УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ
DEVICE FOR MODELING THE COMMUNICATION SYSTEM

Изобретение относится к вычислительной технике, технике связи и, в частности, к устройствам для моделирования систем связи, функционирующих в различных условиях [G06G7/62, H04B7/00, H04B17/00].
Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ [2045775, опубл. 10.10.1995], содержащее генератор импульсов сообщений, четыре счетчика импульсов, RS-триггер, элемент И, генератор случайного потока импульсов ошибок, элемент НЕ и блок индикации, причем выход первого счетчика импульсов подключен к первому входу блока индикации, выход генератора импульсов сообщений подключен к входам второго и третьего счетчиков импульсов, первому входу элемента И и R-входу RS-триггера, выход которого соединен с входом четвертого счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу блока индикации, третий вход которого соединен с выходом третьего счетчика импульсов, выход переполнения второго счетчика импульсов подключен к S-входу RS-триггера, выход генератора случайного потока импульсов ошибок через элемент НЕ соединен с вторым входом элемента И, отличающееся тем, что в него введен пятый счетчик импульсов, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, выход RS-триггера соединен с входом обнуления пятого счетчика импульсов, выход которого подключен к входу первого счетчика импульсов.
Недостатком аналога является отсутствие функциональных возможностей по моделированию работы системы связи с учетом воздействия помех и возможности восстановлений каналов связи.
Также из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ [2045774, опубл. 10.10.1995] содержащее два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор заявок и датчик случайного потока импульсов, причем выход генератора заявок подключен с первым входом второго элемента И, отличающееся тем, что в него введены два элемента И, генератор импульсов со случайной длительностью и генератор тактовых импульсов, причем выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами третьего элемента И и элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключен к входу элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход генератора импульсов со случайной длительностью подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с входом датчика случайного потока импульсов, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом четвертого элемента И.
Недостатком аналога является отсутствие функциональных возможностей по моделированию работы системы связи с учетом воздействия помех и возможности восстановлений каналов связи.
Наиболее близким по технической сущности является УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ [Заявка на изобретение 95106971/09 от 27.09.1997], содержащее два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор заявок и датчик случайного потока импульсов, причем выход генератора заявок подключен к первому входу первого элемента И, отличающееся тем, что в него введены третий элемент И, генератор тактовых импульсов и размножитель заявок, причем выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами второго элемента И и элемента ИЛИ, выход второго элемента И через элемент НЕ соединен с вторым входом первого элемента И и вторым входом размножителя заявок, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход размножителя заявок соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом датчика случайного потока импульсов, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И.
Основной технической проблемой прототипа является отсутствие функциональных возможностей по моделированию работы системы связи с учетом воздействия поражающих каналы помех и возможности восстановлений каналов связи за счет отстройки от помех.
Основной задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Технический результат изобретения расширение функциональных возможностей по моделированию работы системы связи с учетом воздействия поражающих каналы помех и возможности восстановлений каналов связи за счет отстройки от помех
Технический результата изобретения, достигается за счет того, что устройство для моделирования системы связи содержит последовательно соединенные генератор заявок, первый элемент «И», а также размножитель заявок, при этом к первому элементу «И» последовательно подключены элемент «НЕ», второй элемент «И», а также реверсивный счетчик, выходы которого подключены к первому элементу «ИЛИ», первый элемент «ИЛИ» подключен к первому входу третьего элемента «И», ко второму входу которого подключен генератор тактовых импульсов, выход третьего элемента «И» подключен к датчику случайного потока импульсов, генератор восстановления канала последовательно подключен к размножителю восстановления и к первому входу второго элемента «ИЛИ», ко второму входу которого подключен датчик случайного потока импульсов, также второй элемент «ИЛИ» подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, генератор помех последовательно подключен к размножителю помех и к первому входу третьего элемента «ИЛИ», ко второму входу которого подключен размножитель заявок, который соединен с элементом «НЕ», выход третьего элемента «ИЛИ» подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показана блок-схема устройства для моделирования системы связи.
На фигуре обозначено:
1 - генератор заявок, 2 - первый элемент «И», 3 - размножитель заявок, 4 - элемент «НЕ», 5 - второй элемент «И», 6 - реверсивный счетчик, 7 - первый элемент «ИЛИ», 8 - третий элемент «И», 9 - генератор тактовых импульсов, 10 - датчик случайного потока импульсов, 11 - генератор восстановления канала, 12 - размножитель восстановления, 13 - второй элемент «ИЛИ», 14 - генератор помех, 15 - размножитель помех, 16 - третий элемент «ИЛИ».
