[go: up one dir, main page]

RU228926U1 - A device for estimating the probability of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel - Google Patents

A device for estimating the probability of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel Download PDF

Info

Publication number
RU228926U1
RU228926U1 RU2024118271U RU2024118271U RU228926U1 RU 228926 U1 RU228926 U1 RU 228926U1 RU 2024118271 U RU2024118271 U RU 2024118271U RU 2024118271 U RU2024118271 U RU 2024118271U RU 228926 U1 RU228926 U1 RU 228926U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
communication channel
register
value
errors
Prior art date
Application number
RU2024118271U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Константинович Бессонов
Николай Анатольевич Букшин
Валерий Александрович Пылин
Тамара Дмитриевна Путятина
Алексей Михайлович Пономарев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU228926U1 publication Critical patent/RU228926U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использована для научных исследований, в которых необходимо получение расчетно-экспериментальных характеристик передачи информации от источника получателю с учетом возникновения ошибок в канале связи. Устройство предназначено для непосредственного вычисления вероятности возникновения ошибок в последовательности символов, передаваемой по каналу связи, а также для проведения оценки полученного значения по заданному критерию. Цель создания полезной модели - создание технического средства, позволяющего осуществлять вычисление вероятности возникновения ошибок в последовательности символов, передаваемой по каналу связи, а также проводить оценку полученных вероятностных характеристик. Технический результат данной полезной модели заключается в том, что при реализации описанного технического решения обеспечивается расширение области применения устройства-прототипа за счет реализации в новом устройстве функции оценки вычисляемых вероятностных характеристик на основе их сравнения с допустимыми значениями, по определенному критерию.

Figure 00000013
The utility model relates to the field of automation and computer engineering and can be used for scientific research, which requires obtaining calculated and experimental characteristics of information transmission from a source to a recipient, taking into account the occurrence of errors in the communication channel. The device is designed to directly calculate the probability of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel, as well as to evaluate the obtained value according to a specified criterion. The purpose of creating the utility model is to create a technical means that allows calculating the probability of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel, as well as evaluating the obtained probabilistic characteristics. The technical result of this utility model is that when implementing the described technical solution, the scope of application of the prototype device is expanded due to the implementation in the new device of the function of evaluating the calculated probabilistic characteristics based on their comparison with acceptable values, according to a certain criterion.
Figure 00000013

Description

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использована для научных исследований, в которых необходимо получение расчетно-экспериментальных характеристик передачи информации от источника получателю с учетом возникновения ошибок в канале связи.The utility model relates to the field of automation and computer technology and can be used for scientific research in which it is necessary to obtain calculated and experimental characteristics of the transmission of information from a source to a recipient, taking into account the occurrence of errors in the communication channel.

Устройство предназначено для непосредственного вычисления вероятности возникновения ошибок в последовательности символов, передаваемой по каналу связи, а также для проведения оценки полученного значения по заданному критерию.The device is designed for direct calculation of the probability of errors occurring in a sequence of symbols transmitted over a communication channel, as well as for evaluating the obtained value according to a given criterion.

Известно вероятностное арифметическое устройство (Патент РФ на полезную модель №180966, опубликовано 02.07.2018, бюл. №19). Данное устройство позволяет выполнять арифметические операции сложения, вычитания, умножения, деления и возведения в целую положительную степень над операндами, представленными в виде вероятностных отображений. Однако в данном устройстве отсутствуют блоки вычисления факториала числа, необходимые для расчета числа сочетаний ошибок в переданном информационном элементе сообщения. Кроме того, в указанном устройстве не реализована возможность оценки получаемых вероятностных характеристик. Таким образом, вычисление и оценка вероятности возникновения ошибок в последовательности символов, передаваемой по каналу связи, с использованием данного устройства не представляется возможным.A probabilistic arithmetic device is known (Patent of the Russian Federation for Utility Model No. 180966, published on July 2, 2018, Bulletin No. 19). This device allows performing arithmetic operations of addition, subtraction, multiplication, division and raising to a positive integer power over operands presented in the form of probabilistic mappings. However, this device does not have blocks for calculating the factorial of a number, which are necessary for calculating the number of combinations of errors in the transmitted information element of the message. In addition, the specified device does not implement the ability to evaluate the resulting probabilistic characteristics. Thus, it is not possible to calculate and evaluate the probability of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel using this device.

