Устройство для моделирования процесса передачи информации

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса передачи информации. Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования передающей стороной сигнала стирания искаженной команды. Сущность изобретения состоит в придании устройству возможности моделирования передачи команд и квитанций на них с формированием сигнала стирания тех команд, которые сами или квитанции на них были искажены сигналами помех соответственно в прямом или обратном каналах модели системы передачи информации с информационной обратной связью. 3 ил.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса передачи информации.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования передающей стороной сигнала стирания искаженной команды.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для моделирования процесса передачи информации; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы.

Устройство содержит формирователь 1 команд, формирователь 2 квитанций, первый 3 и второй 4 генераторы тактовых импульсов, первый 5 и второй 6 генераторы импульсов помех, суммирующий счетчик 7, первый 8 третий 10 триггеры, формирователь 11 импульсов элемент задержки 12, первый 13 седьмой 19 элементы И, первый 20 и второй 21 элементы ИЛИ, формирователь 22 интервалов стирания, третий 23 элемент ИЛИ и вход 24 запуска устройства.

На фиг. 2 и 3 приведены эпюры напряжений, поясняющие работу устройства. Цифрами на фиг. 2 и 3 отмечены эпюры сигналов на выходах соответствующих элементов устройства. Эпюры выходных сигналов триггеров 8, 9 и 10 представлены относительно их прямых выходов. На фиг. 2 и 3 обозначениями К1, К2, К6 отмечены эпюры вырабатываемых формирователем 1 сигналов соответственно первой, второй, шестой команд; обозначениями К2_п, К3_п и К5_п отмечены эпюры вырабатываемых формирователем 1 сигналов повторов соответственно второй, третьей и пятой команд; обозначением С отмечены эпюры сигналов стирания. На фиг. 2 приведены ситуации: неискаженные передача и прием команды К1; искажение второй команды и первого сигнала стирания после нее; искажение квитанции на третью команду и квитанции на первый сигнал стирания после передачи третьей команды. На фиг. 3 приведены ситуации: неискаженные передача и прием команды К4; искажение команды К5 и первого повтора этой команды.

Полагаем положительную логику функционирования устройства.

Формирователь 1 команд на информационном выходе вырабатывает импульсы, длительность которых соответствует длительности передаваемых команд по прямому каналу. Эти импульсы формируются сразу же по окончании действия сигналов, подаваемых на инверсный вход запуска формирователя 1 команд. Длительность последней сформированной команды фиксируется в формирователе 1 команд посредством подсчета импульсов от первого 3 генератора тактовых импульсов. Импульс повтора команды может быть считан на информационном выходе формирователя 1 команд посредством тех же тактовых импульсов от генератора 3 по окончании действия сигнала, подаваемого на вход запуска повтора команды формирователя 1 команд.

Длительность формируемой команды или сигнала стирания фиксируется в формирователе 2 квитанций во время действия импульса команды или сигнала стирания на информационном входе формирователя 2 квитанций посредством тех же импульсов от генератора 3. Импульсы квитанций на команды или сигналы стирания формируются на информационном выходе формирователя 2 квитанций сразу же после окончания действия единичного сигнала на информационном входе формирователя 2 посредством тактовых импульсов от второго 4 генератора тактовых импульсов.

Генераторы тактовых импульсов 3 и 4 вырабатывают периодические последовательности импульсов периодов следования соответственно τ₁ и τ₂. Для повышения точности моделирования величина τ₁ должна быть не более величины 0,01 Т_min, где Т_min минимальная длительность из длительностей команд, либо сигнала стирания. Длительность Т₁ команд или сигнала стирания с длительностью Т₂ свертки (квитанции) на эти команды или сигнал стирания связаны соотношением T₂=T₁ .

Суммирующий счетчик 7 осуществляет подсчет количества команд, свертки (квитанции) которых без искажения приняты передающей стороной по обратному каналу. По достижении определенного числа на выходе переполнения счетчика 7 формируется высокий потенциал, прекращающий процесс передачи команд.

