Устройство для моделирования дискретного канала связи

 

Изобретение относится к области электросвязи. Цель изобретения - повышение точности моделирования статики ошибок реальных каналов связи. Для достижения цели в устройство введены дополнительные N-входовые элементы И 5, два шифратора 7 и 21, мультиплексор 8, дешифратор 10, регистр 11 сдвига, г-р 12 равновероятных символов, четыре блока 13-16 сравнения, элементы ИЛИ 19, 20. Действие устройства основано на простой марковской модели с тремя состояниями. В каждом такте осуществляется разыгрывание нового состояния с учетом состояния системы на предыдущем шаге и в соответствии со значениями матрицы переходных вероятностей, описывающей данную модель. В свою очередь, каждому состоянию соответствует конкретное значение вероятности ошибки. Т.обр., возможно появление одного из трех событий: C<SB POS="POST">0</SB> - система находится в нулевом состоянии

C<SB POS="POST">1</SB> - система находится в 1-м состоянии

C<SB POS="POST">2</SB> - система находится во 2-м состоянии. Совершение каждого события фиксируется по попаданию случайного числа в один из участков ΔI, на которые разбивается интервал (0,1). Длина участка ΔI равна вероятности появления этого события. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 L 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/Рис

Май. ф7ВГ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ

rI0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

К А BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4388288/24-09 (22) 04.03.88 (46) 30.01.90. Бюл. М - 4 (71) Московский электротехнический институт связи (72) А.Н. Ларьков, С.Р, Розанов, Б.П. Хромой и В.В. 111естаков (53) 621 .396.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 720774, кл. Н 04 L 17/02, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ДИСКРЕТНОГО КАНАЛА СВЯЗИ (57) Изобретение относится к области электросвязи. Цель изобретения — повышение точности моделирования статики ошибок реальных каналов связи.

Для достижения цели в устройство введены дополнительные п-входовые эле„„SU„„1540026 А 1

2 менты И 5, два шифратора 7 и 21, мультиплексор 8, дешифратор 10, ре-. гистр 11 сдвига, r-p 12 равновероятных символов, четыре блока 13-16 сравнения, элементы ИЛИ 19, 20. Действие устройства основано на простой марковской модели с тремя состояниями.

В каждом такте осуществляется разьп— рывание нового состояния с учетом состояния системы на предыдущем шаге и в соответствии со значениями матрицы переходных вероятностей, описывающей нужную модель. В свою очередь, каждому состоянию соответствует конкретное значение вероятности ошибки. Т.обр., возможно появление одного из трех событий: С вЂ” система находится в нулевом состоянии; С, — система на1540026. бивается интервал (0,11. Длина участка Л i равна вероятности появления события.

Регистрация факта попадания осуществляется блоками 13-16 сравнения, каж15 дый иэ которых решает логическое уравнение:

Изобретение относится к электросвязи, в частности к устройствам мо делирования дискретных каналов связи. .. Цель изобретения — повышение точности моделирования статистики ошибок реальных каналов связи.

На чертеже представлена структу зная электрическая схема устройства для моделирования дискретного канала связи.

Устройство для моделирования дискретного канала связи содержит генератор 1 аналогового шума, ограничитель 2, первый регистр З.сдвига, первый и второй п-входовые элементы И 4, 25 дополнительные и-входовые элементы

И 5, первый элемент ИЛИ 6, первый шифратор 7, мультиплексор 8, второй регистр 9 сдвига, дешифратор 10, третий регистр 11 сдвига, генератор 12 равновероятных символов, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 блоки сравнения, элемент 2И 17, в "срой элемент ИЛИ 18 третий ИЛИ 19 и четвертый 20 элементы ИЛИ, второй шифратор 21 и сумматор 2?.

Устройство работает следующим обтазом.

Действие устройства основано на простой марковской модели с тремя состояниями. В каждом такте осуществляется разыгрывание нового состояния с учетом состояния системы на предыдущем шаге и в соответствии со зна .ениями матрицы переходных Вероятностей,,5 м5 описывающей данную модель. В свою оче-. редь каждому состоянию соответствует конкретное значение вероятности ошибки. Таким образом, возможно появл::-.Ние

ОДНОГО из трех событий;

С вЂ” система находится в нулевом состоянии;

С„ — система находится н первом состоянии

С вЂ” система находится во второ

55 состоянии.