Наиболее близким по технической реализации и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявленному решению является устройство для вычисления вероятности передачи информации (Патент РФ на полезную модель №211968, опубликовано 30.06.2022, бюл. №19), включающее первый, второй и третий регистры, блок вычитания, реверсивный счетчик, первый, второй и третий блоки вычисления факториала, первый и второй блоки возведения в степень, блок вычитания из единицы, первый и второй блоки умножения, блок деления, первый и второй блоки элементов И, накапливающий сумматор, первый, второй и третий информационные входы устройства и информационный выход устройства, причем первый, второй и третий информационные входы устройства соединены с первым, вторым и третьим регистрами соответственно, выходы первого регистра соединены со входами блока вычитания и первого блока вычисления факториала, выход второго регистра соединен со входом реверсивного счетчика, выходы третьего регистра соединены со входами первого блока возведения в степень и блока вычитания их единицы, выходы блока вычитания соединены со входами второго блока вычисления факториала и второго блока возведения в степень, выходы реверсивного счетчика соединены со входами блока вычитания, первого блока возведения в степень, третьего блока вычисления факториала и второго элемента И, выход первого блока вычисления факториала соединен со входом блока деления, выходы второго и третьего блоков вычисления факториала соединены со входами первого блока умножения, выход первого блока умножения соединен со входом блока деления, выход блока вычитания из единицы соединен со входом второго блока возведения в степень, выходы первого и второго блока возведения в степень и блока деления соединены со входами первого блока элементов И, выходы первого блока элементов И соединены со входами второго блока умножения и реверсивного счетчика, выход второго блока умножения соединен со входом накапливающего сумматора, выход накапливающего сумматора соединен со входом второго элемента И, имеющего информационный выход.The closest analogue (prototype) to the claimed solution in technical implementation and functions performed is a device for calculating the probability of information transmission (Patent of the Russian Federation for Utility Model No. 211968, published on 30.06.2022, Bulletin No. 19), including first, second and third registers, a subtraction unit, a reversible counter, first, second and third factorial calculation units, first and second exponentiation units, a subtraction from unity unit, first and second multiplication units, a division unit, first and second AND element units, an accumulator adder, first, second and third information inputs of the device and an information output of the device, wherein the first, second and third information inputs of the device are connected to the first, second and third registers, respectively, the outputs of the first register are connected to the inputs of the subtraction unit and the first factorial calculation unit, the output of the second register is connected to the input of the reversible counter, the outputs of the third register are connected to the inputs of the first exponentiation unit and subtraction unit of their unit, the outputs of the subtraction unit are connected to the inputs of the second factorial calculation unit and the second exponentiation unit, the outputs of the reversible counter are connected to the inputs of the subtraction unit, the first exponentiation unit, the third factorial calculation unit and the second AND element, the output of the first factorial calculation unit is connected to the input of the division unit, the outputs of the second and third factorial calculation units are connected to the inputs of the first multiplication unit, the output of the first multiplication unit is connected to the input of the division unit, the output of the unit subtraction unit is connected to the input of the second exponentiation unit, the outputs of the first and second exponentiation units and the division unit are connected to the inputs of the first AND element block, the outputs of the first AND element block are connected to the inputs of the second multiplication unit and the reversible counter, the output of the second multiplication unit is connected to the input of the accumulating adder, the output of the accumulating adder is connected to the input of the second AND element having an information output.

Устройство позволяет осуществлять вычисление вероятности передачи элемента информационного сообщения заданной длины, с учетом возникновения в элементе сообщения битовых ошибок, описываемых биномиальным законом распределения.The device allows for the calculation of the probability of transmitting an element of an information message of a given length, taking into account the occurrence of bit errors in the message element, described by the binomial distribution law.

Однако в данном устройстве не реализована возможность оценки получаемых вероятностных характеристик.However, this device does not implement the ability to evaluate the resulting probability characteristics.

