Устройство для моделирования тракта передачи данных

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналмстических

Республик (1) 926665 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За я влеио 21.02.80 (21) 2887321/18-24 с присоединением заявки М (28) Приоритет (51)М. Кл.

G 06 F 15/20

3Ьсударстаанлый каиитет

СССР по аелаи изобретений и открытий.Опубликовано 07.05-82 Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 07.05,82 (53) УДК 681.333 (088;8) (72) Авторы изобретения

Г. В. Дружинин, В. М. Крылов, Е. А. Коваль, Е.,О.Ядрцовскнй= —.---и А. М. Шестопалова с .

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта;. (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАКТА ПЕРЕДАЧИ

ДАННЫХ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для исследования трактов передачи данных в автоматизированных системах управления.

Известно устройство для моделирования каналов передачи данных, содержащее генератор случайных импульсов, триггер, функциональные преобразователи, элементы ИЛИ, блок сравнения, выход генератора подключен к входу первого. элемента ИЛИ и входу элемента задержки, выход элемента ИЛИ соединен с входом первого функционального преобразователя, выход которого через элементы ИЛИ подключен к входу схемы сравнения и входу триггера (1).

Недостаток устройства состоит в том, что с его помощью невозможно моделировать возникновение неисправностей (отказов) каналов связи н, следовательно, нельзя получать точные достоверные данные о их качестве.

Известно также устройство для моделирования тракта передачи дискретной информации, содержащее элементы И, ИЛИ, счетчик, 2 дешифратор датчики искажений элемент задержки, выход которого через элементы

ИЛИ присоединены к входам датчиков искажений (2) .

Устройство позволяет имитировать отказы каналов связи типа "сбоев", приводящих к искажению цифровых сигналов "0" и "1".

Недостатком устройства является отсутствие воэможности моделировать полные отказы и восстановления каналов тракта передачи данных, что затрудняет получение достоверных оценок качества их функционирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования тракта передачи данных, содер1$ жащее генератор, блок формирования тестовых сигналов, датчик случайных последовательностей, блок формирования сбоев, выход которого через элемент антисовпадений соединен с датчиком случайной последователь20 ности, а выход блока формирования тестовых сигналов через генератор подключен к входу блока формирования сбоев. Устройство позволяет учитывать восстановление ин926665

40

5Ü

3 формации на приемной станции при различных отношениях сигнал/шум в каналах тракта (3 .

Однако данное устройство не обеспечивает получение точных данных о качестве работы трактов передачи цанных поскольку не позволяет моделировать отказы и восстановления каналов. Кроме того, устройство не позволяет учесть ошибки в распределении по каналам тракта потоков информации при генерировании абонентами инициативных сигналов запросов.

Цель изобретения — повышение точности и достоверности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования тракта передачи данных, содержащее генератор случайных напряжений, выход которого подключен к входу блока нелинейных элементов, первЬ1й выход которого соединен с входом .управляемого генератора импульсов, два датчика случайных последовательностей, два переключателя, первые входы которых соединены с соответствующими выходами блока счетчиков, а выходы переключателей соединены соответстве но с первым и вторым входами коммутатора, выход которого подключен к первому вхо ду блока счетчика, введены два генератора случайных импульсов, два элемента ЗАПРЕТ и блок интегратора, вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом блока нелинейных- элементов и с третьим входом коммутатора, первый и второй выходы управляемого генератора импульсов соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ЗАПРЕТ, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков случайных последовательностей,. выходы первого и второго элементов ЗАПРЕТ подключены соответственно к вторым входам первого и второго переключателей,. третьи входы которых подключены соответственно к первым выходам первого и второго генераторов случайных импульсов, вторые выхоцы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока счетчиков.

На чертеже представлена блок-схема уст- . ройства для моделирования тракта передачи данных.

Устройство содержит генератор 1 случайных напряжений, блок 2 нелинейных элементов, управляемый генератор 3 импульсов, блок 4 интеграторов, датчики 5 и 6 случайных последовательностей, элементы 7 и 8

ЗАПРЕТ, переключатели 9 и 10, коммутатор

ll, генераторы 12 и 13 случайных импульсов и блок 14 счетчиков.

