Цифровой имитатор радиотелеграфного канала связи

Цифровой имитатор радиотелеграфного канала связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано для исследования помехоустойчивости каналов связи и повьшения достоверности адаптивной передачи дискретной информации . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования частотно-адаптивных радиолиний и повьппение точности мо-: делирования. Имитатор содержит формирователь кодов гистограммы, распределения задержек, счетчики времени задержки фронта и среза импульса, делитель частоты импульсов, генератор тактовых импульсов, формирователь временных интервалов, три переключателя , элемент 2 И-ИЛИ, группу . элементов 2И-ШШ, два регистра сдвига , счетчик адреса, формирователь л; импульсов, два элемента ИЛИ, генератор шума, сумматор, два элемента И, i (Л четыре триггера, согласованный фильтр, пороговый блок, элемент задержки, счетчик принятых импульсов, блок сравнения . 1 3 . п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU... 1275465 ац 4 G 06 F 15/20

Ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

4

Юф ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPI4

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 3922719/24-24 (22) 29.05.85 (46) 07.12.86. Бюл. У 45 (72) И.Г. Циколин, Т.Н.Редуто, А.В.Гагарин и В,И.Якименко (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 805331, кл. G 06 F 15/20, 1979 °

Авторское свидетельство СССР

8 1034053, кл. С Об G 7/48, 1981, (54) ЦИФРОВОЙ ИМИТАТОР РАДИОТЕЛЕГРАФНОГО КАНАЛА СВЯЗИ (57) Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано для исследования помехоустойчивости каналов свяsH и повышения достоверности адаптивной передачи дискретной информации. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей sa счет моделирования частотно-адаптивных радиолиний и повышение точности мо-. делирования. Имитатор содержит формирователь кодов гистограммы распределения задержек, счетчики времени задержки фронта и среза импульса, делитель частоты импульсов, генератор тактовых импульсов, формирователь временных интервалов, три переКлючателя, элемент 2 И-ИПИ, группу элементов 2И-ИЛИ, два регистра сдвига, счетчик адреса, формирователь ж импульсов, два элемента ИЛИ, генератор шума, сумматор, два элемента И, четыре триггера, согласованный фильтр, пороговый блок, элемент задержки, счетчик принятых импульсов, блок сравнения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1275465

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано для исследования помехоустойчивости каналов связи и повышения достоверности адаптивной передачи дискретной деформации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет моделирования частотно-адаптивных радиолиний и повышение точности моделирования.

На фиг.1 представлена структурная схема цифрового имитатора радиотелеграфного канала связи; на фиг.2 функциональная схема формирователя кодов гистограмм; на фиг,3 — временные диаграммы работы имитатора при моделировании искажений в канале связи.

Цифровой имитатор радиотелеграфного канала содержит генератор тактовых импульсов, формирователь 2 временных интервалов, делитель 3 частоты импульсов, элемент 2И-ИЛИ 4, формирователь 5 импульсов, третий триггер б, счетчик 7 адреса, формирова" тель 8 кодов гистограммы распределения времени задержки, счетчик 9 времени задержки фронта импульса, счетчик 10 времени задержки среза импульса, второй элемент ИЛИ 11,, второй триггер 12, генератор 13 шума, сумматор 14, согласованный фильтр 15, пороговый блок 16, счетчик 17 принятых импульсов, блок 18 сравнения, элемент 19 задержки, третий 20, гторой 21 и первый 22 перек..пс..я-атсли„первый 23 и второй 24 регистры сдвига, группу 25 элементов 2И-ИЛИ, четвертый

26 и первый 27 триггеры, первый 28 и второй 29 элементы И, первый элемент

И 30.

Формирователь 8 кодов гистограмм содержит генератор 31 синхроимпульсов, первый элемент И 32 и счетчик

33, первый 34 и второй 35 блоки элементов И, постоянные запомянающие блоки 36, мультиплексор 37, первый элемент ИЛИ 38, второй элемент ИЛИ 39, генератор 40 псевдослучайных чистоп, блок 41 сравнения, Т-триггер 42, элемент 43 задержки, второй 44 и третий

45 элементы И.

Имитатор работает следующим образом.

