Устройство для моделирования двоичного канала связи

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования каналов передачи цифровой информации при анализе защитных свойств корректирующих кодов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет воспроизведения ошибок, описываемых статистикой Гилберта. Для достижения указанной цели устройство дополнительно содержит первый и второй вероятностные переключатели, второй триггер и блок памяти. Сущность изобретения основана на аппаратурном моделировании простой дискретной цепи Маркова с двумя состояниями О, 1, означающими соответственно хорошее (без ошибок) и плохое (с ошибками) состояния имитируемого двоичного канала связи. В результате этого устройство обладает свойствами вероятностного дискретного автомата с заданными в явном виде вероятностями смены состояний имитируемого канала Q связи и условной вероятностью искажаюцих двоичных символов, что позволяет имитировать двоичный канал связи со случайными искажениями, статистика которых описывается моделью Гилберта. 2 ил. М

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

97932 А1

09} (11} (б1} 4 G 06 F 15/20

ВСЕЛЯЮ. д „13 вази}}т:".-ьа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4125394/24-24 (22) 30.09.86 (46) 23.05.88. Вюл. }} 19 (72) А.С. Анишин (53) 681. 3 (088. 8) (56) А}}торское свидетельство СССР

Ф 1251102, кл. G 06 F 5/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 807312, кл. G 06 F 15/20, 1978.

Авторское свидетельство СССР

}} 1192151, кл. Н 04 L 11/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ДВОИЧНОГО КАНАЛА СВЯЗИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования каналов передачи цифровой информации при анализе защитных свойств корректирующих кодов. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет воспроизведения ошибок, описываемых статистикой Гилберта. Для достижения указанной цели устройство дополнительно содержит первый и второй вероятностные переключатели, второй триггер и блок памяти. Сущность изобрете" ния основана на аппаратурном модели ровании простой дискретной цепи Маркова с двумя состояниями "0", " 1", означающими соответственно "хорошее (без ошибок) и "плохое" (с ошибками) состояния имитируемого двоичного канала связи. В результате этого устройство обладает свойствами вероятностного дискретного автомата с заданными в явном виде вероятностями смены состояний имитируемого канала связи и условной вероятностью искажаЮЩИХ ДВОИЧНЫХ СИМВОЛОВ ЧТО ПОЗВОЛЯ» ет имитировать двоичный канал связи со случайными искажениями, статистика которых описывается моделью Гилберта.

2 ил.

1397932

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования каналов передачи цифровой информации при ана5 лизе защитных свойств корректирующих кодов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет воспроизведения ошибок, описывае.10 мых статистикой Гилберта.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства. 15

Устройство для моделирования двоичного канала связи содержит генератор 1 опорного сигнала, первый 2 и второй 3 вероятностные переключатели, регистр 4, блок 5 памяти, первый 6 и 2Р второй 7 триггеры, элемент И 8 и сумматор 9 по модулю два.

Сущность изобретения основана на апнаратурном моделировании с помощью второго вероятностного переключателя, блока памяти и второго триггера простой дискретной цепи Маркова с двумя состояниями "0", "1", означающими соответственно "хорошее" (без ошибок) и "плохое" (с ошибками) состояния ими-3Р тируемого двоичного канала связи. В результате этого устройство обладает свойствами вероятностного дискретного автомата с заданными в явном виде вероятностями Рс1 H о смены состояний 35 моделируемого канала связи и условной вероятностью Р, искажающих двоичных символов, формируемых первым вероятностным переключателем и первым триггером. Благоцаря этому свойству уст- 4р ройство позволяет моцелировать двоичный канал связи со случайными искажениями, статистика которых описывается моделью Гилберта.

Каждый вероятностный переключатель 45 реализует полную группу (иэ двух несовместимых) случайных событий, заключающихся в появлении импульса опроса с вероятностью P на первом выходе и с дополнительной вероятностью

{1-Р) на втором выходе.

Блок 5 памяти предназначен для хранения двоичных слов и представляет собой запоминающее устройство с пословной выборкой и одной ступенью де55 шифрации, для которого одна строка образует слово из двоичных разрядов.

Устройство работает следукщим образом.

Двоичные символы информационной последовательности (фиг.2и) поступают на первый вход сумматора 9 по модулю два. Внесение ошибок в информационную последовательность (фиг.2к) осуществляется путем синхронной подачи на второй вход сумматора 9 по модулю два искажений случайной последовательности, образуемой на выходе элемента И 8 (фиг.2ж). Синхронность последовательностей обеспечивается за счет использования импульсов генератора 1, определяющего тактовую частоту источника двоичной информации, подлежащей передаче по имитируемому каналу связи.

