УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ

Полезная модель относится к вычислительной технике, технике связи и может использоваться для моделирования системы связи в условиях различной помеховой обстановки.
Известно устройство для моделирования работы системы связи содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, второй RS триггер, второй счетчик импульсов и блок индикации, последовательно соединенные генератор случайной последовательности импульсов, элемент НЕ, элемент И, первый RS-триггер, первый счетчик, выход которого соединен со вторым входом блока индикации, при этом выход второго RS-триггера соединен со вторым входом первого RS-триггера, а так же счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход его соединен с третьим входом блока индикации, последовательно соединенные четвертый счетчик импульсов с обнуляющим входом, элемент ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом второго RS-тригтера, при этом выход генератора импульсов соединен со счетным входом четвертого счетчика, а выход первого RS-триггера соединен с обнуляющим входом четвертого счетчика и вторым входом элемента ИЛИ [1].
Однако данное устройство не обеспечивает возможности моделирования работы системы связи в режиме передачи многопакетных сообщений с разбиением сообщения на различное число пакетов.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности является устройство для моделирования работы системы связи содержащее последовательно соединенные четвертый счетчик импульсов с обнуляющим входом, первый элемент ИЛИ, второй RS-триггер, второй счетчик импульсов и блок индикации, последовательно соединенные генератор случайного потока импульсов, элемент НЕ, первый элемент И, а также первый RS-триггер, первый счетчик импульсов, выход которого соединен со вторым входом блока индикации, третий счетчик импульсов, выход которого соединен с третьим входом блока индикации, последовательно соединенные пятый счетчик импульсов, первый регистр сдвига, второй регистр сдвига, дешифратор а также второй элемент, входы которого соединены с выходами пятого счетчика импульсов, а выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, входом первого счетчика импульсов и вторым обнуляющим входом четвертого счетчика импульсов, управляемый генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, R-входом второго RS-триггера, и S-входом первого RS-триггера, второй элемент ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами дешифратора, а выход второго элемента ИЛИ связан с R-входом первого RS-триггера, причем выход первого элемента И связан с входом пятого счетчика
импульсов, выходы дешифратора связаны с соответствующими входами генератора импульсов, а выход первого RS-триггера связан с входом третьего счетчика импульсов и первым входом четвертого счетчика импульсов [2].
Недостатком устройства является, то что оно не обеспечивает возможности моделирования работы системы связи в режиме передачи многопакетных сообщений с изменением длины пакетов, с разбиением сообщений на различное число пакетов и проверкой правильности пакетов на приемной стороне.
Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей системы связи для обеспечения возможности моделирования работы системы связи в режиме передачи многопакетных сообщений с изменением длины пакетов, с разбиением сообщений на различное число пакетов и проверкой правильности пакетов на приемной стороне.
Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее последовательно соединенные: четвертый счетчик импульсов с обнуляющим входом, первый элемент ИЛИ, второй RS-триггер, второй счетчик импульсов и блок индикации, последовательно соединенные генератор случайного потока импульсов, элемент НЕ, первый элемент И, последовательно соединенные пятый счетчик импульсов, первый регистр сдвига, второй регистр сдвига, дешифратор, а также первый RS-триггер, первый счетчик импульсов, выход которого соединен со вторым входом блока индикации, третий счетчик импульсов, выход которого соединен с третьим входом блока индикации,
второй элемент И, входы которого соединены с выходами пятого счетчика импульсов, а выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, входом первого счетчика импульсов и вторым обнуляющим входом четвертого счетчика импульсов, управляемый генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, R-входом второго RS-триггера, и S-входом первого RS-триггера, второй элемент ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами дешифратора, а выход второго элемента ИЛИ связан с R-входом первого RS-триггера, причем выход первого элемента И связан с входом пятого счетчика импульсов, выходы дешифратора связаны с соответствующими входами генератора импульсов, а выход первого RS-триггера связан с входом третьего счетчика импульсов и первым входом четвертого счетчика импульсов дополнительно введены: последовательно соединенные третий элемент И, счетчик кратности (пакетов), реверсный счетчик, схема сравнения, второй элемент НЕ, а также третий элемент ИЛИ выход которого соединен с установочным входом реверсного счетчика, третий RS-триггер вход которого соединен с третьим элементом ИЛИ и выходом счетчика кратности, причем выход третьего элемента И соединен первым входом первого элемента И и с установочным входом реверсного счетчика, выход переполнения счетчика кратности пакетов соединен с входом разрешения сравнения схемы сравнения, R-входом второго RS-триггера 9 и S-входом первого RS-триггера 8, прямой выход третьего RS-триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, входы третьего элемента ИЛИ соединены
с выходами «Больше» и «Меньше или равно» схемы сравнения, вход которой подключен к выходу реверсного счетчика, выход «Больше» схемы сравнения соединен первым входом пятого счетчика импульсов, а выход «Меньше или равно» с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом пятого счетчика импульсов.
