Патент на изобретение №2251150
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ
(57) Реферат:
Изобретение относится к вычислительной технике, технике связи и может быть использовано для циркулярной сети связи. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей путем обеспечения моделирования режима доведения циркулярных сообщений от главной станции до N абонентов и подтверждений получения информации от абонентов в условиях отказов и восстановлении линий связи в каждом направлении связи. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит генератор отказов, генератор импульсов, два счетчика, RS-триггер, блок индикации, генератор случайного потока импульсов ошибок, два элемента И, N параллельных первых и третьих ветвей, каждая из которых содержит счетчик, элемент Н, элемент НЕ, RS-триггер, N параллельных вторых ветвей, каждая из которых содержит RS-триггер, счетчик импульсов, элемент Н, при этом в каждую ветвь введены устройства имитации отказов и восстановлений. 2 ил.
Изобретение относится к вычислительной технике, технике связи и может быть использовано для моделирования доведения информации по циркулярной сети от главной станции до N абонентов в условиях различной помеховой обстановки и возможностью возникновения отказов и имитации восстановления каждого направления связи. Техническим результатом является расширение класса решаемых задач за счет моделирования функционирования сети в условиях отказов и восстановления линий связи. Устройство содержит генератор импульсов, счетчики импульсов, RS-триггеры, блок индикации, генератор случайного потока ошибок, генератор случайного потока отказов, устройства имитации отказов и восстановления, элементы ИЛИ, элемент И. Известно устройство [1] для моделирования работы системы связи, содержащее четыре счетчика импульсов, RS-триггер, генератор импульсов, табло отражения и последовательно соединенные генератор случайного потока импульсов ошибок, элемент НЕ и элемент И. Однако данное устройство не обеспечивает возможность моделирования режима доведения циркулярного сообщения от главной станции до N абонентов в условиях возникновения отказов и их восстановлений в каждом направлении связи. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство [2] для моделирования циркулярной системы связи, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчики импульсов, RS-триггеры, блок индикации, генератор случайного потока ошибок, элемент ИЛИ, элемент И. Недостатком этого устройства является то, что оно не может моделировать отказы и восстановления сети связи, и вследствие этого отсутствует учет влияния отказов и восстановлений линий связи на своевременное доведение информации до абонентов сети и подтверждения получения информации до главной станции. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения моделирования режима доведения циркулярных сообщений от главной станции до N абонентов и подтверждений получения информации от абонентов до главной станции в условиях отказов и восстановлений линий связи в каждом направлении связи. Эта цель достигается тем, что в устройство [2], содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчики импульсов, RS-триггеры, блок индикации, генератор случайного потока ошибок, элемент ИЛИ, элемент И, введены устройства имитации отказов и восстановлений и генератор отказов. Каждое устройство имитации отказов и восстановлений состоит из счетчика импульсов, элементов НЕ, элементов И, элементов ИЛИ. Введение в прототип новых отличительных признаков – устройства имитации отказов и восстановлений и генератора отказов позволяет устройству моделировать режим доведения циркулярных сообщений от главной станции до N абонентов и подтверждений получения информации от абонентов до главной станции в условиях отказов и восстановлений линий связи в каждом направлении связи. Известно большое количество систем связи, построенных по радиальному принципу, в которых доведение сообщения от главной станции до N абонентов осуществляется путем многократного повторения передаваемого сообщения с квитированием его абонентами. Вследствие различного характера факторов, влияющих на надежность линий связи, вероятность возникновения отказов в каждой линии связи и время восстановления каждой линии различное. Определение вероятностных характеристик доведения сообщений в таких системах связи представляет собой сложную задачу, поэтому моделирование таких систем актуально на этапах их разработки и проектирования. Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, тождественные признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности “новизна”. Введенные отличительные признаки – устройство имитации отказов и восстановлений и генератор отказов не встречаются в них. Следовательно, заявляемое устройство удовлетворяет критерию “существенное отличие”. Промышленная воспроизводимость введенных элементов обусловлена наличием элементной базы, на основе которой они могут быть выполнены. На чертежах обозначено: 1 – генератор импульсов; 2 – второй счетчик импульсов; 3 – первый элемент ИЛИ; 4 – первый RS-триггер; 5.1…5.N – первый элемент И; 6.1…6.N – первый элемент НЕ; 7.1…7.N – четвертый счетчик импульсов; 8 – генератор случайного потока импульсов ошибок; 9.1…9.N – второй RS-триггер; 10 – второй элемент И; 11 – третий счетчик импульсов; 12.1…12.N – первый счетчик импульсов; 13 – блок индикации; 14.1…14.N – третий элемент И; 15.1…15.N – второй элемент НЕ; 16.1…16.N – пятый счетчик импульсов; 17.1…17.N – четвертый элемент И; 18.1…18.N – шестой счетчик импульсов; 19.1…19.N – третий RS-триггер; 20.1…20.N – четвертый RS-триггер; 21 – генератор отказов; 22 – устройство имитации отказов и восстановления линии связи; 23 – третий элемент НЕ; 24 – четвертый элемент НЕ; 25 – пятый элемент И; 26 -пятый элемент НЕ; 27 – седьмой счетчик импульсов; 28 – шестой элемент И; 29 – шестой элемент НЕ; 30 – седьмой элемент НЕ; 31 – седьмой элемент И; 32 – восьмой элемент И; 33 – второй элемент ИЛИ; 34 – девятый элемент НЕ; 35 – третий элемент ИЛИ; 36 – восьмой элемент НЕ; 37 – девятый элемент И. Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых показаны: – фиг.1 – схема устройства для моделирования системы связи; – фиг.2 – схема устройства имитации отказов и восстановлений линии связи. Устройство для моделирования системы связи, показанное на фиг.1, содержит последовательно соединенные генератор импульсов 1, второй счетчик импульсов 2, первый RS-триггер 4, третий счетчик импульсов 11, содержит N параллельных первых ветвей, состоящих из последовательно соединенных четвертого счетчика импульсов 7, первого элемента НЕ 6, первого элемента И 5, устройства имитации отказов и восстановления линии связи 22, второго RS-триггера 9 и первого счетчика импульсов 12, причем выход генератора импульсов 1 соединен со вторыми входами всех первых элементов И 5 и R-входом первого RS-триггера 4, выход которого соединен с R-входами всех вторых RS-триггеров 9, содержит N параллельных вторых ветвей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных четвертого RS-триггера 20, четвертого элемента И 17 и шестого счетчика импульсов 18, при этом выход второго RS-триггера 9 каждой первой ветви соединен с S-входом четвертого RS-триггера 20 соответствующей второй ветви, выход шестого счетчика импульсов 18 соединен с R-входом четвертого RS-триггера 20 той же ветви, а выход генератора импульсов 1 соединен со вторыми входами всех четвертых элементов И 17, содержит N параллельных третьих ветвей, каждая из которых состоит из пятого счетчика импульсов 16, второго элемента НЕ 15, третьего элемента И 14, устройства имитации отказов и восстановления линии связи 22 и третьего RS-триггера 19, содержит генератор случайного потока импульсов ошибок 8, выход которого соединен со входами всех четвертых 7 и пятых 16 счетчиков импульсов, выход четвертого элемента И 17 каждой второй ветви соединен со вторым входом третьего элемента И 14 соответствующей третьей ветви, а выход первого RS-триггера 4 соединен с R-входами всех третьих RS-триггеров 19, содержит последовательно соединенные второй элемент И 10 и первый элемент ИЛИ 3, причем выходы всех третьих RS-триггеров 19 соединены с соответствующими входами второго элемента И 10, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ 3 и со вторым входом второго счетчика импульсов 2, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 3, а выход первого элемента ИЛИ 3 соединен с S-входом первого RS-триггера 4, содержит блок индикации 13, причем выходы всех первых счетчиков импульсов 12, а также третьего счетчика импульсов 11 соединены с соответствующими