Цель создания полезной модели - создание технического средства, позволяющего осуществлять вычисление вероятности возникновения ошибок в последовательности символов, передаваемой по каналу связи, а также проводить оценку полученных вероятностных характеристик.The purpose of creating a utility model is to create a technical means that allows for the calculation of the probability of errors occurring in a sequence of symbols transmitted over a communication channel, as well as for the evaluation of the obtained probabilistic characteristics.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель заключается в расширении области применения устройства-прототипа за счет реализации в новом устройстве функции оценки вычисляемых вероятностных характеристик на основе их сравнения с допустимыми значениями по определенному критерию.The technical result that the utility model is aimed at achieving consists in expanding the scope of application of the prototype device by implementing in the new device a function for evaluating the calculated probability characteristics based on their comparison with acceptable values according to a certain criterion.

Для достижения этого технического результата в известном устройстве для вычисления вероятности передачи информации, включающем первый, второй и третий регистры, блок вычитания, реверсивный счетчик, первый, второй и третий блоки вычисления факториала, первый и второй блоки возведения в степень, блок вычитания из единицы, первый и второй блоки умножения, блок деления, первый и второй блоки элементов И, накапливающий сумматор, первый, второй и третий информационные входы устройства и информационный выход устройства, причем первый, второй и третий информационные входы устройства соединены с первым, вторым и третьим регистрами соответственно, выходы первого регистра соединены со входами блока вычитания и первого блока вычисления факториала, выход второго регистра соединен со входом реверсивного счетчика, выходы третьего регистра соединены со входами первого блока возведения в степень и блока вычитания их единицы, выходы блока вычитания соединены со входами второго блока вычисления факториала и второго блока возведения в степень, выходы реверсивного счетчика соединены со входами блока вычитания, первого блока возведения в степень, третьего блока вычисления факториала и второго элемента И, выход первого блока вычисления факториала соединен со входом блока деления, выходы второго и третьего блоков вычисления факториала соединены со входами первого блока умножения, выход первого блока умножения соединен со входом блока деления, выход блока вычитания из единицы соединен со входом второго блока возведения в степень, выходы первого и второго блока возведения в степень и блока деления соединены со входами первого блока элементов И, выходы первого блока элементов И соединены со входами второго блока умножения и реверсивного счетчика, выход второго блока умножения соединен со входом накапливающего сумматора, выход накапливающего сумматора соединен со входом второго элемента И, имеющего информационный выход, дополнительно введены четвертый регистр, элемент задержки, компаратор, четвертый информационный вход и второй информационный выход устройства, причем четвертый информационный вход устройства соединен с четвертым регистром, выход четвертого регистра соединен со входом элемента задержки, выходы элемента задержки и второго блока элементов И соединены со входами компаратора, выходы компаратора являются первым и вторым информационными выходами устройства.In order to achieve this technical result in a known device for calculating the probability of information transmission, comprising first, second and third registers, a subtraction unit, a reversible counter, first, second and third factorial calculation units, first and second exponentiation units, a unit of subtraction from one, first and second multiplication units, a division unit, first and second AND element units, an accumulator adder, first, second and third information inputs of the device and an information output of the device, wherein the first, second and third information inputs of the device are connected to the first, second and third registers, respectively, the outputs of the first register are connected to the inputs of the subtraction unit and the first factorial calculation unit, the output of the second register is connected to the input of the reversible counter, the outputs of the third register are connected to the inputs of the first exponentiation unit and the unit of subtraction from one, the outputs of the subtraction unit are connected to the inputs of the second factorial calculation unit and the second exponentiation unit, the outputs of the reversible counter are connected to the inputs of the subtraction unit, the first exponentiation unit, the third a factorial calculation unit and a second AND element, the output of the first factorial calculation unit is connected to the input of the division unit, the outputs of the second and third factorial calculation units are connected to the inputs of the first multiplication unit, the output of the first multiplication unit is connected to the input of the division unit, the output of the subtraction from one unit is connected to the input of the second exponentiation unit, the outputs of the first and second exponentiation units and the division unit are connected to the inputs of the first AND element block, the outputs of the first AND element block are connected to the inputs of the second multiplication unit and the reversible counter, the output of the second multiplication unit is connected to the input of the accumulating adder, the output of the accumulating adder is connected to the input of the second AND element having an information output, a fourth register, a delay element, a comparator, a fourth information input and a second information output of the device are additionally introduced, wherein the fourth information input of the device is connected to the fourth register, the output of the fourth register is connected to the input of the delay element, the outputs of the delay element and the second AND element block are connected to the inputs of the comparator, the outputs of the comparator are the first and second information device outputs.