Совершение каждого события фикси1 у. ется по попаданию случайного числа (в адин из участков Л i, на которые,мз — (; с ц.), ходится в 1-м состоянии; С вЂ” система находится во 2-м состоянии, Совершение каждого события фиксируется по попаданию случайного числа в один из участков дт, на которые разбивается интервал (0,1)..Äëèíà участка д равна вероятности появления этого события. 1 ил., 1 табл. гце Š— логическая переменная; случайное число из совокупности чисел с равномерным распределением в интервале 10,1);

U; — константа, соответствующая . данному состоянию.

Аналоговый шум генератора 1 ограничивается по амплитуде. В результате на выходе ограничителя 2 имеет место случайная двухуровневая последовательность импульсов со случайными длительностями положительных и отрицательных импульсов. Полученная последовательность поступает на вход первого регистра 3 сдвига, тактируемого импульсами с периодом, равным периоду тактовой ч4стоты передаваемого сообщения.

В результате на любом выходе первого регистра сдвига 3 получается случайная последовательность нулей и единиц. Если период импульсов продвижения больше или равен интервалу корреляции аналогового шума, то символы на двух, стоящих рядом, выходах независимы, Таким образом, в первом регистре 3 сдвига, состоящем из и ячеек, в любой момент времени вписывается и-значная случайная последовательность. Эта последовательность подводится к первому, второму и-входовым элементам И 4 и дополнительным

Г п-входовым элементам И 5, алгоритм. функционирования которых определяется сигналами второго шифратора 21, На выходе первого элемента ИЛИ 6 формируется случайная последовательность импульсов, средняя частота и пакетирование которых определяется вторым шифратором 21 в зависимости от значения вероятности ошибки выб1540 раиного мультиплексора 8 под воздействиегл управляющего сигнала.

Эта последовательность импульсов соответствует математической модели, 5 в основу которой положено представление огибающей запирающего сигнала в виде вероятного дискретного автомата, для описания которого использована простая цепь Маркова. и поступает на первый вход сумматора 22, осуществляющего ее суммирование с информацион— ными потоками. На выходе сумматора

22 получаем искаженную информационную последовательность в соответствии с математической моделью, описывающей заданный тип дискретного канала связи.

Управление мультиплексором 8 реа— лизовано следующим образом. С выхода о генератора 12 равновероятных символов, равновероятная последовательность нулей и единиц поступает на второй вход второго регистра 9 с частотой дискретизации (f., ð,). В результате 25 на выходе второго регистра 9 получают равномерно распределенную в интервале от 0 до 1 последовательность чисел, которая поступает на блоки 131б сравнения, При этом на вторых входах схем сравнения присутствуют сигналы, соответствующие приведенным значениям переходных вероятностей, Однако результат сравнения выдается лишь тем блоком сравнения, на разрешающем

35 входе которой присутствует сигнал высокого уровня. Сигналы разрешения формируются в дешифраторе 10 под воздействием кода числа, установленного в третьем регистре 11 сдвига на преды- 0

40 дущем цикле, Первоначально третий регистр 11 устанавливается в нулевое состояние путем подачи уровня "1" на вход "Начальная установка", при этом с дешифратора 1О снимается сиг 45 нал, разрешающий работу первого блока

13 сравнения, В результате работы первого блока

13 па его выходах получается информация о соотношении входных величин.

Если значение приведенной переходной вероятности больше значения случайного числа с выхода второго регистра 9, то на первом выходе первого блока 13 формируется сигнал логической единицы, поступающей на гервый вход второго элемента ИЛИ 18, В другом случае уровень логической единицы формиру ется на втором: выходе первого блока

026 б

13 и поступает на первый вход третьего элемента ИПИ 19. Таким образом, 1га входы первого шифратора 7 поступает код числа, соответствующий результату сравнения. Это число запоминается в третьем регистре сдвига 11 для управления работой мультиплексора 8 и обеспечения правильного функционирования схем сравнения в следующем цикле.

