УСТРОЙСТВО ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА СИСТЕМЫ СВЯЗИ
APPARATUS FOR EVALUATING EFFICIENCY OF DATA EXCHANGE OF COMMUNICATION SYSTEM

Изобретение относится к технике электросвязи, в частности к устройствам оценки информационной эффективности систем связи. Оно может быть использовано при создании новых и совершенствовании существующих каналов связи, узлов коммутации, автоматизированных систем управления, локальных вычислительных сетей, сетей связи с коммутацией сообщений, сетей связи с коммутацией пакетов, в том числе быстрой коммутацией пакетов в условиях воздействия помех.
Известно устройство, используемое для реализации способа оценки информационной эффективности системы связи и представленное в патенте RU №2477928, H04L 29/00, 20.03.2013, Бюл. №8, которое взято в качестве прототипа.
Прототип содержит блоки измерителя-вычислителя универсального параметра для оценки информационной эффективности системы связи: блок измерения количества сообщений в системе связи, блок измерения производительности системы связи, вычисления кибернетической мощности, блок измерения емкостей буферов, блок измерения пропускных способностей, блок вычисления полной кибернетической мощности и блок вычисления КПД. Недостатком прототипа является низкая точность оценки КПД передачи информации, так как при ее определении не учитывают воздействие на систему связи помех, оказывающих существенное влияние на качество информационного обмена.
Предлагаемое устройство предназначено для достижения технического результата, заключающегося в повышении точности оценки КПД передачи информации за счет учета при ее определении воздействия на систему связи помех путем дополнительной оценки параметра помехоустойчивости и уточнения с ее помощью оценки КПД передачи информации.
Технический результат достигается тем, что в устройстве оценки эффективности информационного обмена системы связи, содержащем блок измерителя-вычислителя КПД передачи информации системы связи, согласно изобретению дополнительно введены последовательно соединенные первый счетчик, делитель, схема сравнения, вычислитель логарифма и перемножитель, выход которого является выходом устройства, а также второй счетчик, выход которого соединен со вторым входом делителя, второй вход перемножителя соединен с выходом измерителя-вычислителя КПД передачи информации системы связи.
oбщ
oш
ош
oш
пом
Отличительный признак, касающийся дополнительного введения последовательно соединенных: первого счетчика, делителя, схемы сравнения, вычислителя логарифма и перемножителя, а также второго счетчика, выход которого соединен со вторым входом делителя, поясняется следующим. На счетчики из системы связи за выбранный интервал времени поступает информация о переданных и ошибочно принятых одиночных элементарных посылках, из которых состоят информационные сообщения. В первом счетчике осуществляется подсчет общего числа переданных одиночных элементарных посылок N, во втором - числа ошибочно принятых одиночных элементарных посылок при фиксированном отношении сигнал/помеха N. Полученные значения поступают на делитель, где производят операцию деления посчитанных значений и определяют вероятность ошибки приема одиночной элементарной посылки  Найденное значение вероятности ошибки направляют в схему сравнения, где его сравнивают с пороговым значением Р=0,1. В случае, если найденное значение вероятности ошибки ≥0,1, его подают в блок логарифмирования, где вычисляют десятичный логарифм вероятности ошибки с инверсией по знаку -logP, в противном случае сигнал на блок логарифмирования не подают. Из блока логарифмирования полученное значение логарифма вероятности ошибки направляют на первый вход перемножителя. На второй вход перемножителя подают значение КПД передачи информации η системы связи без учета воздействия помех с измерителя-вычислителя КПД передачи информации, выполненного по схеме, представленной в прототипе [патент RU №2477928, H04L 29/00, 20.03.2013, Бюл. №8]. В перемножителе производят перемножение значений, поступающих на его входы, в результате чего получают значение КПД передачи информации с учетом воздействия помех η, которое выдают на его выход, являющийся выходом устройства.