В исходном состоянии на вход блока 18 сравнения подключен код в„ характеризующий пороговое значение

5 l0 !

55 числа неискаженных импульсов телеграфного сигналя, при котором канал считается исправным. На входе задания граничных условий (объединенные входы записи и тактовый вход регистра 24) установлена длительность телеграфных импульссв, моделируемых для передачи по радиотелеграфному каналу связи. Переключатели 20 — 22 установлены в первое положение (фиг.1), если моделируется режим ) (режим частотно-адаптивной радиолинии), или во второе положение, если моделируется режим II (режим моделирования нестационарного канала радиосвязи).

Триггеры 6, 12, 26 и 27, счетчики

7, 9, 10 и 17 и регистр 23 сдвига установлены в нулевое состояние. На выходе счетчика 7 устанавливается сигнал логического нуля, что соответствует коду адреса первого блока 36 в блоке 8.

Время задержки элемента 19 задержки установлено равным длительности входного импульса..

Время задержки элемента 43 задержки установлено равным половине периода поступления импульсов от генератора 31 синхроимпульсов.

Коэффициент деления делителя 3 установлен так, что на его выходе появляются импульсы с частотой следования входных импулbcoB.

Число состояний в счетчиках 9 и

10 :;адано с учетом требу мой точности моделирования задержки фронтов импульсов, прошедших через канал связи.

В согласованном фильтре !5 и пороговом блоке 16 установлены параметры работы, обеспечивающие оптимальное выделение имитатором сигнала на фоне шумовой помехи, ссздаваемой генератором !3 шума, В исходном состоянии в генераторе

40 псевдослучайных чисел установлен †.ежим однократного формирования рав1омерно распределенных случайных чиел на заданном интервале (Ао, Am).

В постоянных запоминающих блоках

36 записаны коды чисел, соответствующих верхним значениям каждого ш-го отрезка, m=1,М, на которые разделен интервал (Ао, Am). При этом длина

m-го отрезка пропорциональна вероятности определенной задержки фронта импульса, т.е. каждому интервалу ставится в соответствие определенная задержка фронта импульса.

3 1275

Таким образом, в каждом блоке 36 записаны коды чисел, характеризующих гистограмму распределения времени задержки фронтов импульсов для различных каналов связи (при работе н режиме I), или коды чисел, характеризующих гистограммы распределений одного канала связи, но на различных временных интервалах (при работе в режиме

II). !О

Импульсом начальной установки счетчик 33 и Т-триггер 42 обнуляются, а на выходе генератора 40 псевдослучайных чисел установлено первое случайное число О

<5

Рассмотрим работу устройства в режиме I °

Формирователь 2 служит для моделирования временных интервалов, н течение которых должно оцениваться ка- 20 честно канала связи на каждой частоте. В момент начала работы на его выходе логический ноль (фиг.За), который разрешает прохождение импульсов через элемент 2И-ИЛИ 4 по инверсно- 25 му входу и запрещает по прямому.

Формирователь 5 выделяет из импульсон телеграфного сигнала (фиг.3S), поступающих на его вход, передний и задние фронты в виде ко- 30 ротких импульсов (фиг.З ). Первым импульсом триггер 6 устанавливается в единичное состояние. Логическая единица с выхода триггера 6 поступает на управляющий нход формирователя 8, открывая. элемент И 32 ° Через интервал дТ с выхода генератора 31 синхроимпульсы начинают поступать на вход счетчика 33, выходной код 9.

1 которого является адресом блока 36. 40

По сигналу тактового импульса, поступающего с выхода элемента И 32 на вход блока 36, через мультиплексор

37 на второй вход блока 41 сравнения считывается код числа, записанного в 45 блоке 36.m (ш — адрес, устанавливаемый сигналом с выхода счетчика 7).

Постоянная времени срабатывания последовательно соединенных блока 36 50 и мультиплексора 37 составляет единицы наносекунд, а аТ С 50 мкс, поэтому тактовый импульс на управляющий вход блока 41 сравнения поступает практически одновременно со считына- у кием кода числа на его второй вход из блока 36 ° В блоке 41 сравнения осуществляется сравнение кодов чисел О

465 4 и (? . При 9„> g . на выход блока 4! сравнения сигнал не поступает.

