Устройство для моделирования систем связи

(5 ЗОБР И О Т тников,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский институт инженеров гражданской авиации(56) Авторское свидетельство СССР М 1179366, кл. 6 06 Г 15/20, 1985.Авторское свидетельство СССР М 1413641, кл. 6 06 Е 15/20, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ СВЯЗИ(57) Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для моделирования ошибок и стираний в дискретном каИзобретение относится к технике связии может быть использовано для моделирования ошибок и стираний в открытом каналесвязи.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет реализации модели двоичного марковского каналасо стираниями,На фиг,1 представлена структурная схема устройства моделирования систем связи;на фиг.2 - схема генератора ошибок.Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, первыйэлемент И 3, первый счетчик 4, генератор 5сообщений, второй элемент И 6, триггер 7,первый дешифратор 8, генератор 9 шума,селекторные блоки 101-10 и, состоящие изамплитудных селекторов 11 п - 11 а для каждого 1-го селекторного блока, генераторы121-12 м ошибок, первый и второй элементыИЛИ 13 и 14, третий элемент ИЛИ 15, фор. Цель изобретения - расширение альных возможностей за счет реаодели двоичного марковского ка-. стираниями. Для достижения ной цели в устройство введены нта ИЛИ, формирователь двойноса, а в каждый генератор ошибок льно введены два амплитудных и элемент И, Устройство позволяовать возникновение в дискретле связи как ошибок, так и оценивать вероятностные харак- приемного устройства с заданный передаваемого сообщения и ующей способностью кода при ибок и стираний в каналах связи. налесвязи функцион лизации м нала со поставлен два элеме го импуль дополните селектора ет имитир ном кана стираний и теристики ми длино корректир наличии ош 2 ил. мирователь 16 двойного импульса, третий элемент И 17, третий счетчик 18, второй дешифратор 19, линию 20 задержки, четвертый элемент И 21, четвертый счетчик 22, второй счетчик 23, счетчики 241 - 24 и переключений, ключи 251 - 25 ц; причем четвертый счетчик представляет собой счетчик правильно принятых сообщений, а второй счетчик является счетчиком переданных сообщений, выходы 2611-26 ии амплитудных селекторов 11, входы 271 - 27 и генераторов 121 - 12 и ошибок, информационные выходы 281 - 28 и ошибок генераторов ошибок, информационные выходы (стираний) 291-29 н генераторов ошибок, управлющие выходы 301 - 30 и,выход 31 делителя 2 частоты, выход 32 генератора 9 шума,Генератор ошибок содержит первый 33 и второй 34 элементы ИЛИ, триггер 35 генератора ошибок, первый 36 и второй 37 амплитудные селекторы генератора ошибок,10 15 дифференцирующую цепь 38, первый 39, второй 40 и третий 41 элементы И генератора ошибок.В основу работы устройства положена модель источника ошибок, основанная на вероятностных автоматах. Эта модель является обобщением двоичного марковского симметричного канала.Устройство работает следующим образом.Генератор 5 сообщений вырабатывает случайную последовательность импульсов, соответствующую моментам появления информационных сообщений, Эти импульсы через первый элемент И 6 поступают на счетчик 23, регистрирующий число переданных сообщений, на "Сброс" делителя 2 частоты, осуществляя привязку тактовых импульсов к моментам появления сообщений, а также - на установочный вход триггера 7, устанавливая его в единичное состояние, При этом через первый элемент И 3 сигналом с триггера разрешается прохождение импульсов с делителя 2 частоты с периодом То на вход счетчика 4, который совместно с первым дешифратором 8 имитирует длительность сообщений Т = пТС,. Дешифратор 8 выдает импульс при переходе счетчика 4 в состояние и, До этого момента сигнал с инверсного выхода триггера 7 запрещает прохождение сигналов с генератора 5 сообщений через элемент И бс целью исключения взаимного наложения сообщений, при и =1 осуществляется моделирование передачи однобитных сообщений,Сигнал с триггера 7 в течение Тс разрешает подсчет ошибок и стираний счетчиком 18, поступающих с элемента ИЛИ 15 через элемент И 17.