Устройство для моделирования системы связи Советский патент 1992 года по МПК G06F15/20 

сл

С

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано для моделирования системы связи. Цель изобретения - повышение точности моделирования процесса искажения сообщений. Для достижения поставленной цели в устройство введены четыре блока сравнения длительности импульсов. В данном устройстве сообщение воспринимается неискаженным лишь в том случае, если большая его часть не перекрыта помехой. 4 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано для моделирования системы связи.

Известно устройство для моделирования системы связи, содержащее генератор импульсов, ппоследовательно соединенные первый генератор случайного потока импульсов помех, первый элемент НЕ и первый элемент И, последовательно соединенные второй генератор случайного потока импульсов помех, второй элемент НЕ и второй элемент И, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, выход третьего элемента И соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого является первым информационным выходом устройства, выход четвертого элемента И подключен к второму входу второго элемента И, выход которого является вторым информационным выходом устройства 1.

Недостатком такого устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что устройство не позволяет моделировать процесс управления выбором канала из используемых для передачи сообщений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования системы связи, содержащее генератор импульсов, пять счетчиков импульсов, два генератора случайного потока импульсов помех, два элемента НЕ, шесть элементов И, блок управления и блок индикации, в котором входы обнуления счетчиков импульсов соединены с установочным входом блока управления и с установочным входом устройства, выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и первыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, вход первого Ю

сл го ю сл

мента НЕ соединен с выходом первого генератора случайного потока импульсных помех, а выход - с первым входом первого и вторым входом третьего элементов И, вход второго элемента НЕ соединен с выходом второго генератора случайного потока импульсов помех, а выход - с первым входом второго и вторым входом четвертого элемента И, второй вход пятого элемента И соединен с первым выходом блока управле- ния, а выход - с вторым входом первого элемента И и счетным входом четвертого счетчика импульсов, второй вход шестого элемента И соединен с вторым выходом блока управления, а выход - с вторым вхо- дом второго элемента И и счетным входом пятого счетчика импульсов, выходы первого, второго, третьего, четвертого счетчиков импульсов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пя- тым входами блока индикации, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены соответственно со счетным входом второго счетчика импульсов, счетным входом третьего счетчика им- пульсов, первым входом блока управления и вторым входом блока управления 2.

Недостатком известного устройства является относительно низкая точность моделирования процесса искажения сообщений помехами, обусловленная тем, что устройство не учитывает искажение сообщений, частично подверженных действию помех.

Целью изобретения является повышение точности моделирования процесса ис- кажения сообщений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования системы связи, содержащее генератор импульсов, пять счетчиков импульсов, два генератора случайного потока импульсов помех, два элемента НЕ, шесть элементов И, блок управления и блок индикации, в котором входы обнуления счетчиков импульсов соединены с установочным входом устрой- ства, выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и первыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, вход первого элемента НЕ соединен с выходом первого генератора случайного потока импульсов помех, а выход - с первым входом первого и вторым входом третьего элементов И, вход второго элемента НЕ соединен с выходом второго генератора случайного потока импульсов помех, а выход-с первым входом второго и вторым входом четвертого элементов И, второй вход пятого элемента И соединен с первым выходом блока управления, а выход - с вторым входом первого

элемента И и счетным входом четвертого счетчика импульсов, второй вход шестого элемента И соединен с вторым выходом блока управления, а выход - с вторым входом второго элемента И и счетным входом пятого счетчика импульсов, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков импульсов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока индикации, введены четыре блока сравнения длительности импульсов, первые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения длительности импульсов соединены с выходами соответственно первого, второго, третьего и четвертого элементов И, а выходы соответственно со счетным входом второго счетчика импульсов, со счетным входом третьего счетчика импульсов, с первым входом блока управления и с вторым входом блока управления.

Нафиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурная схема блока управления; на фиг.З - структурная схема блока сравнения длительности импульсов; на фиг.4 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для моделирования системы связи содержит генератор 1 импульсов, счетчики 2-6 импульсов, генераторы 7 и 8 случайного потока импульсов помех, элементы НЕ 9 и 10, элементы И 11-16, блок 17 управления, блоки 18-21 сравнения длительности импульсов, блок 22 индикации установочный вход 23.

Блок 17 управления содержит генератор 24 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 25, счетчики 26 и 27 импульсов, схему 28 сравнения и триггер 29.

Каждый из блоков 18-21 содержит формирователь .30 импульсов по переднему фронту, формирователь 31 импульсов по заднему фронту, сумматор 32, RS-триггер 33, интегратор 34 со сбросом, триггер 35 Шмит- та и элемент И 36.

Устройство обеспечивает моделирование процесса передачи сообщения по одному (лучшему) из двух имеющихся каналов связи.