Осуществление изобретения.
Устройство для моделирования системы связи содержит последовательно соединенные генератор заявок 1, первый элемент «И» 2, а также размножитель заявок 3, при этом к первому элементу «И» 2 последовательно подключены элемент «НЕ» 4, второй элемент «И» 5, а также реверсивный счетчик 6. Выходы реверсивного счетчика 6 подключены к первому элементу «ИЛИ» 7,который подключен к третьему элементу «И» 8, к другому входу которого подключен генератор тактовых импульсов 9, при этом к выходу третьего элемента «И» 8 подключен датчик случайного потока импульсов 10.
Генератор восстановления канала 11 последовательно подключен к размножителю восстановления 12 и ко второму элементу «ИЛИ» 13, ко второму входу которого подключен датчик случайного потока импульсов 10, при этом второй этом элемент «ИЛИ» 13 подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика 6.
Генератор помех 14 последовательно подключен к размножителю помех 15 и к третьему элементу «ИЛИ» 16, ко второму входу которого подключен размножитель заявок 3, который соединен с выходом элемента «НЕ» 4. Выход третьего элемента «ИЛИ» 16 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 6.
Устройство функционирует следующим образом.
Первоначально значение реверсивного счетчика 6 равно нулю, что соответствует свободному состоянию всех каналов связи. В таком случае, все выходы реверсивного счетчика 6 неактивны, второй элемент «И» 5 закрыт, а на выходе элемента «НЕ» 4 имеется разрешающий сигнал, открывающий первый элемент «И» 2. Далее, генератор заявок 1 с постоянной интенсивностью формирует случайный поток импульсов, которые проходят через открытый первый элемент «И» 2, и далее поступают на размножитель заявок 3, где каждый импульс инициирует процесс размножения поступающих заявок, в ходе чего увеличивается интенсивность потока импульсов с выхода размножителя заявок 3, тем самым формируется неординарная заявка на предоставление нескольких каналов связи абоненту. С выхода размножителя заявок 3 неординарные заявки на предоставление нескольких каналов связи поступают на первый вход третьего элемента «ИЛИ» 16.
Далее, в случае наличия заявки от размножителя заявок 3, с выхода третьего элемента «ИЛИ» 16 импульсы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 6, при этом осуществляется «занятие» каналов связи, равное числу поступивших импульсов от размножителя заявок 3, тем самым моделируется занятие каналов абонентами с неординарными заявками.
Наличие занятых каналов связи на выходах реверсивного счетчика 6 отображается активацией его отдельных выходов, в таком случае, на выходе первого элемента «ИЛИ» 7 имеется разрешающий сигнал для третьего элемента «И» 8. Импульсы от генератора тактовых импульсов 9 проходят через третий элемент «И» 8 и далее поступают на вход датчика случайного потока импульсов 10, тем самым возбуждая генерацию случайных импульсов, поступающих на вход второго элемента «ИЛИ» 13. Далее, в случае наличия случайного импульса от датчика случайного потока импульсов 10, с выхода второго элемента «ИЛИ» 13, импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 6, имитируя процесс ординарного освобождения занятых абонентами каналов.
Известно, что в реальных системах связи на каналы связи могут воздействовать помехи, что может приводить к поражению нескольких каналов связи, уменьшая текущее общее количество незанятых каналов системы связи. В заявленном техническом решении данный процесс моделируется следующим образом:
Генератор помех 14 с постоянной интенсивностью формирует поток случайных импульсов, которые поступают на размножитель помех 15, где реализуется процесс размножения поступающих помех, воздействующих на несколько каналов связи. Данный неординарный поток помех через третий элемент «ИЛИ» 16 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 6, что моделирует поражение, а соответственно, и занятие,  нескольких каналов.
Также известно, что в реальных системах связи существует набор организационных, технических и организационно-технических мер, способствующих восстановлению пораженных помехами каналов связи. В заявленном техническом решении реализуется имитация данного процесса, в ходе которого осуществляться дополнительное «освобождение» нескольких каналов связи. Данный процесс моделируется следующим образом:
Генератор восстановления канала 11 с постоянной интенсивностью формирует поток случайных импульсов, которые поступают на размножитель восстановления 12, где реализуется процесс размножения поступающих импульсов на «освобождение» нескольких каналов связи. Полученный, таким образом, неординарный поток восстановления каналов связи через второй элемент «ИЛИ» 13 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 6, что моделирует восстановление нескольких каналов связи после их поражения.
