SU1283785A1 - Устройство дл моделировани канала передачи дискретной информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и предназначено дл  исследовани  характеристик систем передачи цифровой информации при воздействии импульсных помех. Цель изобретени  - повышение точности моделировани  при нестационарном потоке помех в канале св - и. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, делитель частоты импульсов, счетчик длины кода, генератор импульсов передаваемого кода, блок сравнени , блок управлени ,блок формировани  помехи, коммутатор,блоки задани  параметров помех, генератор импульсов признака нестационарности , генератор импульсов длитель- ности интервалов нестационарности. 9 ил. . I (Л

Description

ю

00 САЭ -4

00

сл

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  исследовани  характеристик систем передачи цифровой информации при воздействии импульсных помех.

Цель изобретени  - повышение точности мЬделировани  при нестационарном потоке помех в канале св зи.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства , на фиг.2 - функциональна  схема блока управлени , на фиг.З - функциональна  схема счетчика длины .кода; на фиг.4 - функциональна  схема генератора импульсов передаваемого кода; на фиг,5 функциональна  схема блока, сравнени ; на фиг.6 функциональна  схема блока формировани  помехИ; на фиг„7 - функционалЪ на  схема коммутатора, на фиг,8 -- функциональна  схема блока задани  параметров помехи; на фиг, 9 - временные диаграм Шр по сн ющие работу устройства.

Блок-схема устройства моделиро- вани  г-санала передачи дискретной информации (фиг.1) содержит вход 1 за .пуска, генератор 2 тактовых импуль- сов, делитель 3 частоты импульсов, блок 4 управлени  5 счетчик 5 длины кода, генератор 6 импульсов передаваемого кода, блок 7 сравнени , выходы 8 устройства, третий выход 9 устройства, четвертый выход 10 устройства , п тый выход 11 устройства3 шестой, выход 12 устройства, седьмой выход 13 устройства, блок 14 формировани  помехи., коммутатор 15,групп . блоков 16 задани  пг1раметров помехи генератор 17 импульсов длительности интертзалов нестационарности генератор 18 импульсов признака нестационарностк

Блок управлени  4 (фиг.2) содер- жит вход 19, первый элемент И 20, кольце;зЬй регистр сдвига 21, соот- вгтстБа:,;но первый 22. второй 23, третий 2-1 к четвертый 25 выходы,второй вход 26, второй элемент И 27, трети вход 2оэ п тьд4 выход 29.

Счетчик длины кода 5 (фиг.З) со- дерлшт вход 30, счетчик 31, дешифратор 32, формирователь 33, йыход 34. Генератор импульсов передаваемого кода 6 (фиг,4) содер;кит первый 35, второй 35 и. третий 37 элементы И,генератор 38 пуассоновского потока импульсов , кольцевой регистр 39 сдви5

5 0 5 0

5 0

5

га, первый 40 и второй 41 элементы ИЛИ.

Блок 7 сравнени  (фиг.5) содер- лшт первый 42 и второй 43 элементы И, входы 44 и 45, элемент ИЛИ 46,счетчик 47, дешифратор 48, элемент 49 задержки, формирователь 50 сигнала.

Блок формировани  помехи 14 (фиг. 6) содержит первый вход 51, первый 52 и второй 53 формирователи импульсов, четвертый элемент И 54, первый 55, второй 56 и третий 57 триггеры, второй вход 58, третий 59 и четвертый 60 входы, первый 61 и второй 62 элементы И, первый одновибратор 63 и третий элемент И 64.

Коммутатор 15 (фиг.7) содержит входы 65, элементы ИЛИ 66.

Блок задани  параметров помех 16 (фиг.8) содержит генератор 67 временных интервалов, генератор 68 дли- гельности помехи, генератор 69 знака помехи, генератор 70 амплитуды помехи , вход 71. Кроме того, блок 14 включает второй однов ибратор 72.

Устройство работает следующим образом .