Перед началом работы устройства на вход 23, на установочный вход блока 17 и на установочные входы счетчиков 2-6 поступает управляющий сигнал, обнуляющий эти счетчики.

Работа устройства заключается в следующем.

Генератор 1 формирует последовательность импульсов, имитирующих последовательность сообщений, подлежащих передаче по каналу связи с минимальным уровнем помех. Количество импульсов, поступающих с выхода генератора 1, подсчитывается счетчиком 2.

Процесс передачи сообщений по первому каналу связи имитируется с помощью генератора 7, элементов 9, 11, 13 и 15, блоков 18 и 20 и счётчиков 3 и 5.

Генератор 7 формирует последовательность импульсов со случайными длительностями и интервалами следования, имитирующую последовательность помех.

Импульсы с выхода генератора 1 поступают на первые входы элементов 13 и 15 и на первые входы блоков 18 и 21. При отсутствии запирающего сигнала с первого выхода блока 17 элемент 15 пропускает поступившие на его первый вход импульсы на счетный вход счетчика 5 и на второй вход элемента 11, на первый вход которого поступают импульсы генератора 7, логически проинвертированные элементом 9.

Счетчик 5 подсчитывает число импульсов, поступивших на обслуживание в первый канал связи.

При наличии запирающего сигнала с первого выхода блока 17 элемент 15 поступившие на его вход импульсы не пропускает.

Элемент 11 совместно с блоком 18 имитирует процесс искажения сообщений, поступивших в первый канал связи, помехами. Элемент 11 пропускает на второй вход блока 18 ту часть импульса генератора 1, которая не совпадает во времени с импульсами генератора 7, имитируя тем самым на втором входе блока 18 ту часть сообщения, поступившего в первый канал связи, которая не подвергалась действию помех.

Блок 18 сравнивает полную длительность импульса с выхода генератора 1, поступившего на первый вход блока 18, с той ее частью, которая поступила на второй вход блока 18. В случае, если время наличия сигнала единичного уровня на втором входе блока 18 отличается от длительности импульса на его первом входе на величину, не превышающую заданного уровня г, блок 18 формирует на своем выходе короткий импульс, который поступает на счетный вход счетчика 3. Тем самым имитируется определение той доли длительности сообщения, которая подвергалась действию помех, и в случае, если искаженная часть сообщения не превышает заданного уровня т, принятие решения

о неискаженной передаче этого сообщения по первому каналу связи.

Блок 18 (19-21) работает следующим образом. Импульсы генератора 1 с первого

входа блока (фиг.4а) поступают на входы формирователей 30 и 31 и на прямой вход сумматора 32. На инверсный вход сумматора 32 поступают импульсы (фиг.4б) с выхода элемента 11 (12-14). По передним фронтам

импульсов с первого входа формирователь 30 формирует короткие импульсы (фиг.4в), которые поступают на S-вход триггера 33, а по задним фронтам импульсов с первого входа формирователь 31 формирует короткие импульсы (фиг.4г), которые поступают на R-вход триггера 33 и на первый вход элемента 36.

На выходе триггера 33 и на входе сброса интегратора 34 формируется сигнал

(фиг.4д), логически инверсный сигналу на первом входе блока.

Сумматор 32 формирует сигнал, равный разности сигналов на его прямом и инверсном входах. Этот сигнал поступает на информационный вход интегратора 34. Интегратор 34 в промежутки времени, совпадающие с импульсами на первом входе блока, интегрирует поступивший на его информационный вход сигнал, а в паузах между импульсами на первом входе блока сигнал на выходе интегратора 34 скачкообразно уменьшается до нуля из-за появления сигнала единичного уровня на его входе сброса.

Сигнал с выхода интегратора 34 (фиг.4е) поступает на вход триггера 35, где он сравнивается с пороговым уровнем Unop. соответствующим допустимой длительности т искаженной части сообщения. Если сигнал на выходе интегратора 34 не превышает уровня Unop, то сигнал на выходе триггера 35 и на втором входе элемента 36 (фиг.4ж) соответствует логической 1 и импульсы с выхода формирователя 31 проходят на выход блока (фиг.4а). Если же сигнал на выходе интегратора 34 превышает уровень Unop, то сигнал на выходе триггера 35 и на втором входе элемента 36 становится соответствующим логическому О. Восстановление сигнала с уровнем, соответствующим логической 1, на выходе триггера 35 и втором входе элемента 36 из-за задержки на время срабатывания триггера 33, сброса сигнала на выходе интегратора 34 и срабатывания триггера 35 наступает позже, чем появляется импульс формирователя 31 на первом входе элемента 36, поэтому в этом случае импульсы формирователя 31 на выход блока не проходят.

Таким образом, блок 18 (19-21) формирует на своем выходе короткий импульс только в том случае, если длительность сигналов единичного уровня на его первом и втором входах различаются на величину, не превышающую т.

