное выражение для определения об 1- Pojj- К из которого видно, что d, не зависит от значения ,- в генерируемой последовательности ошибок. Изменяя величину К от 1 до п мож но получить все возможные значения оС в пределах О i оС i, согласованные со значениями в реальных дискретных каналах. Пример. Пусть требуется получить значение показателя группирования для кабельного некоммути|руемого канала ТЧ, для которого ,56. Для таких каналов наиболее часто применяемая длина кодовой комбинации 128. Устанавливаем значение . В это случае - 0,55 Формирование последовательностей ошибок в данном генераторе осуществляется рекуррентным регистром 5 с полусумматором 10 в цепи обратной связи, на вход которого через дополнительный элемент 12 совпадения поступает тактовая частота f /К с делителя 2 тактовой частоты через переключатель 6. Дешифратор 9 обеспечивает совмест но с переключателем 7 изменение величины вероятности ошибок генерируемой последовательности ошибок путем изменения длины цикла генерации, подсчитываемой счетчиком 11, на вход которого подается исходная тактовая частота - с генератора 1 тактовой частоты; дешифратор, 8 служит для вы явления конца цикла ПСП, формируемо рекуррентным регистром 5, и вырабатывает сигнал переключения триггера 4, запрещая тем самым поступление. тактовой частоты f /К через элемен 12 совпадения на рекуррентный регис 5 и элемент 3 совпадения; делитель 2 осуществляет деление исходной так товой импульсной последовательности Д., с генератора 1 и совместно с переключателем 6 осуществляет выбор показателя группирования генерируемой последовательности ошибок; элемент. 3 совпадения служит для строби рования тактовой частотой выходной последовательности ошибок с рекуррентного регистра 5. Генератор последовательности ошибок работает следующим образом. Последовательность ошибок реализуется с помощью рекуррентного регистра 5 с полусумматором 10 в цепи обратной связи и делителя 2 тактовой частоты. Каждый цикл генерации последовательности ошибок считает счетчик 11 импульсов, причем длину цикла генерации ot устанавливают в зависимости от требуемой величины вероятности ошибки Р с помощью дешифратора 9 и переключателя 7. Выходным сигналом переключателя 7 сбрасывается счетчик 11 импульсов, далее цикл генерации повторяется. Этим же сигналом триггер 4 устанавливается в состояние, при котором подключенный к нему дополнительный элемент 12 совпадения пропускает тактовую частоту /К с переключателя б на рекуррентный регистр 5 и элемент 3 совпадения. Рекуррентный регистр 5 начинает формировать цикл ПСП, который заканчивается конечной комбинацией, выявляемой дешифратором 8. Сигналом с дешифратора 8 переключается триггер 4, запрещая тем самым поступление тактовой частоты - через элемент 12 совпадения на рекуррентный регистр 5 и элемент 3 совпадения. Таким образом, на каждый цикл генерации последовательности ошибок с исходной частотой f приходится один цикл ПСП с частотой ,./К, где значение К устанавливается с помощью делителя 2 тактовой частоты и переключателя 6 в зависимости от требуемого значения cL в соответствии с вышеприведенной формулой . ПСП поступает на элемент 3 совпадения, где стробируется тактовой частотой с целью получения выходной последовательности ошибок, длительность которых равна длительности исходных тактовых импульсов, вырабатываемых генератором 1. Число циклов генерации последовательности ошибок не влияет на значение Р и и определяется временем моделирования проводимого эксперимента. Предлагаемый генератор последовательности ошибок позволяет по сравнению с известными получать случайные последовательности ошибок на основе использования двухпараметрической модели дискретных каналов с распределением интервалов между ошибками, близкими к реальным в дискретных каналах связи. Причем, как показывает расчет для конкретного случая (К.9), показатель груп пирования ot , характеризующий наряду о вероятностью ошибки Р точность моделирования равен 0,55, а в регшьном канале ррс0/56. Таким обра:зом, точность моделирования соетавляет порядка 5% и для дру гих

ГЕНЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОШИБОК, содержащий генератор тактовой частоты, выход которого соединен с первым входом основного элемента совпадения и входом делителя тактовой частоты, разрядные выходы которого подключены к входам первого переключателя, первый дешифратор, входы которого соединены с разрядными выходами счетчика импульсов, а выход через второй переключатель С вторым управляющим входом счетчика импульсов, второй дешифратор, выход которого подключен к первому входу триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности моделирования путем генерирования случайной последовательности ошибок на основе использования apaiMeTрической модели дискретных каналов с распределением интервалов между ошибками, близким к реальным в дискретных каналах связи, в него введены рекуррентный регистр с полусумматором в цепи обратной связи и дополнительный элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу первого переключателя, а второй вход - к выходу триггера, соединенного своим вторым входом с вторым управляющим входом счетчика импульсов, причем первый управляющий вхбд рекуррентного регистра подключен к i второму входу основного элемента сов падения и к выходу полусумматора, а второй управляющий вход соединен с выходом дополнительнбго элемента совпадения и третьим входом основного элемента совпадения, при этом разрядные выходы рекуррентного регистра соединены с входами второго дешифратора и входами полусумматора, а выход генератора тактовой частоты 1 подключен также к первому управляющему входу счетчика импульсов. 4