Устройство для моделирования систем передачи данных

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике связи и может быть использовано для моделирования вычислительных систем, систем передачи данных. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение достоверности передачи данных за счет воспроизведения режимов функционирования систем с комбинированной обратной связью. Устройство содержит первый элемент ИЛИ, элемент задержки, генератор случайной последовательности импульсов передаваемых сообщений, первый, второй триггеры, первый, второй элементы И, реверсивный счетчик, второй элемент ИЛИ, генератор случайных чисел, регистр, дешифратор, блок счетчиков, первый, второй сумматоры по модулю два, первый, второй компараторы, первый, второй блоки элементов И, генератор случайной последовательности импульсов помех при передаче квитанции, инвертор, шестой, пятый, четвертый, третий элементы И, третий элемент ИЛИ. 1 ил.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и к технике связи и может быть использовано для моделирования систем связи, вычислительных систем, систем передачи данных, в которых решение о правильности переданного сообщения принимается на приемной и передающей сторонах.

Известно устройство для моделирования систем связи, содержащее счетчик переданных сообщений, блок индикации, счетчик неискаженных сообщений, генератор импульсов сообщений, счетчик сообщений, датчик случайных чисел, генератор случайного потока импульса помех, элемент И, блок элементов ИЛИ, три схемы сравнения, регистры памяти, два коммутатора, регистры максимального и минимального числа [1] .

Недостатком известного устройства является то, что он не позволяет моделировать повторную передачу аналогичного сообщения в случае неполучения квитанции о приеме, а также режимы систем передачи данных, связанные с появлением ложных сообщений, обнаруживаемых и необнаруживаемых ошибок и других ситуаций, имеющих место при функционировании систем передачи данных с комбинированной обратной связью.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования систем передачи данных, содержащее генератор случайного потока импульсов передаваемых сообщений, счетчик импульсов и группу каналов моделирования передачи информации, каждый из которых содержит последовательно соединенные генератор случайных импульсов помех при передаче сообщений, первый элемент НЕ и первый элемент И, последовательно соединенные генератор случайных импульсов помех при передаче квитанций, второй элемент НЕ и второй элемент И, генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик длины очереди передаваемых сообщений, счетчик времени повторения передачи сообщений, два элемента ИЛИ, два триггера и с третьего по девятый элементы И [2] .

Недостатком известного устройства является то, что не моделируются такие режимы функционирования системы передачи данных, как прием с обнаруживаемой и необнаруживаемой ошибкой, трансформации квитанции в служебном канале.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов функционирования систем с комбинированной обратной связью.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для моделирования систем передачи данных содержит первый элемент ИЛИ 1, элемент 2 задержки, генератор 3 случайной последовательности импульсов передаваемых сообщений, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 генератора случайной последовательности импульсов помех при передаче сообщений, первый 6, второй 7 триггеры, первый 8, второй 9 элементы И, реверсивный счетчик 10, второй элемент ИЛИ 11, генератор 12 случайных чисел, регистр 13, дешифратор 14, блок 15 счетчиков, первый 16, второй 17 сумматоры по модулю два, первый 18, второй 19 компараторы, первый 20, второй 21 блоки элементов И, генератор 22 случайной последовательности импульсов помех при передаче квитанции, инвертор 23, шестой 24, пятый 25, четвертый 26, третий 27 элементы И, третий элемент ИЛИ 28.