входами блока индикации 13, содержит генератор отказов 21, выход которого соединен со вторыми входами всех устройств имитации отказов и восстановлений линии связи 22. Устройство имитации отказов и восстановлений линии связи, показанное на фиг.2, содержит третий элемент НЕ 23, четвертый элемент НЕ 24, пятый элемент И 25, пятый элемент НЕ 26, седьмой счетчик импульсов 27, шестой элемент И 28, шестой элемент НЕ 29, седьмой элемент НЕ 30, седьмой элемент И 31, восьмой элемент И 32, второй элемент ИЛИ 33, девятый элемент НЕ 34, третий элемент ИЛИ 35, восьмой элемент НЕ 36, девятый элемент И 37. Устройство работает следующим образом. Общий принцип работы устройства в условиях помеховой обстановки описан в [2]. При имитации отказов и восстановлений линий связи устройство работает следующим образом. При поступлении отрицательного потенциала с генератора отказов 21, означающего, что отказ не произошел, и поступлении отрицательного импульсов с пятого элемента И 25, означающего, что на данный момент не происходит восстановление линии после отказа, с выхода шестого элемента И 28 на вход седьмого элемента И 35 поступит положительный потенциал. С выхода второго элемента ИЛИ 33 на вход седьмого элемента И 35 независимо, передается ли информация по линии связи или нет, поступит положительный импульс. С выхода седьмого элемента И 31 на седьмой элемент НЕ 30 поступит положительный потенциал. На вход седьмого счетчика импульсов 27 поступит отрицательный потенциал. В этом случае на выходе пятого элемента И 27 будет отрицательный потенциал, который, проходя через шестой элемент НЕ 29, преобразуется в положительный и поступит на вход восьмого элемента И 32, тем самым разрешив передачу информации в линии. На выходе третьего элемента ИЛИ 35 будет тот импульс, который передается в линии связи, что имитирует нормальный режим работы линии связи. При поступлении положительного импульса с генератора отказов 21, означающего, что отказ произошел, и поступлении отрицательного импульса с пятого элемента И 25, означающего, что на данный момент не происходит восстановление линии после отказа, с выхода шестого элемента И 28 на вход седьмого элемента И 31 поступит отрицательный потенциал. С выхода седьмого элемента И 31 на седьмой элемент НЕ 30 поступит отрицательный потенциал. На вход седьмого счетчика импульсов 27 поступит положительный потенциал. В этом случае на выходе пятого элемента И 25 будет положительный потенциал, который, проходя через шестой элемент НЕ 29, преобразуется в отрицательный и поступит на вход восьмого элемента И 32, тем самым запретив передачу информации в линии. Седьмой счетчик импульсов 27, заполняясь, имитирует задержку на восстановление линии. Длительность задержки определяется емкостью счетчика импульсов. До тех пор, пока седьмой счетчик 27 импульсов не заполнится и на его выходе не появится импульс переполнения, с выхода пятого элемента И 25 будут поступать положительные импульсы. При появлении импульса переполнения седьмого счетчика импульсов 27 с выхода пятого элемента И 25 поступит отрицательный импульс, что означает, что восстановление линии закончено. С выхода девятого элемента И 37 на вход третьего элемента ИЛИ 35 поступит отрицательный потенциал. С выхода третьего элемента ИЛИ 35 на вход в линию связи будет поступать отрицательный потенциал. При поступлении положительного импульса пятого элемента И 25 и отрицательного или положительного потенциала с генератора отказов 21, на выходе шестого элемента И 28 на вход седьмого элемента И 31 поступит отрицательный потенциал, который, пройдя через седьмой элемент НЕ 30, заполняет седьмой счетчик импульсов 27, имитируя временную задержку, необходимую для восстановления линии связи. Восьмой элемент И 32 запрещает передачу информации по линии связи. С выхода третьего элемента ИЛИ 35 на вход в линию связи будет поступать отрицательный потенциал. Устройство имитации отказов и восстановлений линии связи функционирует одинаковым образом как для направления связи “главная станция – абонент”, так и для направления “абонент – главная станция”. Выходы третьего счетчика импульсов 11 и всех первых счетчиков импульсов 12 соединены с соответствующими входами блока индикации 13, который предназначен для индикации основных параметров моделируемого процесса – количества