По следующему синхроимпульсу с выхода генератора 31 в счетчике 33 формируется код следующего адреса, т.е. происходит считывание кода числа 9

1 содержащегося в следующем блоке 36, и его сравнение в блоке 41 с кодом того же псевдослучайного числа 9„, установленного на выходе генератора

40.

Процедура формирования адресов и сравнения кодов осуществляется до момента выполнения условия lB. . B ....При р1 этом на выходе блока 41 сравнения формируется импульс, который поступает на Т-вход триггера 42, устананливая его в единичное состояние.Сигнал логической единицы с выхода Ттриггера 42 поступае! на вход блока

34 элементов И и вход элемента И 44.

Задержанный на время t элементом 43 задержки сигнал с выхода блока 41 сравнения через элемент ИЛИ 38 поступает на вход счетчика 33 и после выдачи содержимого счетчика на первый или второй выход обнуляет его через элемент ИЛИ 39 на вход генератора 40, устанавливая тем самым на его выходе новое случайное число.Кроме того, этот же сигнал открывает блок 34 элементов И и элемент И 44.

При этом на первый информационный выход формирователя поступает иэ счетчика 33 код числа 6, характеризуюр! щего номер интервала (А,,А,. ), на который попало случайное число, сформированное генератором 40, а иа первый выход разрешения счета поступает управляющий импульс. Этот импульс управляет записью кода числа в счетчик

9 и возвращает триггер 6 в нулевое состояние.

При поступлении с выхода формирователя 5 импульса, соответствующего заднему фронту телеграфного сигнала на вход триггера 6 последний вйовь устанавливается в единичное соСтояние, и формирователь 8 осуществляет формирование кода числа О,, характеризующего номер интервала (А .

А;), на который попало следующее случайное число, с той лишь разницей, что при появлении импульса на выходе блока 41 сраннения T-триггер 42 устанавливается в нулевое состояние, и выходные сигналы появляются на вторых выходах формирователя 8.

1275465

1аким образом, для переднего и заднего фронтов импульса телеграфного сигнала, сформированы независимые коды чисел, соответствующих их задержкам в канале связи, описываемых гистограммой распределения, записанной в блоках 36. Коды чисел„ соответствующих задержкам фронтов, записаны в счетчиках 9 и 10. !О

Управляющий сигнал с второго импульсного выхода формирователя 8 поступает на Р-вход триггера 27, устанавливая его тем самым в единичное состояние. Триггер 27 открывает эле- >5 мент И 28, и на счетный вход счетчика 9 начинают поступать импульсы с выхода генератора 1, Интервал времени от момента появления импульса на втором импульсном выходе формирова- 20 теля 8 до момента появления импульса переполнения счетчика 9 пропорционален коду числа Ор, . Импульс переполнения с выхода счетчика 9 поступает на R-вход триггера 27, устанавливая его s нулевое состояние и тем самым прекращая подачу импульсов от генератора 1 на счетный вход счетчика 9, и на S-вход триггера 12, устанавливая его в единичное состояние. На вы- ЗО ходе устройства формируется передний фронт телеграфного импульса (фиг.З ).

Управляющий сигнал с второго импульсного выхода формирователя 8 поступает, кроме того, на вход регистра

23 и через элемент KIH 30 на вход регистра 23, записывая тем самым в регистр первый импульс. Продвижение этого импульса по регистру осущест-. вляется тактовыми импульсами с выхо- 40 да генератора 1. При поступлении импульса на выход регистра 23, подключенный к элементу И группы 25 элементов 2И-ИЛИ, на другой вход которого подается единичный импульс с выхоца 45 регистра 24, на вход триггера 26 поступает импульс, переводящий его в единичное состояние. Импульс с выхода триггера 26 открывает элемент И 29 по второму входу, и тактовые импуль- 50 сы с выхода генератора 1 начинают поступать на вход счетчика 10.

Интервал времени от момента появления импульса на выходе группы 25 55 элементов 2И-ИЛИ до момента появления импульса переполнения счетчика

10 пропорционален коду числа 9

Импульс переполнения с выхода счетчика 10 поступает íà R-вход триггера 26, устанавливая его в нулевое состояние и тем самым прекращая подачу импульсов от генератора 1 на счетный вход счетчика 10„ и на вход триггера 12„ устанавливая его в нулевое состояние. На выходе устройства формируется задний фронт телеграфного импульса (фиг.З ).