Введение в устройство новых отличительных признаков: третьего элемента И, счетчика кратности (пакетов), реверсного счетчика, схемы сравнения, второго элемента НЕ, третьего элемента ИЛИ, третьего RS-триггера, с их новыми связями позволяет устройству моделировать работу системы связи в режиме передачи многопакетных сообщений с возможностью установления различной длины пакета, что в свою очередь позволяет передавать сообщения разбитые на различное число пакетов и проверять правильность приема пакета на приемной стороне.
Известно, что повышение достоверности и скорости передачи передаваемых по системе связи сообщений в условиях помех может осуществляется путем организации обратной связи с квитированием доведенного сообщения, а также путем изменения длины пакеты передаваемого сообщения и разбиением сообщений на различное число пакетов. Сообщение на приемной стороне разбивается на фиксированное число пакетов, при этом их длину можно изменять в зависимости от помеховой обстановки. После передачи сообщения состоящего из нескольких пакетов, на приемной стороне проверяется допустимое искажение пакета после чего делается вывод либо о
правильном приеме пакета, либо о неправильном приеме. Если какие-то пакеты приняты не правильно, то формируется и выдается квитанция с указанием номеров не принятых пакетов, после чего на передающей стороне производят повторную их выдачу в канал связи. При правильном приеме всех пакетов выдается квитанция, по которой начинается передача следующего сообщения.
Квитанция, как правило, гораздо короче самого сообщения поэтому доводится она с большей достоверностью, а канал обратной связи полагают идеальным. Моделирование подобных систем связи представляет особый интерес на этапе их разработки и проектирования.
Промышленная воспроизводимость добавленных элементов обусловлена наличием элементной базы, на основе которой они могут быть выполнены.
На фиг.1 представлена электрическая структурная схема предлагаемого устройства для моделирования системы связи на фиг.1 обозначено:
1 - первый счетчик импульсов
2 - второй счетчик импульсов
3 - третий счетчик импульсов
4 - четвертый счетчик импульсов с обнуляющим входом
5 - пятый счетчик импульсов
6 - счетчик кратности пакетов
7 - реверсный счетчик
8 - первый RS-триггер
9 - второй RS-триггер
10 - третий RS-триггер
11 - управляемый генератор импульсов
12 - генератор случайного потока импульсов
13 - схема сравнения
14 - первый элемент НЕ
15 - второй элемент НЕ
16 - первый элемент И
17 - второй элемент И
18 - третий элемент И
19 - первый элемент ИЛИ
20 - второй элемент ИЛИ
21 - третий элемент ИЛИ
22 - первый регистр сдвига
23 - второй регистр сдвига
24 - дешифратор
25 - блок индикации,
причем последовательно соединенные четвертый счетчик импульсов с обнуляющим входом 4, первый элемент ИЛИ 19, второй RS-триггер 9, второй счетчик импульсов 2 и блок индикации 25, последовательно соединенные генератор случайного потока импульсов 12, первый элемент НЕ 14, первый элемент И 16, а также первый RS-триггер 8, первый счетчик импульсов 1, выход которого соединен со вторым входом блока индикации 25, третий
счетчик импульсов 3, выход которого соединен с третьим входом блока индикации 25, последовательно соединенные пятый счетчик импульсов 5, первый регистр сдвига 22, второй регистр сдвига 23, дешифратор 24, а также второй элемент И 17, входы которого соединены с выходами пятого счетчика импульсов 5, а выход второго элемента И 17 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 19, входом первого счетчика импульсов 1 и вторым обнуляющим входом четвертого счетчика импульсов 4, управляемый генератор импульсов 11, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 18, выход третьего элемента И 18 соединен со счетным входом счетчика кратности (пакетов) 6, первым входом первого элемента 16 и с установочным входом реверсного счетчика, выход которого соединен с суммирующим входом реверсного счетчика 7, выход переполнения счетчика кратности пакетов 6 соединен с входом разрешения сравнения схемы сравнения, входом считывания реверсного счетчика 7, R-входом второго RS-триггера 9, S-входом первого RS-триггера 8 и нулевым входом третьего RS-триггера 10, прямой выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И 18, а первый вход третьего триггера 10 подключен к третьему элементу ИЛИ 21, входы третьего элемента ИЛИ 21 соединены с выходами «Больше» и «Меньше или равно» схемы сравнения 13, вход которой подключен к выходу реверсного счетчика 7, выход «Больше» схемы сравнения 13 соединен первым входом счетчика импульсов 5, а выход «Меньше или равно» с входом второго элемента НЕ 15, выход которого соединен с вторым входом счетчика импульсов 5, второй элемент
ИЛИ 20, входы которого соединены с соответствующими выходами дешифратора 24, а выход второго элемента ИЛИ 20 связан с R-входом первого RS-триггера 8, причем выход первого элемента И 16 связан с входом реверсного счетчика 7, выходы дешифратора 24 связаны с соответствующими входами генератора импульсов 11, а выход первого RS-триггера 8 связан с входом третьего счетчика импульсов 3 и первым входом четвертого счетчика импульсов 4.