Блок 5 представляет собой набор нескольких генераторов случайной последовательности импульсов (ГСПИ), объединенных по входам запуска и останова.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 6 и 7, регистр 13, реверсивный счетчик 10, блок 15 счетчиков обнулены. Генератор 3 имитирует факт формирования сообщения для передачи по прямому каналу связи. Сигнал запуска через элемент ИЛИ 1 на каждом цикле работы устанавливает в исходное состояние генератор 12, блок 5 (через элемент ИЛИ 11), счетчик 10, регистр 13, триггер 7, а триггер 6 - в состояние единицы, после чего открывается элемент И 8. Генератор 4 синхронизирует работу генераторов 3 и 22, блока 5, который формирует сигналом в параллельном коде, действующий на первые входы сумматоров 16 и 17 по модулю два, в которых имитируется действие помех на прямой канал (сумматор 16) и обратный (сумматор 17). Импульс с выхода генератора 3 через элемент И 8 запускает генератор 12, на выходе которого вырабатывается случайное число в параллельном двоичном коде, соответствующее передаваемому сообщению. Одновременно импульс с выхода элемента И 8 устанавливает в "0" триггер 6 и в "1" триггер 7, а также действует на первый вход блока 15, где подсчитывается число переданных сообщений. После этого импульсы с выхода генератора 4 проходят через элемент И 9 на суммирующий вход счетчика 10, после поступления на который первого импульса срабатывает первый выход дешифратора 14, разрешая запись данных в регистр 13, с выхода которого информация в параллельном коде действует на вторые входы сумматоров 16 и 17. После суммирования сигнал действует на вторые входы соответствующих компараторов 18 и 19, в которых определяется равны или нет поступившие сигналы. С приходом второго импульса в счетчик 10 срабатывает второй выход дешифратора 14, сигнал с которого открывает блок 20 элементов И, появление импульса на первом выходе которого соответствует положительному результату сравнения, иначе сигнал появляется на втором выходе блока 20. В последнем случае импульс через элемент ИЛИ 11 действует на вход "останов" блока 5, после чего начинается генерация нового сигнала помехи. С второго выхода блока 20 сигнал также действует на третий вход блока 15 счетчиков, где подсчитывается число сбоев при передаче данных в прямом канале связи, и на третий вход элемента ИЛИ 28, с выхода которого импульс поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 10, у дешифратора опять открывается первый выход, но в регистре 13 сохраняется прежнее число, хранимое в генераторе 12. С поступлением очередного тактового импульса процесс сравнения в компараторе 18 и работа блока 20 повторяются, имитируя повторную передачу данных в прямом канале. Если открывается первый выход блока 20, то импульс действует аналогично через элемент ИЛИ 11, кроме того, поступает на второй вход блока 15, где определяется число раз безошибочного приема сообщения в прямом канале.

Поступление третьего импульса в счетчик 10 обеспечивает срабатывание третьего выхода дешифратора 14, после чего обеспечивается выдача через блок 21 элементов И результатов сравнения в компараторе 19. Так воспроизводится режим анализа достоверности на приемной стороне переданного сообщения с ретранслированным от приемной стороны. Если искажений нет, то открывается первый выход блока 21, а если есть, то - второй. Генератор 22 вырабатывает случайный импульс, который имитирует действие помехи на сигнал квитанции, за который принят сигнал с выходов блока 21. Если к моменту срабатывания блока 21 на выходе генератора 22 импульса нет, то на выходе инвертора 23 высокий потенциал, обеспечивающий срабатывание элементов И 27 и 25. Таким образом, появление импульса на выходе элемента И 26 соответствует факту правильного приема сообщения в прямом и обратном каналах и неискажению квитанции, после чего воспроизводится передача следующего состояния, для чего выход элемента И 27 через элемент ИЛИ 1 соединен с единичным входом триггера 6. Срабатывание элемента И 25 соответствует правильной передаче квитанции "Нет", т. е. имеет место обнаруженная ошибка. Количество таких исходов регистрируется на четвертом (правильный прием) и на пятом (от И 25) входах блока 15. Импульс с выхода элемента И 25 действует через элемент ИЛИ 28 на вычитающий вход счетчика 10, имитируя повторную передачу передающей стороной сообщения и действие на него помех.