Таким образом, импульс, сформированный на выходе устройства имеет независимо сформированные задержки переднего и задне.ro фронтов импульсов. При этом точность моделирования определяется только точностью задания гистограммы.

Моделирование алгоритма работы частотно-адаптивной радиолинии осуществляется следующим образом.

Через интервал времени, формируемый формирователем 2,с момента начала работы устройства на выходе формирователя 2 появляется сигнал логической единицы, который отключает от входа формирователя 5 вход устройства и подключает к нему выход делителя 3, формирующий импульсы стандартной длительности. Эти импульсы, подвергнутые искажениям с помощью блоков, имитирующих работу радиоканала, поступают на выход устройства и на вход согласованного фильтра 15. Согласованный фильтр 15 и пороговый блок 16 моделирует работу входного тракта радиоприемника.

Задержанный элементом 19 задержки передний фронт импульса с выхода формирователя 2 в момент появления (или немного раньше) первого стандартного искаженного импульса на выходе устройства поступает на инверсный вход счетчика 17 и разрешает счет импульсов.

По заднему фронту импульса на выходе формирователя 2 в блоке 18 осуществляется сравнение кода числа, характеризующего количество импульсов, прошедших через канал связи с допустимым значением 8 и

Ксли BÄ>3,, то канал считается неисправным„ на выходе блока 18 сравнения появляется сигнал логической единицы, который записывается в счетчик

7. В последнем устачавливается адрес следующего блока 36. Устройство начинает работать с гиспограммой распре1?754б5 деления искажений для следующего канала.

Если8 сЯ, то канал считается исп- пр правным, и устройство продолжает работу в прежнем режиме.

При работе устройства в режиме II с помощью переключателей 20 — 22 отключается часть схемы, моделируя работу приемного тракта и устройства контроля и управления. Вход счетчика

7 соединяется с выходом формирователя 2. Управление переключением блоков 36 осуществляется, через равные промежутки времени импульсами с выхода формирователя 2.

Таким образом, предложенная структура цифрового имитатора за счет обеспечения моделирования частотно-адаптивного режима работы радиолинии и обеспечения воэможности моделирования прохождения по каналу сообщений с различной длительностью импульсов позволяет расширить функциональные возможности устройства. Кроме того, увеличена точность моделирования за счет обеспечения возможности моделирования нестационарного канала связи, а также за счет структурных решений, которые позволяют моделировать совершенно независимо искажения передних и задних фронтов импульсов и позволяют точность моделирования сделать равной точности задания гистограммы распределения искажений. Ç5 формула изобретения

1. Цифровой имитатор радиотелеграфного канала связи, содержащий фор-4О мирователь кодов гистограммы распределения задержек, формирователь импульсов, счетчик адреса, первый триггер, первый и второй элементы И, генератор тактовых импульсов, делитель 45 частоты импульсов, счетчик времени задержки фронта импульса и счетчик времени задержки среза импульса, выходы переполнения которых соединены соответственно с первым и вторым вхо- 50 дами второго триггера, выход генератора тактовых импульсов подключен к входу делителя частоты импульсов и первому входу первого элемента И,второй вход которого подключен к выходу 55 первого триггера, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования частотно-адаптивHblx радиолиний и повышения точности моделирования, он дополнительно содержит формирователь временных интервалов, третий и четвертый триггеры, элемент 2И-ИЛИ, группу элементов 2И-ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ, элемент задержки, первый и второй регистры сдвига, первый, второй и третий переключатели, последовательно соединенные генератор шума, сумматор, согласованный фильтр, по-! роговый блок, счетных принятых импульсов и блок сравнения, причем другой вход сумматора подключен к единичному выходу второго триггера, а выход сумматора является выходом имитатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом второго элемента И, с первым входом первого элемента ИЛИ и входом запуска формирователя временных интервалов, выход которого соединен с первыми информационными входами первого и третьего переключателей и вторым.информационным входом второго переключателя,второй вход которого соединен с выходом

