Цифровой имитатор радиотелеграфного канала связи Советский патент 1986 года по МПК G06N7/08 

1чЭ

ел

4;:

а ел Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано для исследования помехо устойчивости каналов связи и повышения достоверности адаптивной передачи дискретной деформации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования частотно-адаптивных ра диолиний и повьппение точности моделирования . На фиг.1 предс.тавлена структурная схема цифрового имитатора радиотелеграфного канала связи; на фиг.2 функциональная схема формирователя кодов гистограмм; на фиг.З - временные диаграммы работы имитатора при моделировании искажений в канале свя зи. Цифровой имитатор радиотелеграфного канала содержит генератор 1 так товых импульсов, формирователь 2 вре менных интервалов, делитель 3 частоты импульсов, элемент 2И-ИЛИ 4, формирователь 5 ИМПУЛЬСОВ; третий триггер 6, счетчик 7 адреса, формирователь 8 кодов гистограммы распределения времени задержки, счетчик 9 времени задержки фронта импульса, счетчик 10 времени задержки среза импуль са, второй элемент ИЛИ 11, второй триггер 12, генератор 13 шума, сумматор 14, согласованный фильтр 15, пороговый блок 16, счетчик 17 принятых импульсов, блок 18 сравнения, элемент 19 задержки, третий 20; второй 21 и первый 22 перек.:1ь-,чатели5пер вый 23 и второй 24 регистры сдвига, группу 25 элементов 2fi-HJIli, четверты 26 и первый 27 триггеры, первый 28 и второй 29-элементы Hj первый элемент И 30. Формирователь 8 кодов гистограмм содержит генератор 3I синхроимпульсов, первый элемент И 32 и счетчик 33, первый 34 и второй 35 блоки элементов И, постоянные запомянающие блоки 36, мультиплексор 37, первый элемент ИЛИ 38, второй элемент ИЛИ 39 генератор 40 псевдослучайных чигеп, блок 41 сравнения, Т-триггер 42, эле мент 43 задержки, второй 44 н третий 45 элементы И. Имз-гтатор работает след;/ющим образом. В исходном состоянии на вход бло. ка 18 сравнения подключен код б ., характеризующий пороговое значение 65 неискаженных импульсов телеграфного сигнала, при котором канал считается исправным. На входе задания граничных условий (объединенные входы записи и тактовый вход регистра 24) установлена длительность тепеграфных импульссв, моделируемых для передачи по радиотелеграфному каналу связи. Переключатели 20 - 22 установлены в первое положение (фиг.), если моделируется режим (режим частотно-адаптивной радиолинии), или во второе положение, если моделируется режим II (режим моделирования нестационарного канала радиосвязи). Триггеры 6, 12, 26 и 27, счетчики 7, 9, 10 и 17 и регистр 23 сдвига установлены в нулевое состояние. На выходе счетчика 7 устанавливается сигнал логического нуля, что соотнетствует коду адреса первого блока 36 в блоке 8. Время задержки элемента 19 задержки установлено равным длительности входного импульса. Время задержки элемента 43 задержки установлено равным половине периода поступления импульсов от генератора 31 синхроимпульсов. Коэффициент деления делителя 3 установлен так, что на его выходе появляются импульсы с частотой следования входных импульсов. Число состояний в счетчиках 9 и 5 О задано с учетом требуелмой точности моделирования задержки фронтов импульсов, прошедших через канал связи. В согласованном фильтре I5 и пороговом блоке 6 установлены параметры работы, обеспечивающие оптимальное выделение имитатором сигнала на фоне шумовой поьзехи, создаваемой генератором 13 шума. В исходном состоянии 3 генераторе 40 псевдослзА айнь х чисел установлен :ежим однократного формирования равтамерно распределенных случайных чисел на заданном интервале (Ао, Am), В постоянных запоминающих блоках 36 записаны коды чисел, соответствующих верхним значениям каждого ш-го отрезка, ,М, на которые разделен интервал (Ао, Ага). При этом длина П1-ГО отрезка пропорциональна вероятности определенной задержки фронта импульса, т.е. каждому интервалу ставится в соответствие определенная задержка фронта импульса. Таким образом, в каждс м блоке 36 записаны коды чисел, характеризуюп(их гистограмму распределения времени за держки фронтов импульсов для различных каналов связи (при работе в режи ме I), или коды чисел, характеризующих гистограммы распределений одного канала связи, но на различных времен ных интервалах (при работе в режиме II). Импульсом начальной установки счетчик 33 и Т-триггер 42 обнуляются, а на выходе генератора АО псевдослучайных чисел установлено первое случайное число 0j . Рассмотрим работу устройства в режиме I. Формирователь 2 служит для моделирования временных интервалов, в те чение которых должно оцениваться качество канала связи на каждой частоте . В момент начала работы на его вы ходе логический ноль (фиг.За), который разрешает прохождение импульсов через элемент 2И-ИЛИ 4 по инверсному входу и запрещает по прямому. Формирователь 5 выделяет из импульсов телеграфного сигнала (фиг.38), поступающих на его вход, передний и задние фронты в виде коротких импульсов (фиг.30. Первым им пульсом триггер 6 устанавливается в единичное состояние. Логическая единица с выхода триггера 6 поступает на управляющий вход формирователя 8, открывая.элемент И 32. Через интервал лТ с выхода генератора 31 синхроимпульсы начинают поступать на вход счетчика 33, выходной код в которого является адресом блока 36. По сигналу тактового импульса, по ступающего с выхода элемента И 32 на вход блока 36, через, мультиплексор 37 на второй вход блока 41 сравнения считывается код числа, записанного в блоке 36,т (т - адрес, устанавливаемьй сигналом с выхода счетчика 7). Постоянная времени срабатывания последовательно соединенных блока 36 и мультиплексора 37 составляет едини цы наносекунд, а лТ и 50 мкс, поэтому тактовый импульс на управляющий вход блока 41 сравнения поступает практически одновременно со считыванием кода числа на его второй вход из блока 36. В блоке 41 сравнения осу ществляется сравнение кодов чисел 0 65 .4 и (9 . При I на выход блока 41 сравнения сигнал не поступает. По следующему синхроимпульсу с выхода генератора 31 в счетчике 33 формируется код следующего адреса, т.е. происходит считывание кода числа©.,, содержащегося в следующем блоке 36, и его сравнение в блоке 41 с кодом того же псевдослучайного числа 0j , установленного на выходе генератора 40. Процедура формирования адресов и сравнения кодов осуществляется до момента выполнения условия .При этом на выходе блока 41 сравнения формируется импульс, который поступает на Т-вход триггера 42, устанавливая его в единичное состояние.Сигнал логической единицы с выхода Ттриггера 42 поступает на вход блока 34 элементов И и вход элемента И 44. Задержанный на время t элементом 43 задержки сигнал с выхода блока 41 сравнения через элемент ИЛИ 38 поступает на вход счетчика 33 и после выдачи содержимого счетчика на первый или второй выход обнуляет его через элемент ИЛИ 39 на вход генератора 40, устанавливая тем самым на его выходе новое случайное число.Кроме того, этот же сигнал открывает блок 34 элементов И и элемент И 44. При этом на первый информационный выход формирователя поступает из счетчика 33 код числа 0р| , характеризующего номер интервала (А. ,А), на который попало случайное число,сформированное генератором 40, а на первый выход I разрешения счета поступает управляющий импульс. Этот импульс управляет записью кода числа в счетчик 9 и возвращает триггер 6 в нулевое состояние. При поступлении с выхода формирователя 5 импульса, соответствующего заднему фронту телеграфного сигнала на вход триггера 6 последний вновь устанавливается в единичное состояние, и формирователь 8 осуществляет формирование.кода числа © , характеризующего номер интервала (А-,, А,-), на который попало следующее случайное число, с той лшпь разницей, что при появлении импульса на выходе блока 41 сравнения Т-триггер 42 устанавливается в нулевое состояние, и выходные сигналы появляются на вторых выходах формирователя 8.