Если генератор 22 вырабатывает импульс, то открываются элементы И 24 и 26, появление сигнала на выходе первого из которых соответствует ситуации обнаруженной ошибки на передающей стороне (через элемент ИЛИ 28 обеспечивается повторная имитация прохождения сообщения по прямому каналу), а искажение квитанции "Нет" может привести, например, к исполнению неверной команды на приемной стороне. Этот импульс регистрируется на седьмом входе блока 15, на шестом входе которого подсчитывается число ситуаций, когда на передающей стороне формируют следующее сообщение, но квитанция "Да" трансформируется в "Нет", что приводит к пропуску сообщения приемной стороной.

Таким образом, по показаниям блока 15 можно определить вероятностные характеристики системы передачи данных, а именно вероятности правильной передачи сообщений обнаружения ошибки, пропуска сообщения, ложного повторения, приема ложного сообщения, трансформации сообщения. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1365093, кл. G 06 F 15/20, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР N 1383384, кл. G 06 F 15/20, 1986.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, содержащее генератор случайной последовательности импульсов передаваемых сообщений, шесть элементов И, генератор тактовых импульсов, первый и второй триггеры, блок генераторов случайной последовательности импульсов помех при передаче сообщений, генератор случайной последовательности импульсов помех при передаче квитанций, элемент НЕ, реверсивный счетчик, первый и второй элементы ИЛИ, причем выход генератора случайной последовательности импульсов передаваемых сообщений подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, прямой выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход генератора случайной последовательности импульсов помех при передаче квитанции соединен с входом элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения режимов функционирования систем с комбинированной обратной связью, в него введены два блока элементов И, элемент задержки, дешифратор, генератор случайных чисел, блок счетчиков, два компаратора, два сумматора по модулю два, регистр, третий элемент ИЛИ, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с единичным входом первого триггера, входом "Останов" генератора случайных чисел, входами установки в "0" регистра и реверсивного счетчика, нулевым входом второго триггера и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом "Останов" блока генераторов случайной последовательности импульсов помех при передаче сообщений, выход которого подключен к первым входам первого и второго сумматоров по модулю два, первый вход первого элемента ИЛИ и вход элемента задержки объединены и являются входом запуска устройства, выход элемента задержки подключен к входу запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, с входами запуска блока генераторов случайной последовательности импульсов помех при передаче сообщений, генератора случайной последовательности импульсов передаваемых сообщений и генератора случайной последовательности импульсов помех при передаче квитанций, выход первого элемента И подключен к нулевому входу первого триггера, единичному входу второго триггера, первому счетному входу блока счетчиков и входу запуска генератора случайных чисел, выход которого соединен с информационным входом регистра, вход разрешения записи которого соединен с первым выходом дешифратора, выход регистра подключен к вторым входам первого и второго сумматоров по модулю два и первым входам первого и второго компараторов, выходы первого компаратора соединены с первым и вторым входами первого блока элементов И, выходы второго компаратора подключены к первому и второму входам второго блока элементов И, выходы реверсивного счетчика соединены с входами дешифратора, второй и третий выходы которого подключены соответственно к третьим входам первого и второго блоков элементов И, первый выход второго блока элементов И соединен с вторым входом третьего элемента И и первым входом четвертого элемента И, второй выход второго блока элементов И подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, выход генератора случайной последовательности импульсов помех при передаче квитанции соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, выход элемента НЕ подключен к второму входу пятого элемента И, выходы первого и второго сумматоров по модулю два соединены соответственно с вторыми входами первого и второго компараторов, первый выход первого блока элементов И подключен к второму счетному входу блока счетчиков и второму входу второго элемента ИЛИ, второй выход первого блока элементов И соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, первым входом третьего элемента ИЛИ и третьим счетным входом блока счетчиков, выход третьего элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и четвертому счетному входу блока счетчиков, выход четвертого элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ и пятым счетным входом блока счетчиков, выход пятого элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ и шестому счетному входу блока счетчиков, выход шестого элемента И соединен с седьмым счетным входом блока счетчиков и третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1