После обработки этого числа дешифратором 10 может быть разрешена работа блоков 13-15. Если разрешение на работу получил первый блок 13 сравнения, цикл повторяется. Если разрешение получено блоками 14 и 15, то результат сравнения может быть следую.зим.

Если значение приведенной переходной вероятности на входе второго блока 14 больше значения случайного числа с выхода второго регистра 9, полученного в этом цикле, -o на первом выходе второго блока 14 формируется сигнал с уровнем "1", поступающий на второй вход второго элемента ИЛИ 18.

Если значение приведенной переходной вероятности на вход » второго блока 14 меньше или равно значению случайного числа, а значение приведечной переходной вероятности на входе третьего блока ::5 больше значения случайного числа, то на первом и втором входах элемента 2И 17 одновременно. присутствуют сигналы "1", поступающие на второй вход третьего элемента ИЛИ !

9. Если значение приведенной переходной вероятности на входе третьего блока 15 меньше или равно значению случайного числа, то на втором выходе третьего блока 15 появляется сигнал с уровнем "1", поступающ и на первый вход четвертого элемента ИЛИ 20, Таким образом, на вход первого шифратора 7 поступает код числа, соответствующий результату сравнения, в зависимости от которого в следующем цикле возможно разрешение работы также и четвертого блока 1б, работающего аналогично первому блоку 13.

Определение значений приведенных переходных вероятностей и вероятностей ошибки в состояниях осуществляется в соответствии с принятой математической моделью, для описания которой использована простая цепь Маркова. Вероятность ошибки на выходе уст-ройства в зависимости 0Т соответству1540026 ющего значения кода на выходе второг o шифратора 21 приведена в таблице., Код на выходе первого шифратора

Вероятность ошибки

0,25

0,125

0,0625

0,03125

00011

00101

° э ° ° *в

11111

° ° 4 ° Ь

0,19 10

0,085 . 10

Формула изобретения

Составит зль В, Курков

Техред А. Кравчук Корректор С. 1Пекмар

Редактор Л, Пчолинская

Заказ 232 Тираж 5! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета па изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Устройство для моделирования диск20 ретного канала связи, содержащее, последовательно соединенные генератор аналогового шума, ограничитель и первый регистр сдвига, первый и втэ- 5 рой и-входовые элементы И, первый элемент ИЛИ, входы которого соединен.1. с выходами первого и второго и-входовых элементов И, сумматор-, выход которого является выходом устройства, второй регистр сдвига, второй элемент

HJIH элемент 2И, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности моделирования статистики ошибок реальных каналов связи, в него введены дополнительные и-входовые элементы И, п-1 входы п-входовых элементов И соединены с выходами первогэ регистра сдвига, а выходы — с входамя первого элемента ИЛИ, выход которого

Соединен с первым входом сумматора, второй вход которого является первым входом устройства, последовательно соединенные первый шифратор, третий регистр сдвига, второй вход которого

45 объединен с первым входом второго регистра сдвига и является вторым входом устройства, мультиплексор, второй шифратор, соответствующие выходы которого соединены с соответствующими входами всех и-входовых элементов И, дешифратор, вход которого соединен с выходами третьего регистра сдвига, генератор равновероятных символов, вход которого соединен с первым входом второго регистра сдвига, а выход соединен с вторым входом второго регистра сдвига, первый, вто.рой, третий, четвертый блоки сравне,ния, первые входы которых соединены

I с выходами второго регистра сдвига, а разрешающие входы соединены соответственно; первого блока сравнения— с первым выходом дешифратора, второго и третьего блоков сравнения — с вторым выходом дешифратора и четвертого блока сравнения — c. третьим выходом дешифратора, при этом первые выходы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента

ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого шифратора, а второй выход второго блока сравнения и пер- вый выход третьего блока сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 2И, третий элемент

ИЛИ, первый, второй, третий входы которого соединены соответственно с вторым выходом первого блока сравнения, выходом элемента 2И, и первым входом четвертого блока сравнения, а ,выход соединен с вторым входом первого шифратора, и четвертый элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторыми входами третьего и четвертого блоков сравнения, а выход соединен с третьим входом первого шифратора.