ош
ош
Проведенные исследования, показывают, что учет воздействия помех на систему связи путем дополнительной оценки параметра помехоустойчивости системы связи - логарифма вероятности ошибки при фиксированном отношении сигнал/помеха, позволяет существенно повысить точность оценки КПД передачи информации (например, уже при Р=0,2 значение КПД передачи информации без учета воздействия помех снижается на 30%, при Р=0,3 - практически на 50% и т.д.). Поэтому использование уточненной оценки КПД передачи информации с учетом воздействия помех позволит выработать комплекс мероприятий по своевременному реагированию на изменения условий помеховой обстановки в процессе работы системы связи, прогнозировать и определять меры, направленные на повышение ее информационной эффективности.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров его выполнения и прилагаемым схематическим чертежом устройства оценки эффективности информационного обмена системы связи, согласно изобретению.
Устройство оценки эффективности информационного обмена системы связи (см чертеж) содержит:
блок измерителя-вычислителя КПД 1, предназначенный для определения значения КПД передачи информации системы связи без учета воздействия помех, может быть выполнен, например, на микроконтроллере [Микушин А.В., Сажнев A.M., Сединин В.И. Цифровые устройства и микропроцессоры. - С. - Пб.: БХВ - Петербург, 2010. - 832 с.];
oбщ
счетчик одиночных элементарных посылок 2.1, предназначенный для подсчета общего числа переданных одиночных элементарных посылок (ОЭП, см. фигура) N;
oш
счетчик одиночных элементарных посылок 2.2, предназначенный для подсчета числа ошибочно принятых одиночных элементарных посылок N;
ош
oбщ
oш
делитель 3, предназначенный для определения вероятности ошибки приема одиночной элементарной посылки Р путем выполнения операции деления подсчитанных в счетчиках 2.1, 2.2 значений N, N;
ош
ош
ош
схема сравнения 4, предназначенная для сравнения определенного в делителе 3 значения вероятности ошибки приема одиночной элементарной посылки Р с пороговым значением Р=0,1 и формирования сигнала для блока логарифмирования в случае выполнения неравенства Р≥0,1;
блок логарифмирования 5, предназначенный для выполнения операции десятичного логарифмирования с инверсией по знаку сигнала схемы сравнения 4 и получения, таким образом, оценки параметра помехоустойчивости, используемого для уточнения оценки КПД передачи информации;
перемножитель 6, предназначенный для перемножения значений КПД передачи информации системы связи без учета воздействия помех и оценки параметра помехоустойчивости с целью получения на выходе устройства значения КПД передачи информации с учетом воздействия помех.
Все операции, выполняемые в блоках 2.1-6, могут быть реализованы, например, на основе быстродействующего микроконтроллера [Белов А.В. Самоучитель разработчика устройств на микроконтроллерах AVR. - С. - Пб.: Наука и Техника, 2008. - 544 с].
oбщ
ош
oш
o6щ
ош
ош
ош
ош
Работа устройства (см. чертеж) осуществляется следующим образом. Из системы связи в счетчики одиночных элементарных посылок 2.1 и 2.2, соответственно, поступает информация о переданных и ошибочно принятых одиночных элементарных посылках, из которых состоят информационные сообщения. В счетчиках производится подсчет общего числа переданных одиночных элементарных посылок N и числа, ошибочно принятых одиночных элементарных посылок N в системе связи за выбранный интервал времени, которые с их выходов поступают на первый и второй входы делителя 3 соответственно. Делитель 3 выполняет операцию деления посчитанных значений N на N и выдает полученное значение вероятности ошибки приема одиночной элементарной посылки Р на вход схемы сравнения 4. В схеме сравнения 4 осуществляется сравнение определенного в делителе 3 значения вероятности ошибки приема одиночной элементарной посылки Р с пороговым значением Р=0,1. В случае, если найденное в делителе 3 значение вероятности ошибки больше либо равно пороговому, его подают на вход блока логарифмирования 5, в противном случае сигнал на вход блока логарифмирования 5 не поступает. Блок логарифмирования 5 обеспечивает вычисление значения десятичного логарифма вероятности ошибки с инверсией по знаку -logP. С выхода блока логарифмирования полученное значение логарифма вероятности ошибки поступает на первый вход перемножителя 6. В блоке измерителя-вычислителя КПД 1 на основе входной информации, поступающей из системы связи, формируется оценка КПД передачи информации без учета воздействия помех, которая с его выхода поступает на второй вход перемножителя 6. В перемножителе 6 производится операция перемножения значений, поступающих на его входы, в результате чего определяется уточненное значение КПД передачи информации с учетом воздействия помех, которое выдается на его выход, являющийся выходом устройства.