Генератор шума вырабатывает случайный аналоговый сигнал, мгновенное значение амплитуды которого рапределено в интервале от минимального до максимального значения по равномерному закону,В каждый момент времени в активном состоянии находится один из генераторов ошибок, реализующий соответствующее состояние источника ошибок. Активное состояние генератора ошибок определяется единичным состоянием его триггера. Остальные генераторы ошибок находятся в пассивном состоянии (их триггеры в нулевом состоянии),Тактовый импульс с делителя 2 частоты по выходу 31 через первый элемент И 39 генератора ошибок выдает разрешающий сигнал на соответствующий ключ 25. По этому разрешающему сигналу на амплитудные селекторы 11 на поступает мгновенное значение сигнала с генератора шума. 20 25 30 35 40 45 50 55 Селекторы настроены таким образом, что весь диапазон мгновенных значений шумового напряжения с генератора шума разбит на поддиапазоны, пропорциональные вероятностям перехода источника ошибок из 1-го состояния в остальные состояния (т,е. пропорциональные значениям вероятностей 1-й строки матрицы Р). Соответствующие селекторы настраиваются каждый на свой поддиапазон значений, Такая настройка амплитудных селекторов обеспечивает формирование сигналов перехода источника ошибок иэ одного состояния в другое и соответствующее переключение генераторовошибок устройства,Предположий, что при срабатывании ключа 25 срабатывает амплитудный селектор 11 -й селектор 1-го селекторного блока). При,этом сигнал с его выхода поступает на элемент ИЛИ 33 1-го генератора ошибок и устанавливает триггер соответствующего Ц-го) генератора ошибок в единичное состояние. Сигнал с выхода этого триггера через дифференцирующую цепь 38 сигналом на входе 271 через элемент ИЛИ 34 сбрасывает в нулевое состояние триггер 35 1-го генератора ошибок и поступает на счетчик 241 переключений,Таким образом осуществляется переход счетчика ошибок из одного состояния в другое, Отметим, что переход источника ошибок из одного состояния в другое осуществляется по сигналам с делителя частоты, т,е, может произойти после каждой элементарной информационной посылки.Пока источник ошибок находится в 1-м состоянии, по сигналу с делителя частоты открываются элементы И (второй 40 и третий 41) 1-го генератора ошибок, и если сработал один из амплитудных селекторов 36 или 37 данного генератора ошибок, на выход соответствующео элемента И поступает его сигнал. Размер щели амплитудного селектора 36 подбирается таким образом, чтобы ок был пропорционален вероятности появления сигнала стирания 3 в данном состоянии источника ошибок, а размер щели второго селектора 37 пропорционален вероятности появления ошибки в данном 1-м состоянии источника ошибок. Так, на. пример, если напряжение генератора шума распределено по равномерному закону в диапазоне 0 - 5 В, вероятности ошибок, стираний и безошибочного приема соответственно равны для 1-го состояния источника ошибок Ь 1 = 0,001, 3 = 0,002 и (1 = 0,997 (напомним, что по условию Ь+3+ ф=1), то поддиапазоны первого амплитудноМ селектора (реализующего стирания) и второго селектора (реализующего ошибки)10 20 25 30 35 40 50 55 соответственно составляют (О - 0,01) и (0,01- 0,015) В, Поскольку за един период сигнала сделителя частоты лишь один раз поступает на генератор ошибок разрешающий сигнал, а также поскольку в любой момент времени поступает не более одного сигнала с выходов амплитудных селекторов данного генератора ошибок, то.за период одной элементарной посылки либо возникает сигнал ошибки, либо возникает сигнал стирания, либо ни одного из этих сигналов не возникает, что соответствует безошибочно 3му приему данной элементарной посылки, Ошибки, поступившие за время Тс на первый элемент ИЛИ 13, с него поступают на формирователь 16 двойного импульса, Он необходим для того, чтобы реализовать (имитировать) воздействие ошибок и стираний на приемное устройство. Стирания за тот же отрезок времени поступают на второй элемент ИЛИ 14, Сигналы от ошибок (двойные импульсы с формирователя) и стираний одиночные импульсы с выхода второго элемента ИЛИ 14) поступают на третий элемент ИЛИ 15 и через третий элемент И 17 (по разрешающему сигналу с триггера 7) суммируются на счетчике 18. После окончания имитации передачи сообщения сигналом с дешифратора 8 сбрасываются первый счетчик и триггер, подается разрешающий сигнал на сброс третьего счетчика. К этому моменту в третьем счетчике накопилось некоторое число М ошибок и стираний. Оно дешифрируется вторым дешифратором 19, который выдает сигнал, в случае, когда К1 о, где Мо - количество ошибок и стираний, исправляемое имитируемым корректирующим кодом, Как указано ранее, для исправления стирания необходима одна единица кодового расстояния Хэмминга в имитируемом корректирующем коде, а для исправления ошибки необходимо две единицы этого расстояния, т,е. если кодовое расстояние Хэмминга имитируемого кода обозначить как б, то количество исправляемых ошибок т и стираний з для данного кода подчиняется неравенству 21+3 б. Стирания исправлять проще, поскольку их расположение в сообщении известно, в то время как для ошибок такое утверждение неверно. Из приведенного неравенства и вытекает необходимость формирования двух импульсов на счетчик 18 для определения возможности исправления данным имитируемым корректирующим кодом искаженного ошибками и стираниями сообщения. При 1Ья дешифратор 19 не срабатывает и данное сообщение не подсчитывается четвертым счетчиком 22 правильно принятых сообщений, что соответствует неисправи 5 15 45 мому сочетанию ошибок и стираний в данном сообщении.