Предполагается, что моделируемая система связи имеет прямой канал связи с помехами, по которому передаются сообщения, и обратный канал без помех (идеальный), по которому передаются квитанции о доведении сообщения.
Устройство работает следующим образом. Перед началом работы устройства на его входы начальной установки подается управляющий сигнал, который в счетчик кратности пакетов записывает сигнал, модулирующий длину пакета, а в схему сравнения параллельным двоичным кодом записывается допустимое количество ошибочно принятых символов в пакете. Генератор импульсов 11 формирует последовательность импульсов, моделируя выдачу в канал связи пакетов данных сообщений, при этом каждое сообщение повторяется от одного до К раз. Количество повторов одного сообщения определяется помехами в прямом канале связи. Максимальное количество повторов на одно сообщение равно К и определяется емкостью четвертого счетчика импульсов 4. Импульсы через элемент И 18, открытый единичным
потенциалом, поданным с выхода триггера 10, подаются на вход элемента И 16, на суммирующий вход реверсного счетчика 7 и на счетный вход счетчика 6 кратности пакетов, предназначенного для моделирования длины пакета в n импульсов.
Общее количество выданных в прямой канал связи сообщений подсчитывается вторым счетчиком импульсов 2, а общее количество повторов всех сообщений подсчитывается третьим счетчиком импульсов 3, при этом общее количество успешно доведенных по прямому каналу связи сообщений подсчитывается первым счетчиком импульсов 1. Блок индикации 25 предназначен для отображения результатов моделирования (общее количество выданных в прямой канал связи сообщений, общее количество повторов всех сообщений, общее количество успешно доведенных сообщений).
Генератор случайного потока импульсов 12, элемент НЕ 14, и элемент И 16 предназначены для моделирования потока ошибок возникающих в прямом канале.
Первый RS-триггер 8 и второй RS-триггер 9 предназначены для подготовки к работе элементов предлагаемого устройства как после успешного доведения очередного сообщения, так и после К неуспешных повторов очередного сообщения.
Связь между выходами пятого счетчика импульсов 5 и входами генератора импульсов 11 через первый регистр сдвига 22, второй регистр
сдвига 23 и дешифратор 24, моделирует идеальный обратный канал, по которому передаются квитанции о результатах доведения сообщений.
Серия из N импульсов с генератора импульсов 11, имитирующая выдачу в канал сообщения из N пакетов через открытый третий элемент И 18 поступает на первый вход первого элемента И 16. Если в этот момент времени на выходе генератора 12 появится импульс случайной длительности, имитирующий помеху, то он, пройдя через элемент НЕ 14 запретит прохождение очередного импульса по системе связи. Тем самым моделируется искажение пакета данных при его передаче по каналу связи. Если же с генератора импульсов 12 импульс не поступает, то очередной импульс с генератора 11, пройдет через элемент И 16, и поступит на вычитающий вход реверсного счетчика импульсов 7. В счетчике 7 из общего количества импульсов пакета данных вычитается число импульсов пакета данных, пришедших через канал связи, в результате чего в нем записывается число, равное количеству ошибочно принятых символов в пункте приема. После поступления n-го импульса с выхода элемента И 18 в счетчик 6 на его выходе переполнения появляется импульс переполнения, который обнуляет счетчик 6, а также поступает на R-вход третьего RS-триггера 10, вход считывания счетчика 7, вход разрешения сравнения схемы сравнения 13. Третий RS-триггер 10 устанавливается в нулевое состояние, и нулевой потенциал с его выхода запрещает прохождение импульсов через третий элемент И 18 от генератора 11, тем самым осуществляя фиксацию длины переданного пакета. В реверсном счетчике 7, при поступлении импульса
переполнения от счетчика 6, счет импульсов прекращается, и число ошибок допущенных при приеме пакета данных, параллельным двоичным кодом поступает соответствующие информационные входы схемы сравнения 13, на другие информационные входы которой параллельным двоичным кодом подается допустимое количество ошибочно принятых символов в пакете. В схеме сравнения 13 количество ошибочных принятых символов сравнивается с допустимым числом ошибочно принятых символов. Если количество ошибочно принятых символов больше допустимого, то на выходе «Больше» схемы сравнения 13 появляется импульс, который поступает через второй элемент НЕ 15 на вход счетчика импульсов 5, через третий элемент ИЛИ 21 на установочный вход реверсного счетчика 7 и на S-вход третьего RS-триггера 10. При этом реверсный счетчик 7 обнуляется, а триггер 10 устанавливается в единичное состояние. Единичный потенциал с выхода третьего RS-триггера 10 открывает третий элемент И 18 и импульсы от генератора 11 продолжают моделировать выдачу пакетов данных в канал связи.