Весь интервал функционировани  системы разбиваетс  на отрезки слу- ча:йной длины, которые характеризуютс  стационарными распределени ми: Bt (t) - функци  распределени  длительности помеху Ai(t) - функци  распределени  амплитуды помехи;В(1) - функци  распределени  интервала времени между любыми двум  соседними помехами,

По сигналу запуска на входе 1 за- пуска запускаетс  генератор 2 тактовых импульсов, которь й выдает со своего выхода последовательность пр моугольных импульсов с частотой,котора  подаетс  на вход 19 блока 4 управлени . Первый импульс генератора 2 вызывает срабатывание регистра 21,в результате чего на первом раз- Р51ДНОМ выходе 22 регистра 21 по вл етс  сигнал, который вызывает срабатывание генератора интервалов 67 (фиг,8) в блоке , определени  параметров помехи, на вход которого подан сигнал разрешени  с генератора 18.

Генератор интервалов 67 работает по принципу генерации импульса,длительность которого распределена во времени согласно функции распределени  D(t) - дистанции до помехи дл 

i-го состо ни  нестационарности.Таким образом, на выходе генератора 67 блока 16; сформирован импульс, длительностью равный времени до момента по влени  помехи в канале.

Сигнал через коммутатор 15 (фиг.7 подаетс  на вход 51 блока J4 формировани  помехи. По вление сигнала на входе 51 блока 14 осуществл ет сброс первого 55, второго 56,третье- го 57 триггеров, закрывает элемент И 54, в результате чего на выходе 26 блока 14 пропадает сигнал на врем , равное длительности сигнала на первом входе 51 блока. По заднему фрон- ту сигнала на входе 51 формирователь 52 запускает одновибратор 63,который генерирует импульс длительностью 3 tft, где tn период следовани  импульсов генератора тактовых импуль- сов 2, и вызывает исчезновение сигнала с выхода 26. Исчезновение сигнала с .входа 26 блока 4 управлени  на врем  длительности сигнала на входе 51 блока 14 вызывает затормажи- вание регистра 21 на врем  интервала между помехами, длительность которого задаетс  генератором 67.

.Каждый i-й интервал нестационарности характеризуетс  функцией Wc(t) пребывани  канала в i-м состо нии (интервал нестационарности). Наступление i-ro интервала нестационарности характеризуетс  интенсивностью с i его воз-

Un

вуют заданньм интенсивност х интервалов нестационарности.

Потенциал на i-м выходе генератора 18 свидетельствует о том, что в канале зафиксировано наступление i-r интервала нестационарности с распределени ми А; (t) , Bi(t), D-, (t) , характеризующими помехи в канале.

Потенциал с выхода генератора 18 подаетс  на информационный вход 71 блока задани  параметров помех 16. и вход генератора 17. Последний выдает на своем выходе импульс, длительность которого определ етс  в соответствии с функцией распределени  W (t).

Таким образом, промоделирован процесс по влени  i-ro интервала (состо ни ) нестационарности длительностью t; .

После окончани  импульса на вхо- де 51 блока 14 вновь по вл етс  сигнал на входе 26 блока 4 и следующий импульс генератора 2 вызывает срабатывание регистра 21, на втором разр дном выходе 23 которого по вл етс  сигнал, вызывающий срабатывание генератора амплитуды помехи 70 в блоке 16.

Сигнал на выходе генератора 70 по вл етс  в том случае, если амплитуда помехи не превышает пороговое, наперед заданное значение сигнала

, что свидетельствует об неиска

никновени  за врем  -функционировани  35 жении сигнала помехой, отсутствие

канала. Предполагаетс , что событи , по влени  1-х интервалов нестационарности  вл ютс  взаимонезависимыми Сигнал запуска на вход 1 подаетс  практически одновременно с подачей питани . В это врем  на выходе 28 генератора 17 длительности интервала нестационарности нет сигнала, а на выходе 26 блока 14 формировани  помехи etTb сигнал, вследствие чего по вл етс  сигнал опроса на выходе 29 блока управлени  4. Данный сигнал подаетс  на вход Генератора 18 импульсов признака нестационарности и вызывает его срабатывание.

При этом в генераторе 18с приходом импульса по входу. 29 на одном. из выходов будет зафиксирован потенциал (на врем  длительности импуль- са по входу 29).

Интенсивности по влени  импульсов на .выходах генератора 18 соответстсигнала на выходе генератора 70 свидетельствует об искажении сигнала в канале св зи.