Генератор 1 представляет собой источник стационарных случайных напряжений с нор мальным законом распределения мгновенных амплитудных значений. Выход генератора 1 подключен к входу блока 2 нелинейных элементов.

Блок 2 содержит типовые узлы — нелинейные элементы для получения требуемых законов распределения случайных напряжений. В качестве нелинейных элементов могут использоваться стандартные блоки нелинейностей аналоговых вычислительных машин.

Первый выход блока 2 соединен с входом генератора 3 а второй — с входом блока

Ф

4 операционных усилителей.

Генератор 3 представляет собой управляемый генератор импульсов, появление которых на входах элементов ЗАПРЕТ 7 и 8 имитирует сбои в передаче информации по каналам тракта;

Блок 4 содержит стандартные усилители

АВМ с большим коэффициентом усиления, охваченные отрицательной обратной связью через конденсаторы. С помощью операцион, ных усилителей запоминаются и интегрируются случайные напряжения. Выход блока 4 соединен с входом коммутатора 11.

Датчики 5 и 6 случайных последовательностей содержат импульсные релаксаторы и служат для моделирования кодограмм, пере30 даваемых абонентами с одного объекта АСУ на другой. Выходы датчиков 5 и 6 через логические элементы ЗАПРЕТ подключены к входам переключателей 9 и 10 соответственно.

Переключатели 9 .и 10 необходимы для включения исправных и отключения неисправных каналов связи тракта передачи данных.

Переключатели 9 и 10 состоят из типовых коммутирующих элементов релейного типа.

Выходы переключателей подключены к входам коммутатора 11.

Коммутатор ll содержит бесконтактные электронные элементы, с помощью которых размыкаются и замыкаются электрические цепи каналов связи между абонентами

АСУ. В качестве бесконтактных элементов могут использоваться диодные, тиристорные, транзисторные или оптронные функциональные узлы, Выход коммутатора 11 соединен с первым входом блока 14 счетчиков, к второму и третьему входам которого подключены генераторы 12 и 13, служащие для формирования инициативных сигналов абонентов приемной и передающей станций.

Генераторы 12 и 13 представляют собой типовые генераторы кодовых комбинаций импульсов.

926665 6

Устройство работает следующим образом.

В генераторе 1 образуются эргодические стационарные случайные сигналы в виде электрических напряжений с нормальным законом распределения мгновенных амплитудных значений. Эти сигналы поступают на вход блока 2 нелинейных элементов, где они преобразуются в случайные величины с заданными законами распределения.

С первого выхода блока 2 на вход гене- Io ратора 3 подаются сигналы, образующие случайные последовательности импульсов.

Каждый- импульс имитирует сбой. Временные интервалы между импульсами представляют случайные величины. Интенсивности следова- и ния импульсов соответствуют интенсивности появления сбоев при передаче кодограмм по каналам связи.

Импульсы с первого и второго выходов генератора 3 поступают на запрещающие 20 входы логических элементов ЗАПРЕТ, на разрешающие входы которых с выходов датчиков случайных последовательностей 5 и б подаются сигналы, имитирующие передаваемые по каналам связи кодограммы. 25

Мгновенные амплитудные значения напря® жений, поступившие на вход блока 4 интеграторов, фиксируются, запоминаются и ин- . тегрируются. На выходах операционных усилителей, число которых равно удвоенному зо количеству каналов связи, формируются интервалы времени, пропорциональные длительностям безотказной работы и времени восстановления отказавших каналов связи. На каждый KRHRJI связи приходится два инте гратора: один служит для имитации отказов, другой — для имитации восстановления.

Законы распределений длительностей безотказной работы и времени восстановлений (ремонта) каналов связи задаются в блоке

2. Характеристики законов распределения могут быть как постоянными, так и изменя. ющимися во времени согласно функциональных зависимостей, устанавливаемых в соответствии с реальными условиями эксплуатации трактов передачи данных.

Электронные модели каналов связи в коммутаторе 11 управляются сигналами с выхода блока 4 интеграторов. Во время безотказной работы каналов связи коммутационные элементы моделей каналов связи нахо1 дятся в замкнутом состоянии: кодограммы по ним передаются от одного абонента к

2,ругому.

