Устройство для моделирования дискретного канала связи Советский патент 1980 года по МПК H04L17/02 H04L17/16 

1

Изобретение относится к области электросвязи и Может быть использовано для испытания устройств помехоустойчивого кодирования и декодирования в условиях, приближенных к условиям испытания на реальных каналах связи.

Известно устройство для моделирования дискретного канала связи, содержащее генератор сигналов аналогового шума, подключенный к ограничителю, кодер, декодер И элементы И 1.

Однако в известном устройстве низка точность моделирования статистики ошибок реальных каналов связи при гибком решении на входе декодера.

Цель изобретения - повышение точности моделирования статистики ошибок реальных каналов связи.

Для этого в устройство для моделирования дискретного канала связи, содержащее генератор сигналов аналогового шума, подключенный к ограничителю. Кодер, декодер и элементы И, введены два регистра сдвига, блок выбора значения вероятности ошибки, весовые сумматоры, знаковый сумматор, выходной сумматор, переключатель и.элементы ИЛИ, при этом выход ограничителя подключен к входу первого регистра сдвига, прямой выход каждой из ячеек которого, кроме последней, подключен к первому входу соответствующего весового сумматора, к первому входу знакового сумматора подключен выход переключателя, прямой выход первой ячейки первого регистра сдвига подключен через кодер k вторым входам Весовых сумматоров и знакового сумматора, выходы которых через декодер подключены к первому входу выходного сумматора, прямой и инверсный выходы каждой из ячеек первого регистра сдвига подключены к входам блока выбора значения вероятности ошибки, соответствующие выходы которого

через первый и второй многовходовые элементы И подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу переключателя и к входу второго регистра сдвига, вход каждой ni ячеек которого соединен с первым входом

соответствуюшего двухвходового элемента И, второй вход Kotoporo соединен с первым входом соответствующего весового сумматора, причем выход последней ячейки регистра сдвига подключен к первому

Входу дополнительного элемента И, к вто ршувходу которого подключен инверсный

выход последней ячейки первого регистра

вшода всйс двуйхб

тов И через второй элемент ИЛИ подключены к второму входу переключателя, а к fftOpoSiy входу выходного сумматора подключен прямой .выход одной из ячеек первого регистра сдвига.

- -.- . - - -...--.,-

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 сигналов аналогового шума, ограничитель 2, первый регистр 3 сдвига, блок 4 выбора значения вероятности ошибки, первый и второй .„„-.J S9rj2. э-..™ И 5 и б, первый элемент ИЛИ 7, второй регистр 8 сдвига, двухвходовь1ё элементы И 9, дополнительный элемент И 10, второй элемент ИЛИ II, переключатель 12, знаковь1й сумматор 13, весовые сумматоры 14, выходной сумматор 15, кодер 16 и декодер 17. Устройство работает следуюш.им образом. Аналоговый шум генератора 1 ограничи,вается по амплитуде. В рез ультате на выходе ограничителя 2 имеет место случайная двухуровневая последовательность импульсов со случайными длительностями положи.т еЛьных и отрицательных импульсов. Полу ifffiiHaii тиейёй:№1 ёЖнШт ь-fioetynaet первого регистра 3 сдвига, тактируеi

720774

мого импульсами с периодом, равным скорости манипуляции (цепь подачи тактируеМШ импульсов в схеме не показана). В результате этого на выходе любой ячейки регистра сдвига 3 получаем случайную последовательность Нулей и единиц. Если период импульсов продвижения больше или равен интервалу корреляции шума, то символы в двух рядом стоящих ячейках будут независимыми. Таким образом, в первом регистре 3 сдвига, состоящем из п ячеек,

o в любой момент времени будет вписана пзначная случайная последовательность. Эта последовательность подводится к многовходовым элементам И 5 и 6 через блок 4 выбора значения вероятности ошибки. Для получения случайных импульсов, имитирующих ошибки в канале связи в блоке 4 выбора значения вероятности ошибки набираются две дешифрируемые последовательности, не являющиеся циклическими сдвигами друг друга. В этом случае на выходе первого

0 элемента ИЛИ 7 формируются случайные ймпульсьг,средняя частота которых опреДёЯяется количеством использованных ячеек

регистра 3, а также выбором конфигурации отводов регистра 3 сдвига. В блоке 4 выбора значения вероятности ошибки можно получить значения средних частот импульсов ошибок в большом диапазоне.

Измерения, проведенные по рассмотренной схеме для одной дешифрируемой последовательности дают следующий резуль0 тат: .