Единичное состояние первого 8 триггера соответствует ситуации, когда команда или сигнал стирания, передаваемые на приемную сторону, исказились в прямом канале под действием помех, вырабатываемых первым 5 генератором импульсов помех. Аналогично, единичное состояние второго 9 триггера соответствует ситуации, когда свертка (квитанция) команды или сигнала стирания, передаваемая на передающую сторону, исказилась в обратном канале под действием помех, вырабатываемых вторым 6 генератором импульсов помех.

Первый 5 и второй 6 генераторы импульсов помех вырабатывают короткие по длительности случайные импульсы с определенными законами распределения вероятностей интервалов времени между соседними импульсами. Триггеры 8, 9, 10 переводятся в нулевое состояние задними фронтами импульсов, действующих на их инверсные нулевые входы. В единичное состояние триггеры 8 и 9 переводятся передними фронтами импульсов, подаваемых на их единичные входы. Триггер 10 в единичное состояние переводится задними фронтами импульсов, подаваемых на его инверсный единичный вход.

Формирователь импульсов 11 формирует короткие по длительности импульсы во время действия на его инверсный вход запуска задних фронтов импульсов.

Формирователь 22 интервалов стирания вырабатывает импульсы, длительность которых соответствует длительности передаваемых сигналов стирания по прямому каналу. Эти сигналы формируются сразу же по окончании действия сигналов, подаваемых на инверсный вход запуска формирователя 22.

Время задержки элемента задержки 12 определяется временем срабатывания суммирующего счетчика 7.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно предположим, что триггеры 8, 9 и 10 находятся в нулевом состоянии.

По сигналу, поступающему на вход 24 запуска устройства, обнуляется суммирующий счетчик 7 и через первый 20 элемент ИЛИ запускается формирователь 1 команд, который формирует на своем информационном выходе единичный сигнал, длительность которого соответствует длительности передаваемой команды по прямому каналу. Длительность этой команды косвенно фиксируется формирователем 1 команд и формирователем 2 квитанций посредством подсчета за длительность команды числа тактовых импульсов от первого 3 генератора тактовых импульсов.

Сразу после окончания действия импульса команды устройство переходит в режим имитации передачи свертки (квитанции) команды по обратному каналу на передающую сторону посредством тактовых импульсов от второго 4 генератора тактовых импульсов. В течение длительности квитанции на информационном выходе формирователя 2 квитанций присутствует единичный потенциал, по истечении которого во время перепада единичного потенциала в нулевой на выходе формирователя импульсов 11 сформируется короткий по длительности импульс, который пройдет через открытый нулевым потенциалом с выхода второго 21 элемента ИЛИ пятый 17 элемент И и на его выход и далее на выход открытого единичным потенциалом с инверсного выхода третьего 10 триггера шестого 18 элемента И. Этот импульс на выходе элемента И 18 сигнализирует об окончании имитации передачи квитанции на передающую сторону и является разрешением на передачу следующей команды. В устройстве этот импульс, во-первых, увеличивает на единицу состояние суммирующего счетчика 7, поступая на его суммирующий вход, что означает, что в системе с информационной обратной связью передается неискаженной первая команда и на нее получена неискаженная квитанция, во-вторых, проходя через элементы задержки 12, И 13 и ИЛИ 20 на вход запуска формирователя 1 команд, дает разрешение на формирование следующего импульса-команды.

