УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СТ.ЛТИСТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ РЕАЛЬНОГО ТЕЛЕГРАФНОГО СИГНАЛА Советский патент 1971 года по МПК H04L23/00 

При экспериментальном исследовании систем передачи данных методом моделирования возникает задача построения источника сигнала со статистической структурой, близкой к структуре сигнала в реальных каналах связи. В простейшем случае таким источником может быть телеграфный аппарат с трансмиттерной приставкой (либо автономный трансмиттер), в которую заложена лента с текстом. Известны устройства, позволяющие приблизить структуру сигнала на выходе устройства к структуре реальных сигналов. Но при моделировании телеграфных сигналов и, в частности испытательных сигналов, при помощи известных устройств не решалась задача воспроизведения статистической структуры реальных сигналов. Статистическая структура предполагалась равновероятной. С целью приближения статистической структуры сигнала на выходе устройства к структуре реальных телеграфных сигналов, в предлагаемом устройстве наряду с источником псевдослучайной последовательности включен счетчик, в результате чего с частостью, соответствующей частости появления в реальном сигнале определенных комбинаций, формируются импульсы, отпирающие ключевые схемы на выходах генераторов определенных комбинаций. На фиг. 1 дана блок-схема устройства; па фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего алгоритм применительно к телеграфным сообщениям, передаваемым, например, международным кодом № 2. Принцип действия устройства основан на представлении сигнала следующим алгоритмом:,,Х, - 1,2, ... , где X - дискретная последовательность, эквивалентная сигналу, состоящая из символов «1 и «О, -дискретные последовательности, соответствующие блоку (слову или кодовой комбинации) передаваемой информации, причем пабор s возмол ных Х{ определяется принятым кодом и алфавитом, т. е. таблицей соответствия между комбинациями кода и передаваемыми символами, а - весовые коэффициенты, равные частости появления (повторяемости) определенных комбинаций в реальном сигнале, причем V а,-1. /Э На схеме устройства, отвечающей алгоритму (1), приняты следующие обозначения: 1- генераторы комбинаций xi заданной длины п

символов «1 и «о с определенными числами тип - т этих символов, 2 - генератор весовых коэффициентов, 3 - ключевые схемы, 4- логическая схема «ИЛИ.

Комбинации, даваемые оиределенным генератором / (генератором дискретной последовательности), через соответствующий ключ постзпают на схему 4 и, следовательно, на выход 5 устройства только в те отрезки времени, когда на другой вход ключа подается отпирающий сигнал, отвечающий весовому коэффициенту сс данных комбинаций, нричем при реализации схемы должно выполняться условие (2). Таким образом, при передаче достаточно большого числа комбинаций частость появления оиределеиных на выходе устройства стремится к частности этих комбинаций в реальных сообщениях, нричем точность совпадения в указанном смысле статистических структур моделированного и реального сигнала тем выше, чем точнее восироизведены весовые коэффициенты и чем дольше передается сигнал.

Ниже рассматривается реализация общего алгоритма (I) применительно к телеграфным сообщениям, передаваемым, например, международным кодо.м № 2, по одномерному распределению частости появления букв русского алфавита и служебных комбинаций при передаче указанным кодом.

Практически нет необходимости моделировать весь набор s знаков кода (для кода № 2 5 45). Первый щаг в направлении упрощения алгоритма состоит в выделении из общего числа знаков тех комбинаций, которые отличаются числом и последовательностью посылок или границ (для кода № 2 Si 32). Второй щаг заключается в группировании знаков по числу посылок или границ без учета их расположения в пределах комбинации. Тогда остается лищь групп знаков, причем для рассматриваемого кода Sj 3, так как в старт-стопных комбинациях, передаваемых этим кодом, может быть лишь одна, три или пять границ. Справедливость такого подхода подтверждается анализом тех же данных, показывающих, что вероятность поступления любой из границ в комбинации лежит в пределах 13,6-19,4%, т. е. для моделирования появление этих границ вполне быть принято равновероятным.

С учетом изложенного алгоритм (1) записывается в следующем виде:

+ + «Л, ,(3)

где как и в алгоритме (1), подразумевается скользящее суммирование во времени, а значения весовых коэффициентов равны

и 0,20, аз 0,66, «5 0,14(4)

Блок-схема устройства, реализующего алгоритм (3) при весовых коэффициентах (4), показана на фиг. 2. Здесь 6, 7, 8 - генераторы восьмиэлемектных старт-стопных комбииаций (генераторы дискретных последовательностей) соответственно с одной, тремя и пятью рабочими границами, расположение которых в пределах комбинации равновероятно. В качестве таких генераторов могут быть использованы, например, кольцевые пересчетные схемы на регистрах сдвига с пос.тедовательной циркуляцией нужного числа символов «I с соответствующими формирующими схемами. Для простоты принято, что стоповая посылка по длине равна удвоенной элементарной. Это ограничение не и.меет принципиального значения, так как при незначительном схемном услол нении можно получить стоповую посылку полуторной либо любой другой длины.

Формирование весовых коэффициентов осуществляется с помощью генератора 9 псевдослучайной последовательности с равновероятным появлением символов «1 и «О и с биномиальным распределением вероятностей Р„ (т) появления числа m единиц на отрезке длиной п символов, т.е.

Рп(т) (п}Р(-РГ

(5)

где р Р (1)Р (О 1/2.

В качестве такого генератора может быть использован обычный рекуррентный датчик исиытательных сигналов.

Частота следования импульсов генератора 9 как и работа всего устройства, определяется генератором тактовых импульсов 10. Разделение работы схемы на восьмиэлементные осуществляется старт-стопным устройством И.

К выходу генератора 9 подключен счетчик 12, фиксирующий число символов «1, появившихся за цикл. Счетчик построен так, что, если за цикл поступили два символа «1, то в течение следующего цикла подается отпирающий сигнал на ключ 13 и, следовательно, на выход 14 устройства нроходит комбинация с пятью рабочими границами. Если счетчик зафиксирует 3 символа, то сигнал поступает на ключ 15 и на выходе ноявляется комбинация с первой рабочей границей. Во всех остальных случаях, т. е. когда число зафиксированных счетчиком символов «1 ие равно ни двум, ни трем, отпирающий сигнал подается на ключ 16 и на выход устройства поступает комбинация с тремя границами.

Поскольку распределение вероятностей появления символа «1 в последовательности, даваемой генератором 9, подчиняется биномиальному закону (5), то, положив /i 8, для трех рассмотренных случаев находят Р„ (гп)

8(2) © 0,11, (3) - ф - - 0,22,

Ps(, ) 1 - §(2) - 8(3) 0,67.

Сопоставление приведенных значений PS (0 с (4) показывает, что с вполне удовлетворительной для моделирования точностью можно принять