Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7288
(13) U
(46) 2011.06.30
(51) МПК
G 06F 17/00 (2006.01)
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ
(21) Номер заявки: u 20100934
(22) 2010.11.08
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Военная академия Республики Бе-
ларусь" (BY)
(72) Авторы: Дубина Сергей Александро-
вич; Костюкович Сергей Николаевич;
Мацкевич Артур Николаевич; Паху-
чий Сергей Васильевич; Тихонова
Екатерина Юрьевна; Шаболтиев Вяче-
слав Викторович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение обра-
зования "Военная академия Республи-
ки Беларусь" (BY)
(57)
Устройство для моделирования системы связи, содержащее генератор импульсов со-
общений, пять счетчиков импульсов, RS-триггер, элемент И, генератор случайного потока
импульсов ошибок, элемент НЕ и блок индикации, причем выход первого счетчика им-
пульсов подключен к первому входу блока индикации, выход генератора импульсов со-
общений подключен к входу второго счетчика импульсов, первому входу элемента И и R-
входу RS-триггера, выход которого соединен с входом четвертого счетчика импульсов,
выход которого подключен к второму входу блока индикации, выход переполнения вто-
рого счетчика импульсов подключен к S-входу RS-триггера, выход генератора случайного
потока импульсов ошибок через элемент НЕ соединен с вторым входом элемента И, вы-
ход которого подключен к счетному входу пятого счетчика импульсов, выход RS-триггера
соединен с входом обнуления пятого счетчика импульсов, выход переполнения которого
подключен к входу первого счетчика импульсов, отличающееся тем, что дополнительно
содержит накапливающий сумматор, выход которого подключен к третьему входу блока
индикации, и генератор импульсов времени, выход которого подключен к счетному входу
третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к информационному входу
BY7288U2011.06.30

2. BY 7288 U 2011.06.30
2
накапливающего сумматора, причем выход RS-триггера соединен с входом обнуления
третьего счетчика импульсов, а выход пятого счетчика соединен с синхронизирующим
входом накапливающего сумматора.
(56)
1. Патент RU 2211486, МПК G 06N 1/00, 2000.
2. Патент RU 2045775, МПК G 06F 17/00, 1995.
Предлагаемое техническое решение относится к вычислительной технике и может
быть использовано для моделирования систем связи в условиях различной помеховой об-
становки и регистрации статистических данных о функционировании таких систем.
Известно устройство для моделирования системы связи, содержащее генератор им-
пульсов, счетчики импульсов, RS-триггеры, блок индикации, генератор случайного потока
импульсов ошибок, элемент НЕ, элементы И и N параллельных ветвей, каждая из которых
содержит последовательно соединенные счетчик импульсов, элемент НЕ, элемент И, RS-
триггер и счетчик импульсов [1]. Недостатком данного устройства является то, что по ре-
зультатам моделирования нет возможности определить временные показатели процесса
передачи информации.
Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа, является
устройство, содержащее генератор импульсов сообщений, пять счетчиков импульсов, RS-
триггер, элемент И, генератор случайного потока импульсов ошибок, элемент НЕ и блок
индикации [2]. Недостатком данного устройства является то, что по результатам модели-
рования нет возможности определить временные показатели процесса передачи информа-
ции.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение
функциональных возможностей устройства.
Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении полезной
модели, является предоставление возможности определять временной показатель процес-
са передачи информации - среднее время доставки сообщения получателю Тср в системах
связи с режимом мажоритарной обработки повторов передачи сообщений.
Для решения поставленной задачи при осуществлении полезной модели в устройство,
содержащее генератор импульсов сообщений, пять счетчиков импульсов, RS-тригтер,
элемент И, генератор случайного потока импульсов ошибок, элемент НЕ и блок индика-
ции, причем выход первого счетчика импульсов подключен к первому входу блока инди-
кации, выход генератора импульсов сообщений подключен к входу второго счетчика
импульсов, первому входу элемента И и R-входу RS-триггера, выход которого соединен с
входом четвертого счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу бло-
ка индикации, выход переполнения второго счетчика импульсов подключен к S-входу RS-
триггера, выход генератора случайного потока импульсов ошибок через элемент НЕ со-
единен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к счетному входу пятого
счетчика импульсов, выход RS-триггера соединен с входом обнуления пятого счетчика
импульсов, выход переполнения которого подключен к входу первого счетчика импуль-
сов, дополнительно введены накапливающий сумматор, выход которого подключен к тре-
тьему входу блока индикации, и генератор импульсов времени, выход которого
подключен к счетному входу третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к
информационному входу накапливающего сумматора, причем выход RS-триггера соеди-
нен с входом обнуления третьего счетчика импульсов, а выход пятого счетчика соединен с
синхронизирующим входом накапливающего сумматора.