Если же во время имитации передачи команды или квитанции на нее в прямом или обратном каналах соответственно действуют сигналы помех, формируемые соответственно первым 5 или вторым 6 генераторами импульсов помех, то эти сигналы через открытые соответственно второй 14 или третий 15 элементы И переведут в единичное состояние первый 8 или второй 9 триггеры, единичные потенциалы с прямых выходов которых через элемент ИЛИ 21 закроют элемент И 17 и откроют четвертый 16 элемент М. В этом случае импульс, сформированный формирователем импульсов 11, пройдет через элемент И 16 и своим задним фронтом переведет в единичное состояние третий 10 триггер, вследствие чего откроется седьмой 19 элемент И, и запустится формирователь 22 интервалов стирания. На выходе формирователя 22 будет формироваться единичный потенциал сигнала стирания команды, которая сама или квитанция на нее были искажены.

Длительность сигнала стирания через третий 23 элемент ИЛИ зафиксируется в формирователе 2 квитанций по вышеприведенному алгоритму, после чего формирователь 2 квитанций на своем информационном выходе выработает квитанцию на сигнал стирания. После окончания формирования импульса формирователем 11 триггеры 8 и 9 переводятся в нулевое состояние. Если сигнал стирания и квитанция на него не будут подвергнуты искажениям, то импульс, сформированный формирователем 11, пройдет через элементы И 17 и 19 на вход запуска повтора команды формирователя 1 команд, чем вызовет формирование последним на его информационном выходе повтор длительности команды, которая была искажена сама или квитанция на нее, а также обнулит триггер 10.

Если же сигнал стирания или квитанция на него исказятся, то устройством будет повторена имитация передачи сигнала стирания и квитанции на него.

В случае, если устройством будет промоделирована неискаженная передача сигналов повтора команды и квитанции на нее, то импульс, сформированный формирователем 11, пройдет через элементы И 17 и 18, что явится разрешением на формирование следующего сигнала команды формирователем 1 команд.

Если же сигнал повтора команды или квитанции на нее опять будут искажены, то повторная передача будет повторена снова после моделирования неискаженных передач сигнала стирания и квитанции на него.

После имитации неискаженной передачи числа команд, которое определяется появлением единичного потенциала на выходе переполнения суммирующего счетчика 7, элемент И 13 запирается и сигнал разрешения передачи очередной команды через него не проходит, чем прекращается моделирование передачи информации в системе с информационной обратной связью.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее формирователь команд, формирователь квитанций, первый и второй генераторы импульсов помех, суммирующий счетчик, первый, второй и третий триггеры, формирователь импульсов, элемент задержки, первый и второй генераторы тактовых импульсов, с первого по седьмой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, причем вход запуска устройства является установочным входом суммирующего счетчика и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска формирователя команд, тактовый вход которого соединен с выходом первого генератора тактовых импульсов и с первым тактовым входом формирователя квитанций, второй тактовый вход которого подключен к выходу второго генератора тактовых импульсов, выход переполнения суммирующего счетчика и выход элемента задержки соединены соответственно с инверсным и прямым входами первого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго генераторов импульсов помех соединены с первыми входами соответственно второго и третьего элементов И, выходы которых подключены к единичным входам соответственно первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым и инверсным входами соответственно четвертого и пятого элементов И, выход формирователя квитанций подключен к второму входу третьего элемента И и к инверсному входу запуска формирователя импульсов, выход которого соединен с инверсным нулевым входом второго триггера, с вторым входом четвертого и прямым входом пятого элементов И, инверсный и прямой выходы третьего триггера подключены к первым входам соответственно шестого и седьмого элементов И, отличающееся тем, что в него введены формирователь интервалов стирания и третий элемент ИЛИ, причем выход шестого элемента И соединен с суммирующим входом суммирующего счетчика и с входом элемента задержки, выход седьмого элемента И подключен к входу запуска повтора команды формирователя команды, информационный выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу формирователя квитанций и второму входу второго элемента И, выход четвертого элемента И соединен с инверсным единичным входом третьего триггера и с инверсным входом запуска формирователя интервалов стирания, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход пятого элемента И подключен к инверсному нулевому входу третьего триггера и к вторым входам шестого и седьмого элементов И, выход формирователя импульсов соединен с инверсивным нулевым входом первого триггера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3