Заявленный технический результат изобретения – расширение функциональных возможностей по моделированию работы системы связи с учетом воздействия поражающих каналы помех и возможности восстановлений каналов связи за счет отстройки от помех, достигается за счет того, что генератор помех 14 последовательно подключен к размножителю помех 15 и к третьему элементу «ИЛИ» 16, ко второму входу которого подключен размножитель заявок 3, выход третьего элемента «ИЛИ» 8 подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика 6, благодаря чему формируется неординарный поток помех, моделирующий поражение нескольких каналов связи.
Также, заявленный технический результат достигается благодаря тому, что генератор восстановления канала 11 последовательно подключен к размножителю восстановления 12 и ко второму элементу «ИЛИ» 13, ко второму входу которого подключен датчик случайного потока импульсов 10, при этом второй этом элемент «ИЛИ» 13 подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика 6, благодаря чему, обеспечивается возможность моделирования восстановления нескольких каналов связи после поражения.
Таким образом, меняя интенсивности потоков импульсов, выходящих с генератора заявок 1, генератора тактовых импульсов 9, генератора восстановления канала 11, генератора помех 14, а также меняя характеристики и структуру размножителя заявок 3, датчика случайного потока импульсов 10, размножителя восстановления 12 и размножителя помех 15 можно смоделировать ситуацию в которой в системе связи происходит процесс занятия и освобождения каналов связи в ходе информационного обмена, занятия каналов вследствие воздействия различного рода помех и восстановления каналов в ходе ответных реакций персонала и средств автоматизации на возникшие помехи.
Заявителем в 2021 году был изготовлен опытный образец заявленного устройства, эксплуатация которого подтвердила заявленный технический результат.
Пример достижения технического результата.
Пусть моделируется система связи, обладающая следующими параметрами:
K=15;
- количество выходов реверсивного счетчика 6, соответствующее количеству доступных каналов связи
λ
1
-1
- интенсивность потока импульсов с выхода генератора заявок 1 =5 (мин);
- размножитель заявок 3 представляет из себя умножитель со встроенным генератором случайных целых чисел от 1 до 3 (распределение случайно генерируемых целых чисел - равномерное);
λ
2
-1
- интенсивность потока импульсов с выхода датчика случайного потока импульсов 10 =4 (мин).
При таких параметрах система связи функционирует в штатном режиме и после переходного процесса реверсивный счетчик 6 будет показывать среднюю занятость каналов связи равную 7.
λ
3
-1
Заявленное техническое решение позволяет смоделировать воздействие помех на систему связи. При воздействии помех, начинает функционировать генератор помех 14 с заданной интенсивностью =2 (мин), после прохождения размножителя помех 15, аналогичного по структуре размножителя заявок 3 количество свободных каналов, отображаемых на реверсивном счетчике 6 существенно снизиться, и станет равным 2.
λ
4
-1
Также, заявленное техническое решение позволяет смоделировать процесс восстановления каналов связи при воздействии помех. Это осуществляется за счет наличия генератора восстановления канала 11. Пусть благодаря слаженным действиям технического персонала, а также благодаря средствам автоматической перестройки радиочастот система связи может обеспечить восстановление каналов связи с интенсивностью =1 (мин), после прохождения размножителя восстановления 12, аналогичного по структуре размножителя заявок 3 количество свободных каналов, отображаемых на реверсивном счетчике 6 повысится и станет равным 4.
Таким образом, заявленное техническое решение позволяет реализовать моделирование нескольких процессов:
- процесс предоставления каналов по неординарным  заявкам;
- процесс освобождения каналов в ординарном режиме;
- процесс «занятия» каналов связи, вызванного воздействием помех в неординарном режиме;
- процесс восстановления каналов после  воздействия помех в неординарном режиме.
При всем этом, в любой момент времени, показания реверсивного счетчика покажут нам, сколько каналов является занятыми. Все вышеописанное подтверждает заявленный технический результат, а именно - расширение функциональных возможностей по моделированию работы системы связи с учетом воздействия поражающих каналы помех и возможности восстановлений каналов связи за счет отстройки от помех.