Сигнал генератора 70 через коммутатор 15 подаетс  на четвертый вход 60 блока 14. Следующий импульс генератора 2 вызывает по вление сигнала на третьем 24 выходе блока 4 управлени , который вызывает срабатывание генератора 69 знака помехи.

По вление импульса на выходе генератора 69 свидетельствует о том, что помеха - положительной пол рности , а отсутствие - о том, что помеха отрицательной пол рности.

Сигнал генератора 69 через коммутатор 15 подаетс  на третий вход 59 блока 14. Очередной импульс генератора 2 вызывает по вление сигнала на четвертом 25 выходе блока 4 управлени , который вызывает срабатывание генератора 68 длительности помехи в блоке 16(. Импульс на выходе генератора 68 по длительности соответствует функции распределени  В;(t) - длительности помехи в i-м состо нии процесса нестационарности.

Потенциал с выхода через комму- татор 15 подаетс  на второй вход 58 блока формировани  помехи 14. В блоке 14 (если помеха не вносит искажений в код) вначале импульс поступает на вход 60 и по его переднему фронту записываетс  единица в третий триггер 57, который сигналом со своего пр мого выхода закрывает элементы И 61 , и И 62, и на первом 42 и втором 43 выходах блока в течение этого цикла iie по вл ютс  сигналы независимо от того, какие сигналы придут на остальные входы блока 14. Если импульс не. поступит на четвертый 60 вход блока 14, то триггер 57 остаетс  в нулевом состо нии и это будет соответствовать амплитуде помехи , большей порога срабатывани  первой решающей схемы канала.

В следующем также работы приходит импульс на третий 59 вход блока 14, Этот импульс записывает во второй 56 триггер единицу, что соответствует помехе пололсительного знака. При отсу;гствии импульса на третьем 59 входе триггер 56 остаетс  в нулевом состо нии, что соответствует помехе отрицательного знака. В зависимости от состо ни  триг гера сигнал будет подан с него либо на элемент И 61, либо на элемент И 62, В следующем такте работы приходит сигнал на второй вход 58 блока 14, который задает своей длительностью длительность помехи. Этот сигнал записывает в первый 56 триггер единицу и закрывает элемент И 54. Сигнал пр мого выхода первого 55 триггера подаетс  на вторые входы элементов И 61, 62, в результате чего на первом 44 или вто- ром 45 выходах блока 14 по вл етс  импульс .(если триггер 57 в нулевом состо нии). По вление сигнала на выходе 44 соответствует помехе по- ложительного знака, а на выходе 45 - отрицательного знака. Сигнал на выходе 44 или выходе 45 остаетс  до начала следующего цикла работы блока управлени  4,

Блок формировани  помехи 14,сформировав помеху, выдает соответствующий сигнал на четвертый 44 тьга 45 блока сравнени  7, на первый 8,; и второй 8д входы которого подаютс  импульсы с генератора 6.

Импульс на входе 8 соответствует О кодовой комбинации, а импульс на входе 8i- 1 кодовой комбинации. Работой генератора 6 управл ет делитель импульсов 3, который делит на п ть последовательность импульсов генератора 2, т.е. выдает на своем выходе 30 импульс при приходе каждого , кратного п ти, импульса от гене5

0

5

0

ратора 2. При по влении импульса на входе 30 генератор импульсов кода 6 выдает на одном из своих выходов импульс,соответствующий элементу кодовой комбинации. Работает генератор 6 (фиг.4) следующим образом.

Импульс от генератора 38, пуассо- новского потока импульсов через элемент И 35 поступает на тактовый вход кольцевого регистра 39 сдвига, в одном из разр дов которого записана единица. Частота генератора 38 выбираетс  такой, чтобы записанна  единица многократно обегала регистр 39 между моментами поступлени  импульсов на вход 30 генератора 6, При таком условии единица находитс  в момент поступлени  импульса на вход 30 на любом из выходов регистра 39 с равной веро тностью. Половина разр дных выходов регистра 39 соединена с входами элемента ИЛИ 40, а друга  половина - с входами элемента ИЛИ 41. Выходы элементов ИЛИ 40 и 41 соединены с вторыми входами элементов И 36 и 37 соответственно, на первые из которых подаетс  импульс опроса с входа 30 генератора 6. Этим достигаетс  равна  веро тпос-ть по влени  импульса в момент прихода импульса на вход 30 либо на выходе 8, , либо на выходе 8 генератора 6. По вление импульса на выходе 8{ соответствует генерации нулевой посылки кода , а по вление импульса на выходе 5 8t генерации единичной посылки кода ,

11мпульсы с выхода 30 делител  импульсов 3 подаютс  на вход счетчика 5 длины кода, в котором задана заранее длина кодовой комбинации.По дос- тилсении кодовой комбинации заданной длины счетчик 5 длины кода (фиг,3) выдает на выходе импульс, который подаетс  на вход блока 7 сравнени .