3. BY 7288 U 2011.06.30
3
Введение дополнительных элементов в устройство позволяет в процессе моделирова-
ния работы системы связи позволяет определять время доставки каждого сообщения, до-
шедшего до потребителя в соответствии с заданным правилом мажоритарной обработки, а
также суммирование времени доставки всех сообщений.
На фигуре показана схема устройства для моделирования системы связи.
Предлагаемое устройство для моделирования системы связи содержит первый счетчик
импульсов 1, RS-триггер 2, четвертый счетчик импульсов 3, генератор импульсов сооб-
щений 4, третий счетчик импульсов 5, блок индикации 6, генератор случайного потока
импульсов ошибок 7, элемент НЕ 8, элемент И 9, второй счетчик импульсов 10, пятый
счетчик импульсов 11, генератор импульсов времени 12, накапливающий сумматор 13.
Устройство работает следующим образом. Генератор импульсов сообщений 4 выраба-
тывает последовательность импульсов, моделирующих выдаваемые в систему связи со-
общения. При этом один импульс соответствует одному сообщению. В устройстве
моделируется режим многократной (K-кратной) передачи сообщений. Это соответствует
серии из K импульсов, каждый из которых имитирует повтор сообщения при передаче.
Второй счетчик импульсов 10 и RS-триггер 2 обеспечивают необходимую кратность
передачи сообщений K. Кратность передачи сообщений K задается изменением объема
счетчика 10. Для K-кратной передачи его объем устанавливается равным числу K-1. Им-
пульсы с выхода генератора импульсов сообщений 4 поступают на первый вход (R-вход)
RS-триггера 2 и вход счетчика 10. RS-триггер 2 устанавливается при этом в нулевое состоя-
ние. В момент поступления K-го импульса на вход счетчика 10 содержимое счетчика равно
числу K-1. Содержимое счетчика 10 обнуляется, а на его выходе появляется импульс пере-
полнения, поступающий на S-вход RS-триггера 2, который устанавливается в единичное
состояние. На выходе RS-триггера 2 появляется импульс, свидетельствующий об окончании
передачи очередного сообщения (оно было передано K раз). Этот импульс поступает на об-
нуляющие входы третьего 5 и пятого 11 счетчиков импульсов и на вход четвертого счетчи-
ка 3, который подсчитывает общее число сообщений, передававшихся по системе связи.
Генератор случайного потока импульсов ошибок 7, элемент НЕ 8 и элемент И 9 пред-
назначены для моделирования потоков ошибок, возникающих в системе связи.
Очередной импульс с генератора импульсов сообщений 4, имитирующий очередной
повтор передаваемого сообщения, поступает на первый вход элемента И 9. Если в этот
момент времени на выходе генератора случайного потока импульсов ошибок 7 появится
импульс случайной длительности, то он, пройдя через элемент НЕ 8, запретит прохожде-
ние очередного повтора сообщения по системе связи. Тем самым моделируется искажение
(потеря) одного повтора сообщения в процессе его передачи по моделируемой системе
связи. Если же с выхода генератора случайного потока импульсов ошибок 7 импульс не
поступает, то очередной импульс с генератора импульсов сообщений 4, имитирующий
повтор сообщения, пройдет через элемент И 9.
Пятый счетчик импульсов И предназначен для моделирования процесса мажоритар-
ной обработки повторов на приемной стороне системы связи. Емкость счетчика 11 уста-
навливается равной порогу принятия решения при мажоритарной обработке повторов и
составляет (K/2 + 1) при K четном и (K + 1)/2 при K нечетном.