Импульсы генератора 1 (фиг.2а) поступают на входы вероятностных пе" рекюпочателей. Каждый импульс генератора, 1 с вероятностью P появляется на первом выходе (фиг.26), гце Р, Ы

= Х, 2 — условная вероятность появле-ния ошибки, заданная m-разрядным двоичным кодом Х„ регистра 4, и с вероятностью (1-Р,) на втором выходе вероятностного переключателя 2 (фиг.2в).

На прямом выходе триггера б формируются двоичные символы искажающей последовательности (фиг,2г), синхронные информационной последовательности.

Одновременно каждый импульс гене—

- ITl ратора 1 с вероятностью P „= Х о,- 2 (при нулевом состоянии триггера 7) и с вероятностью Р„= Х,о 2 (при единичном состоянии триггера 7) появляется на первом выходе переключателя 3.

С дополнительными вероятностями (1-Р о,) и (1-Р, ) соответственно при нулевом и единичном состояниях триггера 7 импульс генератора 1 появляется на втором выходе переключателя 3.

Двоичные m-разрядные коды Х, и

Х „ хранятся в блоке 5 памяти по адресам А; =О, 1 соответственно. Результатом воздействия потоков импульсов с двух выходов переключателя 3 на входы триггера 7 является случайный двоичный сигнал с дискретным временем (фиг.2з), означающий текущее состояние С имитируемого двоичного канала

1 связи. Процесс смены состояний канала образует простую цепь Маркова с двумя состояниями.

Путем коммутации элемента И 8 сиг1 налом с инверсного выхода второго триггера (фиг. 2ж) состояние канала

13979 связи может быть "хорошим", когда ошибки невозможны (элемент И 8 закрыт), и "плохим", когда возникают независимые ошибки с вероятностью P

1 (элемент И 8 открыт).

Методика настройки устройства следующая. В регистр 4 заносят код Х

1% определяющий условную вероятность

Р, = Х, 2 ошибок в "плохом" (С; = 1) состоянии моделируемого канала связи.

В блок 5 памяти по адресу А 0(1) заносят код Х, Х „, определяющий значение переходной вероятности P, =

= X,„2 (P,. = Х „2 ) матрицы смены состояний моделируемого канала связи. При этом для отображения груп. пирования ошибок в пакеты вероятности сохранения состояний должны быть боль-20 ше вероятностей их изменения, т.е. г

P оо Ре P (> P„o ° Кроме того поскольку вероятность ошибки P в ка1 нале обычно много меньше условной вероятности ошибки Pr, то обычно долж- 25 но выполняться условие Р, Р„ .

Наконец, вероятность возникновения пакета ошибок (и промежутка) с данноРoi Pro го символа Р„ при группиР 0 Рто 30 ровании ошибок больше вероятности Р, поэтому устанавливают P „ Р,.

Устройство позволяет оценивать практическую действенность (зашитные свойства) корректирующих кодов в условиях нестационарных помех, близких к реальным. В этом случае за счет возрастания информативности экспериментальных исследований повьппается объективность и достоверность оценок

32

4 реальной помехозащищенности двоичных каналов связи.

Формула изобретения

Устройство для моделирования двоичного канала связи, содержащее сумматор по модулю два, первый вход и выход которого являются соответственно информационным входом и выходом устройства, регистр, генератор опорного сигнала, элемент И и первый триггер, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого-соединен с вторым входом сумматора по модулю два, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет воспроизведения ошибок, описываемых статистикой Гилберта, оно дополнительно содержит первый и второй вероятностные переключатели, второй триггер и блок памяти, причем разрядные выходы регистра соединены соответственно с входами задания вероятности первого вероятностного переключателя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с единичным и нулевым входами первого триггера, выходы блока памяти соединсны соотвеTcòâåнно с входами задания вероятности второго вероятностного переключателя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с единичным и нулевым входами второго триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И и адресным входом блока памяти, выход генератора опорного сигнала соединен с информационными входами вероятностных переключателей.! 397932

8 Я 10 f1

Составитель В. Фукалов

Техред М.Ходанич Корректор А. Тяско

Редактор И. Николайчук

Заказ 2272/48

Тирах 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул, Проектная, 4