5

0

0

Блок 7 сравнени  сравнивает элементы кодовой комбинации с сигналами помехи, поступающими от блока 14, и подсчитывает число ошибок в кодо

вой комбинации. По сигналу на входе 34 блок 7 выдает результат сравнени  или на третий 11, или на четвертый 12, или на п тый 13 выходы.Сигнал на выходе 1 1 соответствует тому, что в кодовой комбинации не имеетс  ошибочно прин тых символовJ на выходе 12 - число ошибок в кодовой комбинации меньше числа обнаруживаемых ошибок; на выходе 13 - число ошибок в кодовой комбинации больше числа обнаруживаемых ошибок кода.

Блок сравнени  7 работает следующим образом.

На первый вход 8 или второй вход 8 (фиг.5) поступают импульсы, соответствующие нулю или единице кодовой комбинации, а на четвертый 44 или на п тый 45 входы блока поступают импульсы, соответствующие помехе положительного (вход 44) или отрицательного (вход 45) знака. При совпадении сигналов на входах 8j и 44 или на входах 8 и 45 открываютс  элемен ты И 42 или И 43 соответственно, что определ ет ошибку в кодовой комбинации . По вление сигнала на выходе элемента И.42, а следовательно, и на выходе 9 блока 7 соответствует транс формации нул  в единицу в кодовой комбинации, а по вление сигнала на выходе элемента И 43 и, следовательно , на втором выходе 10 блока 7 соответствует трансформации единицы в ноль в кодовой комбинации. Сигналы с выходов элементов И 42, 43 через элемент ИЛИ 46 поступают на счетный вход двоичного счетчика 47, который подсчитывает число ошибок в кодовой комбинаций и выдает сигналы на входы дешифратора 48. По вление сигнала на третьем выходе 11 блока 7 соответствует нулю ошибок в кодовой комбинации. По вление сигнала на четвертом 12 либо п том 13 выходах блока 7 соответствует тому, что число ошибок в кодовой, комбинации меньше, либо больше корректирующей возможности кода. Сигнал на одном из выходов 11, 12 и 13 по вл етс  только при поступлении сигнала на вход блока 7 от счетчика длины кода 5. Сигнал на входе 34 разрешает дешифрование числа, записанного в счет- чике 47, и поступает на линию задержки 49. С элемента 49 задержки -через формирователь 50 сигнал сбрасывает счетчик 47 в нулевое состо ние.

O

5

0 5 0 5 0 5 0 5

По окончании действи  помехи пропадает импульс на выходе генератора 68 длительности помехи, на выходе 26 блока 14 формировани  помехи по вл етс  потенциал, который по входу 26 включает подачу импульсов от генератора 2 тактовых импульсов на вход регистра 21 сдвига. Если импульс на входе 29 блока 4 еще существует , т.е. не истекло i-e состо ние нестационарности, то моделируетс  вновь дистанци  до очередной помехи , ее знак, амплитуда и длительность . Если же на входе 28 нет импульса , т.е. истекло врем  действи  i-ro состо ни  нестационарности, то в блоках генераторов 18 и 17 определ етс  очередное j-e состо ние нестационарности , его t длительность и в соответствии с распределени ми В(t) , Dj(t) , Aj(t) - врем  до помехи , ширина помехи, амплитуда помехи , а также ее знак.