Формула изобретения Устройство для моделирования систем связи, содержащее генератор тактовых импульсов, Й счетчиков переключений, делитель частоты, четыре элемента И, первый элемент ИЛИ, генератор сообщений, четыре счетчика, триггер, линию задержки, первый и второй деаифраторы, генератор шума, й ключей, й селекторных блоков, каждый из которых включает И амплитудных селекторов, а также устройство содержит й генераторов ошибок, каждый из которых состоит из первого и второго элементов ИЛИ, триггера, дифференцирующей цепи, первого, второго элементов И, причем выходпервого элемента ИЛИ генератора ошибок соединен с установочным входом триггера, вход сброса которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, выход триггера подключен к входу дифференцирующей цепи и к первым входам первого и второго элементов И генератора ошибок, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом делимого делителя частоты, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и первым входам первого и второго элементов И каждого генератора ошибок, выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика, выход генератора сообщений подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с входомсброса делителя частоты, установочным входом триггера и счетным входом второго счетчика, прямой выход триггера подключен к второму входу первого элемента И и первому входу третьего элемента И, инверсный выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И, группа выходов первого счетчика соединена с соответствующими информационными входами дешифратора, выход которого подключен к входам сброса триггера, первого счетчика, информационному входу линии задержки и первому входу четвертого элемента И, выход генератора шума соединен с информационным входом каждого иэ Й ключей, выход каждого из которых подключен к обьединенным входам амплитудных селекторов одноименных селекторных блоков, выходы амплитудных селекторов, селекторных блоков соединены с соответствующими входами первых элементов ИЛИ одноименных генераторов ошибок, выход дифференцирующей цепи 1-го (1=1 Й) генератора ошибок подключен к 1+1)-му входу второго элемента ИЛИ каждого генератора ошибок и счетному входу 1-го счетчика переключения, выход первого эле 1665384мента И генератора ошибок соединен с управляющим входом одноименного ключа, выход второго элемента И каждого генератора ошибок подключен к соответствующему входу первого элемента ИЛИ устройства, выход третьего элемента И устройства соединен со счетным входом третьего счетчика, группа выходов которого подключена к соответствующим входам второго дешифратора, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход линии задержки подключен к входу сброса третьего счетчика, выход четвертого эле ,мента И соединен со счетным входом чет- вертого счетчика, установочные входы , второго, четвертого счетчиков и Й счетчиковпереключения объединены и являются уста, новочным входом устройства, выходы вто, рого, четвертого счетчиков и й счетчиковпереключения являются выходами устрой ства,отличающееся тем,что,сцельюрасширения функциональных возможностей устройства за счет реализации модели двоичного марковского канала со стираниями, в него введены второй и третий элементы ИЛИ,формирователь двойного импульса, в каждый генератор ошибок дополнительно введены первый, второй амплитудные селекторы и третий элемент И, причем в каждом 5 генераторе ошибок выход триггера подключен к первому входу третьего элемента И, выходы первого и второго амплитудных селекторов генератора ошибок объединены, а выходы подключены соответственно к вто рому входу третьего элемента И и третьемувходу второго. элемента И генератора ошибок, выход генератора шума соединен с объединенными входами амплитудных селекторов всех генераторов ошибок, выход 15 делителя частоты подключен к третьему входутретьего элемента И каждого генератора ошибок, выход каторого соединен с соответствующим входом второго элемента. ИЛИ, выход которого подключен к первому входу 20 третьего элемента ИЛИ, второй вход которогоподключен к выходу формирователя двойного импульса, информационный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ подключен к 25 второму входу третьего элемента И.1665384 едактор С.Пекарь Корре ксимишинец изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго л, Гагарина, 101 каз 2393 ВНИИПИ Госуд Составитель И.КонкевичТехред М.Моргентал Тираж 413 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5