При моделировании отказов (обрывов) каналов связи сопротивления элементов увеличиваются до предельно возможных значений, ключи закрываются и передача кодограмм прекращается. По истечении интервалов времени, пропорциональных длительностям ремонта каналов, сопротивления ключевых элементов моделей каналов связи уменьшаются до нулевых .значений и передача кодограмм возобновляется.

Масштабы времени безотказной работы и восстановления каналов связи задаются выбором параметров цепей обратных связей операционных усилителей блока 4.

Благодаря наличию в устройстве генераторов 12 и 13 в ходе моделирования становится возможным рассмотрение таких ситуаций, когда каждый абонент в зависимости от требований предъявляемых к качеству передачи

t данных, а также приоритета прйнимаемой информации, может выбрать определенные типы каналов (выделенные, телеграфные, телефонные, широкополосные, коммутируемые, арандованные и др.), прц этом каждый из этих типов каналов обеспечивает информационное взаимодействие территориально удаленных объектов АСУ и включается с помощью переключателей 9 и 10 по соответствующим кодовым командам от генераторов 12 и 13. . Одновременно с выбором требуемого типа каналов связи инициативные кодовые сигналы поступают на второи и третий входы блока 14 счетчиков, в которых помимо данных о количестве исправных и восстанавливаемых каналов связи фиксируются сведения о числе удовлетворенных запросов. По данным, зафиксированным в счетчиках, находятся статические оценки качества функциониро. вания тракта передачи данных, например, среднее время безотказной работы, среднее время восстановления, интенсивность отказов каналов связи, коэффициент оперативной готовности каждого канала н всего тракта в целом, среднее время ожидания заявок (запросов) на передачу информации из-эа отказов каналов связи и др.

Таким образом, введение в устройство до. нолнительных блоков позволяет осуществить более точное и достоверное исследование качества и надежности работы трактов передачи данных. Становится возможным оценивание степени приспособленности трактов передачи дыпых между взаимодействующими объектами АСУ с учетом случайных процессов отказов и восстановлений каналов. связи.

При моделировании принимаются во внимание требования абонентов к качеству передаваемой информации и к типам используемых каналов связи.

Это обеспечивает высокие технико-эконо; мические, характеристики предлагаемого устройства, применение которого при создании усовершенствованных трактов передачи данСоставитель А. Карасов

Техред А.Бабинец Корректор А. Гриценко

Редактор И, Тыкей

Заказ 2983/42 Тирад 732 ° Подписное

ВНИИПИ Государсгвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

7 9266 ных обусловливает достижение совокупности свойств первостепенной важности: своевременности обмена информацией с заданной вероятностью, надежностью, качество и достоверность передачи кодограмм при минимальных экономических затратах.

Применение предлагаемого устройства s

5 — 6 раз сокращает трудозатраты на определение точных и достоверных статистических оценок показателей качества функционирования трактов передачи данных.

Формула изобретения

Устройство для моделирования тракта передачи данных, содержащее генератор случайных напряжений, выход которого подключен к входу блока нелинейных элементов, первый выход которого соединен с входом управляемого генератора импульсов, два датчика случайных последовательностей, два переключателя, первые входы которых соединены с соответствующими, выходами блока счетчиков, а выходы переключателей соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока счетчиков, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит два гене65 8 ратора случайных импульсов, два элемента

ЗАПРЕТ и блок интеграторов, вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом блока нелинейных элементов и стретьим входом коммутатора, первый и второй выходы управляемого генератора импульсов соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ЗАПРЕТ, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков случайных последовательностей, выходы первого и второго элементов ЗАПРЕТ подключены соответственно к вторым входам первого и второго переключателей, третьи входы которых подключены соответственно к первым выходам первого и второго генераторов случайных импульсов, вторые выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока счетчиков.

Источники информации, прйнятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N" 605218, кл. G 06 F 15/20, от 1978 r.

2. Авторское свидетельство СССР N 656045, кл. G 06 G 7/48, от 1979 г.

3, Авторское свидетельство СССР No 516044, кл. G 06 F 15/36, 1976 г. °, 1