Таким образом, для переднего и заднего фронтов импульса телеграфного сигнала .сформированы независимь е коды чисел, соответствующих их задержкам в канале связи, описываемых гистограммой распределения, записанной в блоках 36. Коды чисел,, соответствующих задержкам фронтов, записаны в счетчиках 9 и 10.

Управляющий сигнал с второго импульсного выхода формирователя 8 поступает на D-вход триггера 27, устанавливая его тем самым в единичное состояние. Триггер 27 открывает элемент И 28, и на счетный вход счетчика 9 начинают поступать импульсы с выхода генератора 1, Интервал времени от момента появления импульса на втором импульсном выходе формирователя 8 до момента появления импульса переполнения счетчика 9 пропорционален коду числа ©pj . Импульс переполнения с выхода счетчика 9 поступает на R-вход триггера 27, устанавливая его в нулевое состояние и тем самым прекращая подачу импульсов от генератора 1 на счетньш вход счетчика 9, и на S-вход триггера 12, устанавливая его в единичное состояние. На вы ходе устройства формируется передний фронт телеграфного импульса (фиг.Зг)

Управляющий сигнал с второго импульсного выхода формирователя 8 поступает, кроме того, на вход регистра 23 и через элемент ИЛИ 30 на вход регистра 23, записывая тем самьот :з регистр первый импульс. Продвижение этого импульса по регистру осущест-; вляется тактовыми импульсами с выхода генератора 1. При поступлении импульса на выход регистра 23, подключенный к элементу И группы 25 элементов 2И-ИЛИ, на другой вход которого подается единичный импульс с выхода регистра 24, на вход триггера 26 поступает импульс, переводящий его в единичное состояние. Импульс с выхода триггера 26 открывает элемент И 29 по второму входу, и тактовые иг-шульсы с выхода генератора 1 начинают поступать на вход счетчика 10,

