Способ оценки эффективности информационного обмена системы связи
Владельцы патента RU 2602347:
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к электросвязи, в частности к способам оценки информационного обмена в системах связи. Техническим результатом изобретения является повышение точности оценки КПД передачи информации за счет учета воздействия на систему связи помех путем дополнительной оценки параметра помехоустойчивости и уточнения с ее помощью оценки КПД передачи информации. Способ содержит этапы: за выбранный интервал времени определяют КПД передачи информации системы связи и логарифм вероятности ошибки приема одиночной элементарной посылки для фиксированного отношения сигнал/помеха, по полученным значениям вычисляют параметр - КПД передачи информации системы связи с учетом воздействия помех, выраженный в процентах и показывающий степень близости системы связи к ее предельным возможностям по передаче информации при текущих условиях помехоустойчивости информационного обмена.
Изобретение относится к электросвязи, в частности к способам оценки информационной эффективности систем связи. Оно может быть использовано при создании новых и совершенствовании существующих каналов связи, узлов коммутации, автоматизированных систем управления, локальных вычислительных сетей, сетей связи с коммутацией сообщений, сетей связи с коммутацией пакетов, в том числе быстрой коммутацией пакетов в условиях воздействия помех.
Известен способ оценки информационной эффективности системы связи (патент RU №2477928, H04L 29/00, 20.03.2013 Бюл. №8). взятый в качестве прототипа.
Сущность прототипа заключается в том, что в качестве универсального обобщенного параметра, характеризующего информационные возможности системы связи и показывающего степень близости ее к предельным возможностям по передаче информации, используют коэффициент полезного действия (КПД) передачи информации (η), для этого измеряют: среднее за выбранный интервал времени общее количество находящейся в системе связи информации в блоке запоминающих устройств и в блоке устройств передачи информации, а также среднюю за этот же интервал времени производительность системы связи; после чего вычисляют кибернетическую мощность (KW) системы связи, а также измеряют: емкости буферов блока запоминающих устройств и пропускные способности каналов связи блока устройств передачи информации; после чего вычисляют полную кибернетическую мощность системы связи (KWполн) и с учетом полученных результатов определяют:
где KW=Ν·G|Т - кибернетическая мощность системы связи; N - измеренное количество информационных сообщений в системе связи; G - измеренная производительность системы связи; Τ - выбранный временной интервал усреднения; 
- полная кибернетическая мощность системы связи; Ni - измеренные емкости каждого буфера блока запоминающих устройств; 
- измеренные суммарные пропускные способности каналов связи блока устройств передачи информации для каждого элемента блока запоминающих устройств; n - количество буферов блока запоминающих устройств; s - число каналов связи блока устройств передачи информации для обслуживания каждого i-го буфера блока запоминающих устройств.
Недостаток способа заключается в низкой точности оценки КПД передачи информации, которая обусловлена тем, что при ее определении не учитывают воздействие на систему связи помех, оказывающих существенное влияние на качество информационного обмена.
Техническим результатом изобретения является повышение точности оценки КПД передачи информации за счет учета воздействия на систему связи помех путем дополнительной оценки параметра помехоустойчивости и уточнения с ее помощью оценки КПД передачи информации.
Указанный технический результат достигается тем, что за выбранный интервал времени определяют КПД передачи информации системы связи и логарифм вероятности ошибки приема одиночных элементарных посылок, из которых состоят информационные сообщения, для фиксированного отношения сигнал/помеха [Головин О.В., Простов С.П. «Системы и устройства коротковолновой радиосвязи». - М.: Горячая линия - Телеком, 2006 г. - С. 66-67], по полученным значениям вычисляют параметр - КПД передачи информации системы связи с учетом воздействия помех, выраженный в процентах и показывающий степень близости системы связи к ее предельным возможностям по передаче информации при текущих условиях помехоустойчивости информационного обмена.
Сущность изобретения заключается в том, что за выбранный интервал времени измеряют среднее количество информации, находящейся в системе связи, и производительность системы связи, емкости буферов запоминающих устройств и пропускные способности каналов системы связи и вычисляют на их основе КПД передачи информации η системы связи, дополнительно за выбранный интервал времени определяют общее число одиночных элементарных посылок, переданных в системе связи Nобщ. и число ошибочно принятых одиночных элементарных посылок при фиксированном отношении сигнал/помеха Nош и при 
уточняют значение КПД передачи информации
где ηпом - КПД передачи информации системы связи с учетом воздействия помех, 
- вероятность ошибки приема одиночной элементарной посылки.