Счетчик 3 подсчитывает число импульсов с выхода блока 18, соответствующее количеству сообщений, полученных по первому каналу связи.

Элемент 13 совместно с блоком 20 формируют импульсы, соответствующие сообщениям, которые могли бы быть переданы по первому каналу связи, если бы они в него поступили. Импульсы с выхода блока 20 по- ступают на первый управляющий вход блока 17.

Аналогично с помощью генератора 8, элементов 10, 12, 14 и 16, блоков 19 и 21 и счетчиков 4 и 6 имитируется процесс пере- дачи сообщений по второму каналу связи. Число сообщений, поступивших во второй канал связи, фиксируется счетчиком 6, число сообщений, полученных по второму каналу связи, - счетчиком 4. На второй управляющий вход блока 17 с выхода блока 21 поступают импульсы, соответствующие сообщениям, которые могли бы быть переданы по второму каналу связи, если бы они в него поступили.

Блок 17 определяет канал связи, в котором меньше уровень помех (искажений). В соответствии с этим с выходов блока 17 на управляющие входы элементов 15 и 16 поступают управляющие сигналы, разрешаю- щие прохождение сигналов по каналу связи с меньшим уровнем помех и запрещающие прохождение сигналов по каналу связи с большим уровнем помех.

При изменении помеховой обстановки в каналах связи блок 17 вырабатывает новые управляющие сигналы. При этом всегда из двух имеющихся каналов связи используется только тот, в котором уровень помех меньше.

Блок 17 работает следующим образом.

Генератор 24 генерирует последовательность импульсов с частотой, значительно меньшей частоты генератора 1. Импульсы с выхода генератора 24 поступают через элементы ИЛИ 25 на установочные входы счетчиков 26 и 27, обнуляя их.

Счетчики 26 и 27 подсчитывают количество сообщений, которые не были бы иска- жены при передаче по каждому каналу, если бы они в эти каналы поступили. С выходов счетчиков 26 и 27 коды поступают на соответствующие входы схемы 28. Если уровень помех ниже в первом канале связи (код в

счетчике 26 больше кода в счетчике 27), то на первом выходе схемы 28 появляется управляющий сигнал, устанавливающий триггер 29 в состояние, при котором на его первом выходе и на втором входе элемента 15 устанавливается сигнал, соответствующий логической 1. При этом разрешается прохождение сигналов через элемент 15 и запрещается прохождение сигналов через элемент 16. Если же уровень помех ниже во втором канале связи, то на втором выходе схемы 28 появляется управляющий сигнал, устанавливающий триггер 29 в такое состояние, при котором на его втором выходе и на втором входе элемента 16 устанавливается сигнал, соответствующий логической 1. При этом разрешается прохождение сигналов через элемент 16 и запрещается прохождение сигналов через элемент 15.

Выходы счетчиков 2-6 соединены с соответствующими входами блока 22, обеспечивающего индикацию основных параметров моделируемого процесса.

Таким образом, блок 22 индицирует общее число сообщений, подлежащих передаче (содержимое счетчика 2), количество сообщений, поступивших в первый канал связи (содержимое счетчика 5), количество сообщений, поступивших во второй канал связи (содержимое счетчика 6), количество сообщений, полученных по первому каналу связи (содержимое счетчика 3), и количество сообщений, полученных по второму каналу связи (содержимое счетчика 4).

Формула изобретения Устройство для моделирования системы связи, содержащее генератор импульсов, первый, второй, третий, четвертый, пятый счетчики импульсов, первый и второй генераторы случайного потока импульсов помех, первый и второй элементы НЕ, с первого по шестой элементы И, блок индикации и блок управления, причем установленный вход блока управления, являющийся установочным входом устройства, соединен с входами обнуления с первого по пятый счетчиков импульсов, выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и первыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, вход первого элемента НЕ соединен с выходом первого генератора случайного потока импульсов помех, а выход - с первым входом первого и вторым входом третьего элементов И, вход второго элемента НЕ подключен к выходу второго генератора случайного потока импульсов помех, а выход - к первому входу второго и второму входу четвертого элементов И, второй вход пятого элемента И соединен с первым выходом блока управления, выход пятого элемента И подключен к второму входу первого элемента И и счетному входу четвертого счетчика импульсов, второй выход блока управления соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента И и счетному входу пятого счетчика импульсов, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого счетчиков импульсов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования

процесса искажения сообщений, в него введены четыре блока сравнения длительности импульсов, первые входы каждого из блоков сравнения длительности импульсов соединены с выходом генератора импульсов, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И подключены к вторым входам соответственно с первого по четвертый блоков сравнения длительности

импульсов, выходы которых соединены соответственно со счетным входом второго счетчика импульсов, счетным входом третьего счетчика импульсов, с первым входом блока управления и с вторым входом блока

управления.

OmZO

26

От21 Фиг. I

Фиг.З