В начале передачи каждого сообщения, представленного K повторами, импульс с вы-
хода RS-триггера 2 обнуляет пятый счетчик импульсов 11. Импульсы, имитирующие по-
вторы сообщения, успешно прошедшие по системе связи, с выхода элемента И 9
поступают на счетный вход пятого счетчика 11 и накапливаются в нем. При достижении
числа импульсов в пятом счетчике 11, равного порогу, пятый счетчик 11 обнуляется, и
импульс переполнения с его выхода поступает на первый счетчик импульсов 1. Таким об-
разом моделируется правильное доведение сообщения по системе связи. Если и остальные
повторы этого сообщения проходят по системе связи без искажения, то пятый счетчик 11
начинает подсчитывать и их число, но его переполнение никогда в этом случае не про-

4. BY 7288 U 2011.06.30
4
изойдет, так как количество оставшихся повторов меньше емкости счетчика 11 (порога).
По окончании последнего повтора очередного сообщения импульс с выхода RS-триггера 2
обнулит пятый счетчик 11 и подготовит его к обработке повторов следующего сообщения.
Если из-за искажений в системе связи в пятом счетчике 11 за K повторов количество им-
пульсов будет меньше порога, то он обнулится при K-м повторе очередного сообщения от
RS-триггера 2 без выдачи импульса в первый счетчик 1. Таким образом моделируется не-
доведение сообщения по системе связи.
Следовательно, в первый счетчик поступает импульс только в том случае, когда из K
повторов, отображающих одно сообщение, будут правильно приняты (K/2 + 1) повторов
при K четном и (K + 1)/2 повторов при K нечетном. Выходы первого 1 и четвертого 3
счетчиков соединены с соответствующими входами блока индикации 6, который предна-
значен для отображения основных параметров моделируемого процесса. На блоке инди-
кации 6 отображается общее количество передававшихся (отправленных в канал связи)
сообщений Nc (четвертый счетчик 3), количество сообщений, правильно доведенных до
получателя N (первый счетчик 1). На основе указанных величин можно найти вероятность
доведения сообщения по системе связи Pдов = N/Nc.
Генератор импульсов времени 12, третий счетчик импульсов 5, накапливающий сум-
матор 13 предназначены для подсчета времени доставки каждого сообщения, дошедшего
до получателя в соответствии с заданным правилом мажоритарной обработки, а также
суммирования времени доставки всех сообщений. В начале передачи каждого сообщения,
представленного K повторами, импульс с выхода RS-триггера 2 обнуляет третий счетчик
импульсов 5. Импульсы времени от генератора импульсов времени 12 поступают на счет-
ный вход третий счетчик импульсов 5 и накапливаются в нем. При этом период следова-
ния импульсов времени соответствует единице времени. В момент времени правильного
доведения сообщения по системе связи до получателя импульс переполнения с выхода
пятого счетчика 11 поступает на синхронизирующий вход накапливающего сумматора 13,
что обеспечивает добавление содержимого третьего счетчика импульсов 5 к содержимому
накапливающего сумматора 13. В этот момент в третьем счетчике импульсов 5 подсчита-
но время, затраченное на доведение текущего сообщения по системе связи до получателя.
Таким образом в сумматоре 13 накапливается значение общего времени Тобщ, затраченно-
го на передачу всех правильно доведенных сообщений по системе связи до получателя.
Значение времени Тобщ отображается на блоке индикации 6. Тогда по результатам моде-
лирования можно найти среднее время доставки сообщения получателю Тср = Тобщ/N (где
N - количество правильно доведенных до получателя сообщений).
Элементы предлагаемого устройства для моделирования системы связи могут быть
реализованы на элементах цифровой техники.
Таким образом, предлагаемое устройство для моделирования системы связи обладает
более широкими функциональными возможностями и обеспечивает возможность модели-
рования процесса мажоритарной обработки К-кратных повторов сообщения в условиях
различной помеховой обстановки, определять по результатам моделирования вероятност-
но-временные показатели: вероятность доведения сообщения по системе связи Рдов и
среднее время доставки сообщения получателю Тср.
Подобное моделирование системы на этапе разработки позволяет сократить сроки
разработки при сокращении стоимости самих работ.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.