Интервал времени от момента.появления импульса на выходе группы 25 элементов 2И-ИЛИ до момента появления импульса переполнения счетчика 10 пропорционален коду числа

Импульс переполнения с выхода счетчика 10 поступает на R-вход триггера 26, устанавливая его в нулевое состояние и тем самым прекращая подачу импульсов от генератора I на счетный вход счетчика 10, и на вход триггера 12, устанавливая его в нулевое состояние. На выходе устройства формируется задний фронт телеграфного импульса (фиг.Зг).

Таким образом, импульс, сформированный на выходе устройства имеет независимо сформи;рованные задержки переднего и заднего фронтов импульсов. При этом точность моделирования определяется только точностью задания гистограммы.

Моделирование алгоритма работы частотно-адаптивной радиолинии осуществляется следующим образом.

Через интервал времени, формируемый формирователем 2 ,с момента начала работы устройства на выходе формирователя 2 появляется сигнал логической единицы, который отключает от входа формирователя 5 вход устройства и подключает к нему выход делителя 3, формирующий импульсы стандартной длительности. Эти импульсы, подвергнутые искажениям с помощью блоков , имитирующих работу радиоканала, поступйют на выход устройства -и на вход согласованного фильтра 15. Согласованный фильтр 15 и пороговый блок 16 моделирует работу входного тракта радиоприемника.

Задержанный элементом 19 задержки передний фронт импульса с выхода фор1У1ирователя 2 в момент появления (или немного раньше) первого стандартного искаженного ш-шульса на выходе устроства поступает на инверсный вход счечика 17 и разрешает счет импульсов. По заднему фронту импульса на выходе формирователя 2 в ешоке 18 осуществляется сравнение в:ода числа, характеризующего количество импульсов, прошедших через канал связи с допусТИ1-ЕЫМ значением В ,