"Больше" блока сравнения, другой вход которого является входом задания пор о гово го чи сла пр авильно принятых импульсов устройства, вход разрешения сравнения блока сравнения подключен к выходу третьего переключателя и входу элемента зедржки, выход которого соединен с входом разрешения счета счетчика принятых импульсов,выход второго переключателя соединен со счетным входом счетчика адреса, разрядные выходы которого подключены соответственно к адресным входам фор- . мирователя кодов гистограммы распределения задержек, второй вход первого переключателя соединен с шиной, единичного потенциала, а его выход подключен к первому прямому и второму инверсному входам элемента 2И-. ИЛИ, третий прямой вход которого является информационным входом имитатора, а четвертый прямой вход соединен с выходом делителя частоты импульсов, выход элемента 2И-ИЛИ подключен к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к первому входу третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ„ выход третьего триггера подключен к входу разрешения работы

) 275465 формирователя кодов гистограммы распредсления задержек, первая и вторая. группы информационных выходов которого подключены к разрядным входам соответственно счетчика времени задержки фронта импульса и счетчика времени задержки среза импульса, входы разрешения счета которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выход перепол- o кения счетчика времени задержки фронта импульса подключен к первому входу первого триггера, а ныход перепол= нения счетчика времени задержки среза импульса соединен с первым входом четвертого триггера, перньп выход разрешения счета формирователя кодов гистограммы распределения подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и входу разрешения счета счетчика времени задержки фронта импульса, второй выход разрешения счета формирователя кодов гистограммы распределения подключен к нторому входу:второго элемента ИЛИ, входу разрешения счета

25 счетчика времени задержки среза импульса, второму входу первого триггера, второму входу первого элемента ИЛИ и входу записи первого регистра сдвига, тактовьп вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, тактовый вход и вход записи второго регистра сдвига объединены и являются входом задания граничных условий устройства, разрядные выходы первого и второго "..åãèстров сдвига соединены соответственно с первыми и вторыми входами элементов И группы элементов 2И-ИЛИ, выход элемента ИЛИ которых подключен к нто- рому входу четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И.

2. Имитатор по п.l, о т л и ч а в 45 ю шийся тем, что формирователь кодов гистограммы распределения задержек содержит группу постоянных запоминающих блокон, мультиплексор, элемент задержки, первый элемент HJIH,50 последовательно соединенщле генератор синхроимпульсов, первый элемент

И и счетчик, а также последовательно соединен»ые второй элемент ИЛИ, генератор псевдослучайных чисел, блок сравнения и Т-триггер, второй и третий элементы И, первый и второй блоки элементов И, причем нторой нход первого элемента И является входом разрешения работы формирователя кодов гистограммы ра=пределения задержек, а выход черного элемента И соединен с входом разрешения сравнения блока сравнения и входами разрешения считывания постоянных запоминающих блоков группы, адресные входы которых соединены соответственно с разрядными выходами счетчика и информационными входами лерногс и второго блоков элементов И„ а выходы постоянных запоминающих блоков соединены с входами мультиплексора,, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, а адресный вход мультиплексора является адресным входом формирователя кодов гистограммы распределения задержек, нходом начальной установки которого являются объединенные пер.вые входы первого и второго элементов ИЛИ и тактовый вход Т-триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика, выход

Т-триггера соединен с первым управляющим входом первого блока элеме»тов И, с первым инверсным управляющим входом второго блока элементов

И, первым входом второго элемента И и первым инверсным входом третьего элемента И, выход Меньше или равно блока сравнения подключен к входу элемента задержки, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, нторым входом второго и третьего элементов И, нторыми управляющими входами первого и второго блоков элементов И„., выходы первого и второго блоков элементов

" являются соотнетственно, первой и Р второй группами информационных выходов формирователя кодов гистограммы распределения задержек, первым и вторым выходами разрешения счета которого являются соответственно выходы второго и третьего элементов И.

)275465

1275465 дыл одные сигналы дло гаР а, У-й,ул. Ф дюага 4 и

2-Й эл,И

Жала 4

Составитель .В .Фукалов

Редактор О.Юрковецкая Гехред М.Ходаиич

Ко ектор М.Самборская

PP

Заказ 6563/42 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4