Таким образом, в процессе моделировани  канала передачи дискретной информации при нестационарных характеристиках помех в канале получаетс  следующа  информаци : на выходе 8i - число реализаций нулевого признака в кодовых комбинаци х , на выходе 8 - число реализаций единично- го признака в кодовых комбинаци х; на выходе 9 - число реализаций трансформации посылок нул  в единицу в кодовых комбинаци х5 на выходе 10 - число реализаций трансформаций посылок единицы в ноль кодовой комбинации; на выходе 11 - число реализаций прин тых кодовых комбинаций без искажений; на выходе 12 - число реализаций переданных кодовых комбинаций, в которых были ошибки не обнаружены из-за корректирующей способности кода; на выходе 13 - число реализаций переданных кодовых комбинаций, в которых были обнаружены ошибки, в св зи с тем, что корректирующие возможности кода ограничены.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  моделировани  канала передачи дискретной информации, содержащее генератор тактовых импульсов , вход запуска которого  вл етс  входом запуска устройства, делитель частоть: импульсов, генератор импульсов передаваемого кода, блок срав нени , выходы которого  вл ютс  вы- ходами устройства, первый блок задани  параметров помехи, состо щий из генератора временных интервалов,ге- нератора длительности помехи,генератора знака помехи и генератора амплитуды помехи, блок управлени , содержащий первый и второй элементы И и кольцевой регистр сдвига, вход сдвига которого соединен с выходом первого элемента И, блок формировани  помехи, содержащий четыре элемента И и первый формирователь импульсов , выходы первого и второго элементов И блока формировани  помехи соединены с первой группой информационных входов блока сравнени ,втора  группа информационных входов которого подключена к выходам генератора импульсов передав аемого кода,  вл ющимс  информационными выходами устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И блока управлени  и входом делител  частоты импульсов , выход которого подключен к входу запуска генератора импульсов передаваемого кода, о т л и ч а ю- щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности моделировани  при нестационарном потоке помех в канале св зи , оно дополнительно содержит счетчик длины кода, коммутатор, генератор импульсов длительности интервалов нестационарности, генератор импульсов признака нестационарности и (М-1) блоков задани  параметров помех,причем блок формировани  помехи дополнительно содержит три триггера,второй формирователь импульсов и два одновибратора, причем в блоке фор1у1И- ровани  помехи первый выход первого триггера подключен к первьм входам первого и второго элементов И,первый выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И,а второй выход второго триггера подключен к инверсному входу второго элемента И и второму входу первого элемента И, инверсный вход которого соединен с вторым выходом третьего триггера, выходы первого и второго формирователей импульсов подключены к входам запуска соответственно первого и второго одновибраторов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И, инверсный выход которого подключен к пр мому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого эле- мента И и первым входом второго элемента И блока управлени , первый,

   второй, третий и четвертый разр дные выходы кольцевого регистра сдвига которого соединены с первыми входами запуска соответственно генераторов временных интервалов, генераторов ,

   длительности помехи, генераторов знака помехи и генераторов амплитуды помехи всех блоков задани  параметров помех, вторые входы запуска всех генераторов каждого блока задани  параметров помех подключены к соответствующему выходу генератора импульсов признака нестационарности и соответствующему входу запуска генератора импульсов длительности интерзала нестационарности, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И блока управлени , выход второго элемента И которого подключен к входу запуска генератора импульсов признака нестационарности , выход делите.л  частоты импульсов соединен со счетным входом счетчика длины кода, выход переполнени  которого подключен к входу разрешени 

   сравнени  блока сравнени , выход1а всех генераторов блоков задани  параметров помех подключены соответственно к информационным входам коммутатора , первый выход которого соединен с первыми входами первого,второго и третьего триггеров, входом первого формировател  импульсов и первым инверсным входом четвертого элемента И блока формировани  помехи,

   второй выход коммутатора подключен к второму входу первого триггера, входу второго формировател  импульсов и второму инверсному входу четвертого элемента И блока формировани  помехи, третий выход коммутатора соед11нен с вторым входом второго триггера, а четвертый выход коммутатора соединен с вторым входом третьего триггера блока формировани  помехи.

   10

   2В s.

   79 gi.

   . /

   u

   2f

   i UT

   2 23 24 25 сриг.2

   фи.3

   4S«4

   Cf uS:SSI 58S3

   ,BO

   55

   56

   i

   62

   «4

   ,

   qOt/sS

   фиеА

   Is, i

   Sf

   П

   ff 7г гз

   53

   6

   И

   ifJs2ff

   65(65г 65 65г 65 65 65J 65 dsf 65 ffS

   у у