Длина регист- Конфигурация отводов ра сдвигарегистра

.ЛеиаЬКзйй ййййг.таг-ШЕЛгг -.ад..:

igi -SAfca

Средняя вероятность ошибки При имитации канала, где ошибки порождаютсй флуктуационной помехой, импульсы ошибок с выхода первого элемента ИЛИ 7 через переключатель 12,подводятся на второй вход знакового сумматора 13, включенного между кодером 16 и декодером 17. Здесь же с помош,ью стандартного счетчика, работаюш,его в режиме деления (fMMn.ow : f-гАкт.имп), определяется, вероятность ошибки на входе канала связи. При имитации канала, где ошибки пакетируются, импульсы ошибок с первого элемента ИЛИ 7 поступают к второму регистру 8 сдвига для формирования пакетов ошибок. Средняя длина пакета определяется количеством ячеек в этом регистре. Для получения пакета ошибок со случайной структурой перед объединением выходных импульсов регистра 8 они логически перемножаются с помощью элементов И 9 на случайные равновероятные числа 1 или О, снимаемые в виде импульсов с промежуточных выходов первого регистра 3 сдвига. Вид модуляции (AM, ЧМ, ФМ2, ФМ4 и т. д.), используемой в радиоканалах связи, учитывается выбором вероятности ошибки на входе декодера 17, которая определяется соответствующим выражением РОШ ф(Е/Ыо) Испытание декодера 17 при гибком решении осуществляется путем подачи случайных «1 и «О на вторые входы весовых сумматоров 14 по mod 2 от ячеек первого регистра 3 сдвига, что является имитацией степени случайных искажений принятых символов. Чтобы испытание кодера максимально приблизить к реальным условиям передачи информации, в качестве информационного сигнала, подаваемого на вход кодера 16, используется случайная последо«О с выхода первой вательность ячейки регистра 3 сдвига. Декодированный сигнал на выходе декодера 17 сравнивается с помощью сумматора 15 по mod 2 с за-держанным, который считывается с последующих выходов первого регистра 3 сдвига в зависимости от величины задержки декодирования. На выходе устройства осуществляется счет вероятности ошибки после декодирования. Таким образом вместо дорогостоящих физических моделей аналогового канала, модема и аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в предложенном устройстве используется недорогое цифровое устройство, обеспечивающее всестороннее испытание кодера с заданными статистикой и вероятностью ошибок. Предложенное устройство имеет преимущество и перед машинным мо- делйрованием, поскольку при последнем требуются значительные затраты мащинного времени для формирования случайного сигнала при использовании мощных кодов. Применение цифрового устройства для моделирования канала связи позволяет осуществить испытание кодера в условиях максимально приближенных к реальным, не прибегая к большим затратам и значительно ускоряя испытания. Формула изобретения Устройство для моделирования дискретного канала связи, содержащее генератор сигналов аналогового шума, подключенный к ограничителю, кодер, декодер и элементы И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования статистики ошибок реальных каналов связи, введены два регистра сдвига, блок выбора значения вероятности : ошибки, весовые сумматоры, знаковый сумматор, выходной сумматор, переключатель и-элементы ИЛИ, при этом выход ограничителя подключен к входу пер вого регистра сдвига, прямой выход каждой из ячеек которого, кроме последней, подключей к первому входу соответствующего весового сумматора, к первому входу знакового сумматора подключен выход переключателя, прямой выход первой ячейки первого регистра сдвига подключен через кодер к вторым входам весовьи сумматоров и знакового сумматора, выходы которых через декодер подключены к первому входу выходного сумматора, прямой и инверсный выходы каждой из ячеек первого регистра сдвига подключены к входам блока выбора значения вероятности ошибки, соответствующие выходы которого через первый и второй многовходовые элементы И подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу переключателя и к входу второго регистра сдвига, вход каждой из ячеек которого соединен с первым вхрдом соответствующего двухвходового элементаИ, второй вход которого соединен с первым входом соответствующего весового сумматора, причем выход последней ячейки второго регистра сдвига подключен к первому входу дополнительного элемента И, к второму входу которого подключен инверсный выход последней ячейки первого регистра сдвига, выходы всех двухвходовыл элементов И через второй элемент ИЛИ подключены к второму входу переключателя, а к второму входу выходного сумматора подключен прямой выход одной из ячеек первого регистра сдвига. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР 417914, кл. Н 04 L 9/04, 1972 .(прототип).