Учет воздействия помех на систему связи путем дополнительной оценки параметра помехоустойчивости системы связи - 
согласно известным источникам [Харкевич А.А. «Очерки общей теории связи». - М.: Рипол Классик, 2013 г. - С. 134] и проведенным исследованиям (например, даже при Рош=0,2 значение КПД передачи информации снижается на 30% от первоначального значения без учета воздействия помех) позволяет существенно повысить точность оценки КПД передачи информации. Это, в свою очередь, позволяет своевременно реагировать на изменения условий помеховой обстановки, прогнозировать и определять меры, направленные на повышение информационной эффективности системы связи (выделение дополнительного сетевого ресурса или проведение мероприятий по обеспечению помехоустойчивости информационного обмена).
Способ оценки эффективности информационного обмена системы связи, осуществляется следующим образом. Определение КПД передачи информации η системы связи без учета воздействия помех производят по известному прототипу способа [патент RU №2477928, H04L 29/00, 20.03.2013 Бюл. №8]. Для уточнения значения КПД передачи информации за выбранный интервал времени дополнительно определяют общее число переданных одиночных элементарных посылок Nобщ и число ошибочно принятых одиночных элементарных посылок, из которых состоят информационные сообщения, при фиксированном отношении сигнал/помеха Nош путем их подсчета с помощью счетчиков. Производят операцию деления посчитанных значений с использованием делителя и определяют вероятность ошибки приема одиночной элементарной посылки . Сравнивают в схеме сравнения полученное значение вероятности ошибки с пороговым значением Рош=0,1. В случае если значение Рош≥0,1, вычисляют десятичный логарифм вероятности ошибки с инверсией по знаку -log Pош в блоке логарифмирования, в противном случае вычисление не производят. Затем в перемножителе производят перемножение полученных значений КПД передачи информации η системы связи без учета воздействия помех и логарифма вероятности ошибки приема одиночной элементарной посылки, в результате чего получают значение КПД передачи информации с учетом воздействия помех ηпом. Все представленные выше операции подсчета, сравнения, логарифмирования и умножения могут быть реализованы, например, с использованием микроконтроллера [Белов А.В. Самоучитель разработчика устройств на микроконтроллерах AVR. - С.-Пб.: Наука и Техника, 2008. - 544 с. ].
Новизна предложенного способа состоит в том, что он позволяет учесть в параметре ηпом не только характеристики передачи информации, но и показатель помехоустойчивости системы связи. В выражении (1) значение КПД η определяет информационные характеристики системы связи и выражает в процентах степень близости системы связи к ее предельным возможностям по передаче информации, а логарифм вероятности ошибки приема одиночной элементарной посылки для фиксированного отношения сигнал/помеха отражает помехоустойчивость информационного обмена. Наиболее совершенной в соответствии с этими критериями является система, обладающая наибольшим значением КПД передачи информации при заданной помехоустойчивости или наибольшей помехоустойчивостью при заданном значении КПД. Основным достоинством получаемой оценки является четкий физически смысл параметра, подтверждаемый тривиальными расчетами и измерениями.
Доказательством технической реализуемости способа оценки информационного обмена системы связи является то, что для его осуществления требуются стандартные элементы микроэлектроники, существующие средства измерительной и вычислительной техники, а также программное обеспечение, основой которого являются элементарные математические операции.
Способ оценки эффективности информационного обмена системы связи, заключающийся в измерении за выбранный интервал времени среднего количества информации, находящейся в системе связи, и производительности системы связи, емкостей буферов запоминающих устройств и пропускных способностей каналов системы связи и вычислении на их основе КПД передачи информации η системы связи, отличающийся тем, что за выбранный интервал времени дополнительно определяют общее число одиночных элементарных посылок, переданных в системе связи Nобщ, и число ошибочно принятых одиночных элементарных посылок при фиксированном отношении сигнал/помеха Nош и при 
уточняют значение КПД передачи информации
где ηпом - КПД передачи информации системы связи с учетом воздействия помех, 
- вероятность ошибки приема одиночной элементарной посылки.