В случае, когда количество ошибочно принятых символов в пакете данных не больше допустимого, то на выходе «Меньше или равно» схемы сравнения 13 появляется импульс который поступает на вход счетчика импульсов 5, через третий элемент ИЛИ 21 на установочный вход реверсного счетчика 7 и на S-вход третьего RS-триггера 10. При этом реверсный счетчик 7 обнуляется, а триггер 10 устанавливается в единичное состояние.
Пятый счетчик импульсов 5 предназначен для подсчета количества принятых пакетов одного сообщения (информация хранится в не позиционном коде) количество выходов М счетчика 5 равно количеству пакетов в одном сообщении N.
В зависимости от количества принятых пакетов на выходах пятого счетчика импульсов 5 формируется та или иная кодовая комбинация, поступающая на входы первого регистра сдвига 22. Первый регистр сдвига 22 служит для преобразования параллельной кодовой комбинации в последовательную, которая подается на вход второго регистра сдвига 23, моделируя передачу квитанции. Второй регистр сдвига 23 служит для обратного преобразования кодовой комбинации, информация с его выходов поступает на входы дешифратора 24. В зависимости от комбинации на входах дешифратора 24 на одном из его выходов формируется импульс поступающий на соответствующий управляющий вход генератора импульсов 11. Генератор импульсов 11 под воздействием управляющего импульса формирует следующую серию импульсов, моделируя повторную выдачу не принятых пакетов, либо выдачу N пакетов следующего сообщения. При правильном приеме всех пакетов сообщения на выходах пятого счетчика импульсов 5 формируется единичная кодовая комбинация поступающая на входы второго элемента И 17. В этом случае импульс с выхода второго элемента И 17 поступит на обнуляющий вход четвертого счетчика импульсов 4 переведя его в начальное состояние, вход первого счетчика импульсов 1, моделируя доведение
сообщения и через первый элемент ИЛИ 19 поступит на S-вход второго RS-триггера 9, переведя его в единичное состояние. Импульс с выхода второго RS-триггера 9 поступит на вход второго счетчика импульсов 2 увеличивая тем самым на единицу число выданных сообщений в прямой канал связи.
Импульс с выхода дешифратора 24 пройдя через второй элемент ИЛИ 20 поступает на R-вход первого RS-триггера 8 переводя его в нулевое состояние и подготовив тем самым к восприятию очередного импульса по S-входу.
Если в прямом канале помеховая обстановка такова, что за К повторов сообщение не доводится, то с приходом К-го импульса четвертый счетчик импульсов 4 обнулится по переполнению, и импульс с него через первый элемент ИЛИ 19 переведет в единичное состояние второй RS-триггер 9. При этом импульс с выхода второго RS-триггера 9 поступит на второй счетчик импульсов 2, увеличив тем самым на единицу общее число выданных в канал связи сообщений.
Третий счетчик импульсов 3 воспринимает все импульсы с первого RS-триггера 8 и подсчитывает, таким образом, общее количество повторов всех сообщений.
Выводы всех трех счетчиков импульсов (1-го, 2-го, 3-го) соединены с соответствующими входами блока индикации 25, что позволяет отображать количество выданных в канал связи сообщений, количество сделанных при этом повторов и количество доведенных сообщений.
Достоинством предлагаемого устройства для моделирования системы связи является возможность моделирования работы системы связи в режиме передачи многопакетных сообщений с изменением длины пакетов передаваемых сообщений, с разбиением сообщений на различное число пакетов, а также с проверкой на приемной стороне правильности приема пакетов. Подобное моделирование систем связи на этапе их разработки позволяет сократить сроки разработки, при сокращении стоимости самих работ.
Литература:
5
1. А.С. (СССР) №93012945, МКИ G 06 F 15/20
Устройство для моделирования системы связи 1992 г.
5
2. А.С. (РФ) №43985, МКИ G 06 F 15/20
Устройство для моделирования системы связи 2005 г. (прототип).