Еслио § р., то канал считается неисправным, на выходе блока 18 сравнения появляется сигнал логической единицы, который запиозшается в счетчик 7. В последнем устанавливается адрес следующего блока 36. Устройство начинает работать с гистограммой распределения искажений для следующего канала, Если8 5 , то канал считается ис правным, и устройство продолжает работу в прежнем режиме. При работе устройства в режиме II с помощью переключателей 20. - 22 отключается часть схемы, моделируя работу приемного тракта и устройства контроля и управления. Вход счетчика 7 соединяется с выходом формирователя 2. Управление переключением блоков 36 осуществляется .через равные промежутки времени импульсами с вы хода формирователя 2. Таким образом, предложенная струк тура цифрового имитатора за счет обе спечения моделирования частотно-адап тивного реясима работы радиолинии и обеспечения возможности моделирования прохождения по каналу сообщений с различной длительностью импульсов позволяет расширить функциональные возможности устройства. Кроме того, увеличена точность моделирования за счет обеспечения возможности моделирования нестационарного канала связи, а также за счет структурных решений, которые позволяют моделировать соверщенно независимо искажения передних и задних фронтов импульсов и позволяют точность моделирования сделать равной точности задания гистограммы распределения искажений. Формула изобретения 1. Цифровой имитатор радиотелеграфного канала связи, содержащий фор мирователь кодов гистограммы распределения задержек, формирователь импульсов, счетчик адреса, первый триг гер, первый и второй элементы И, генератор тактовых импульсов, делитель частоты импульсов, счетчик времени задержки фронта импульса и счетчик времени задержки среза импульса, выходы переполнения которьк соединены соответственно с первым и вторым вхо дами второго триггера, выход генератора тактовых импульсов подключен к входу делителя частоты импульсов и первому входу первого элемента И,вто рой вход которого подключен к выходу первого триггера, отличающийся тем, что, с целью расшире ния функциональных возможностей за .,счет моделирования частотно-адаптивных радиолиний и повышения точности моделирования, он дополнительно содержит формирователь временных интервалов. Третий и четвертый триггеры, элемент 2И-ИЛИ, группу элементов 2И-ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ, элемент задержки, первый и второй регистры сдвига, первый, JBTOрой и третий переключатели, последовательно соединенные генератор шума, сумматор, согласованный фильтр, пороговый блок,счетных принятых импульсов и блок сравнения, причем другой вход сумматора подключен к единичному выходу второго триггера, а выход сумматора является выходом имитатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом второго элемента И, с первым входом первого элемента ИЛИ и входом запуска формирователя временных интервалов, выход которого соединен с первыми информационными входами первого и третьего переключателей и вторым информационным входом второго переключателя,второй вход которого соединен с выходом Больше блока сравнения, другой вход которого является входом задания порогового числа правильно принятых импульсов устройства, вход разрешения сравнения блока сравнения подключен к выходу третьего переключателя и входу элемента зедржки, выход которого соединен с входом разрешения счета счетчика принятых импульсов,выход второго переключателя соединен со счетным входом счетчика адреса, разрядные выходы которого подключены соответственно к адресным входам формирователя кодов гистограммы распределения задержек, второй вход первого переключателя соединен с щиной , единичного потенциала, а его выход подключен к первому прямому и второму инверсному входам элемента 2ИгШ1И, третий прямой вход которого является информационным входом имитатора, а четвертый прямой вход соединен с выходом делителя частоты импульсов, выход элемента 2И-ИЛИ подключен к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к первому входу третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход третьего триггера подключен к входу разрешения работы формирователя кодов гистограммы распределения задержек, первая и вторая группы информационных выходов которого подключены к разрядгшм входам соответственно счетчика времени задержки фронта импульса и счетчика времени задержки среза импульса, вхо ды разрешения счета которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выход перелол нения счетчика времени задержки фрон та импульса подключен к первому входу первого триггера, а выход перепол нения счетчика времени задержки среза импульса соединен с первым входом четвертого триггера, первый выход разрешения счета формирователя кодов гистограммы распределения подключен К первому входу второго элемента ПНИ и входу разрешения счета счетчика временя задержки фронта .импульса, второ выход разрешения счета формирователя кодов гистограммы распределения подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, входу разрешения счета счетчика времени задержки среза импульса, второму входу первого триггера, второму входу первого элемента 11ЛИ и входу записи первого регистра сдвига, TaKTOBbtfj вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, тактовый вход и иход записи второго регистра сдвиге объединены и являются входом задания граничных условий устройства, разрядные выходы первого и BTOporiO ретистров сдвига соединены соответственно с первыми и вторыми входами элементов И группы элементов 2И-ИЛИ, выход элемента ИЛИ которых подключен к вто рому входу четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И. 2. Имитатор по п.I, о т л и ч аю щ и и с я тем, что формирователь кодов гистограммы распределения задержек содержит группу постоянных запоминающих блоков, мультиплексор, элемент задержки, первый элемент ИЛИ последовательно соединенш ге генератор синхроимпульсов, первый элемент и и счетчик, п также последовательно соединенные втстрой .-элемент ИЛИ, генератор псевдослучайных чисел,блок сравнения и Т-триггер, второй и третий элементы И, первый и второй блоки элементов И, причем второй вход первого элемента И является входом разрешения работы формирователя кодов гистограммы распределения задержек, а выход первого элемента И соединен с входом разрешения сравнения блока сравнения и входами разрешения считывания постоянных запоминающих блоков группы, адресные входы которых соединены соответственно с разрядными выходами счетчика и информационными входами первого и второго блоков элементов И, а выходы постоянных запоминающих1 блоков соединены с сходами мультиплексора,, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, а адресный вход мультиплексора является адресным входом формирователя кодов гистограм1 1ы распределения задержек, входом начальной установки которого являются объединенные пер вые входы первого и второго элементов ИЛИ и тактовый вход Т-триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика, выход Т-триггера соединен с первым управляющим входом первого блока элементов И. с первым инверсным управляющим входом второго блока элементов И, первым входом второго элемента И и первым инверсным входом третьего элемента И, выход Меньше или равно блока сравнения подключен к входу элемента задержки, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторым входом второго и третьего элементов И, вторыми угфавляющими входами первого и второго блоков элементов И,., выходы первого и второго блоков элементов .i являются соответственно, первой и второй группами информационных выходов формирователя кодов гистограммы распределе.ния задержек, первым и вторым выхода1ии разрешения счета которого являются соответственно выходы второго и третьего элементов И.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано для исследования помехоустойчивости каналов связи и повьшения достоверности адаптивной передачи дискретной информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования частотно-адаптивных радиолиний и повьппение точности мо-: делирования. Имитатор содержит формирователь кодов гистограммы, распределения задержек, счетчики времени задержки фронта и среза импульса, делитель частоты импульсов, генератор тактовых импульсов, формирователь временных интервалов, три переключателя, элемент 2 И-ИЛИ, группу . элементов 2И-ШШ, два регистра сдвига, счетчик адреса, формирователь л; импульсов, два элемента ИЛИ, генератор шума, сумматор, два элемента И, i (Л четыре триггера, согласованный фильтр, пороговый блок, элемент задержки, счетчик принятых импульсов, блок сравнения . 1 3 . п. ф-лы, 3 ил.

Зыледные сигналы S/fOKO