передаваемых в сети сообщений Nc, а также количества сообщений, принятых каждым абонентом Naб.j. Разработанная система должна обеспечивать доведение информации от главной станции до абонентов и в обратном направлении с вероятностью не менее требуемой. Вероятность доведения информации для каждого абонента с учетом надежности линии связи можно определить как функцию от среднего времени восстановления (tв) и времени наработки на отказ (Т): P=f(tв, T). Расчет вероятности доведения информации по линиям связи от главной станции до абонента и от абонента до главной станции аналитическим путем представляет собой довольно сложную задачу, так как необходимо учитывать наличие различных факторов, влияющих на надежность каждой линии связи. С помощью данной модели на основе полученных параметров – количества передаваемых в сети сообщений Nc и количества сообщений, принятых каждым абонентом Naб.j. можно определить вероятность доведения сообщений до каждого абонента системы связи при заданных tв и Т по следующей формуле: Подобное моделирование системы на этапе ее разработки позволяет сократить сроки разработки при сокращении стоимости самих работ и задавать требования ко времени восстановления и средней наработки на отказ для каждой линии связи с учетом обеспечения требуемой вероятности доведения информации до абонента. Источники информации 1. Изобретение “Устройство для моделирования системы связи”: патент SU 1059577 C2, (51)7 G 06 F 15/20, опубл. 07.12.1983. 2. Изобретение “Устройство для моделирования системы связи”: патент RU 2189077 С2, (51)7 G 06 N 1/00, G 06 G 7/48, опубл. 10.09.2002.
Формула изобретения
Устройство для моделирования системы связи, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, второй счетчик импульсов, первый RS-триггер, третий счетчик импульсов и блок индикации, а также генератор случайного потока импульсов ошибок, при этом выход генератора импульсов соединен с R-входом первого RS-триггера и всеми вторыми входами первых и четвертых элементов И, содержащее N параллельных первых ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные четвертый счетчик импульсов, первый элемент НЕ, первый элемент И, второй RS-триггер и первый счетчик импульсов, при этом выходы всех первых счетчиков импульсов соединены с соответствующими входами блока индикации, N параллельных вторых ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные четвертый RS-триггер, четвертый элемент И и шестой счетчик импульсов, при этом выход второго RS-триггера каждой первой ветви соединен с S-входом четвертого RS-триггера соответствующей второй ветви, выход шестого счетчика импульсов каждой второй ветви соединен с R-входом четвертого RS-триггера той же ветви, а выход генератора импульсов соединен со вторыми входами всех четвертых элементов И, содержащее N параллельных третьих ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные пятый счетчик импульсов, второй элемент НЕ, третий элемент И и третий RS-триггер, при этом выход генератора случайного потока импульсов ошибок соединен со входами всех четвертых и пятых счетчиков импульсов, выход четвертого элемента И каждой второй ветви соединен со вторым входом третьего элемента И соответствующей третьей ветви, выход первого RS-триггера соединен с R-входами всех вторых и третьих RS-триггеров, а также содержащее последовательно соединенные второй элемент И и первый элемент ИЛИ, при этом выходы всех третьих RS-триггеров соединены с соответствующими входами второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, а выход которого соединен с S-входом первого RS-триггера, отличающееся тем, что в него введены генератор отказов и в каждую ветвь – устройства имитации отказов и восстановлений, причем выход генератора отказов соединен со всеми вторыми входами устройств имитации отказов и восстановлений, а в каждой из N параллельных первых ветвей первый элемент И соединен с устройством имитации отказов и восстановлений, которое соединено со вторым RS-триггером, а в каждой из N параллельных третьих ветвей третий элемент И соединен с устройством имитации отказов и восстановлений, которое соединено с третьим RS-триггером.
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.02.2005
Извещение опубликовано: 20.09.2006 БИ: 26/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