Распределение ошибок в канале связи достаточно полно описывается биномиальным законом распределения. В соответствии с биномиальным законом распределения ошибок в канале связи вероятность возникновения ошибок кратности i среди n символов, передаваемых по каналу связи, определяется как:The distribution of errors in a communication channel is described quite fully by the binomial distribution law. According to the binomial distribution law of errors in a communication channel, the probability of occurrence of errors of multiplicity i among n symbols transmitted over a communication channel is determined as:

, ,

где n - количество символов в последовательности, передаваемой по каналу связи;where n is the number of symbols in the sequence transmitted over the communication channel;

i - кратность ошибок (количество ошибок в последовательности из n символов, допускаемое протоколом обмена информацией);i - error rate (the number of errors in a sequence of n symbols allowed by the information exchange protocol);

- коэффициент ошибок в канале связи, - error rate in the communication channel,

- число сочетаний ошибок кратности / среди п символов. - the number of combinations of errors of multiplicity / among n symbols.

Вычисление осуществляется по формуле:Calculation is carried out according to the formula:

. .

Допустимая кратность ошибок в передаваемой последовательности символов определяется протоколом обмена информацией.The permissible error rate in the transmitted sequence of symbols is determined by the information exchange protocol.

Вероятность возникновения не более i ошибок в последовательности из n символов можно рассчитать, используя формулы (1) и (2).The probability of occurrence of no more than i errors in a sequence of n symbols can be calculated using formulas (1) and (2).

В качестве примера рассмотрим событие А, заключающееся в том, что при передаче по каналу связи от источника получателю последовательности символов n возникнет не более i битовых ошибок, при условии, что i=2.As an example, let us consider event A, which consists in the fact that when transmitting a sequence of symbols n from a source to a receiver over a communication channel, no more than i bit errors will occur, provided that i=2.

Событие А можно рассмотреть как сумму несовместных событий В1 В2, В3,Event A can be considered as the sum of mutually exclusive events B 1 B 2 , B 3 ,

где В1 - событие, заключающееся в том, что при передаче по каналу связи последовательности символов n возникнет 0 ошибок,where B 1 is the event that 0 errors will occur when transmitting a sequence of symbols n over a communication channel,

B2 - событие, заключающееся в том, что при передаче по каналу связи последовательности символов n возникнет 1 ошибка,B 2 - an event consisting in the fact that when transmitting a sequence of symbols n over a communication channel, 1 error will occur,

B3 - событие, заключающееся в том, что при передаче по каналу связи последовательности символов n возникнет 2 ошибки.B 3 - an event consisting in the fact that when transmitting a sequence of n symbols over a communication channel, 2 errors will occur.

Тогда вероятность события А можно представить как сумму вероятностей несовместных событий:Then the probability of event A can be represented as the sum of the probabilities of mutually exclusive events:

С учетом выражений (1) и (2):Taking into account expressions (1) and (2):

. .

Таким образом, можно описать вероятность возникновения не более / ошибок в любой последовательности из п символов, передаваемой по каналу связи.Thus, it is possible to describe the probability of occurrence of no more than / errors in any sequence of n symbols transmitted over a communication channel.

Для проведения оценки получаемой вероятностной характеристики сформулирован критерий оценки:To evaluate the obtained probability characteristic, an evaluation criterion was formulated:

где Р(А) - вероятность возникновения не более i ошибок в передаваемой по каналу связи последовательности из n символов;where P(A) is the probability of occurrence of no more than i errors in a sequence of n symbols transmitted over a communication channel;

Рз - максимальное значение Р(А), удовлетворяющее условиям функционирования системы обмена информацией.P z is the maximum value of P(A) that satisfies the operating conditions of the information exchange system.

Функционирование устройства реализовано с учетом соотношений (1), (2), (3).The operation of the device is implemented taking into account the relations (1), (2), (3).

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства.Fig. 1 shows the structural diagram of the device.

Устройство содержит первый регистр 1, предназначенный для записи значения количества символов в последовательности, передаваемой от источника получателю по каналу связи, второй регистр 2, предназначенный для записи значения максимально допустимого количества ошибок в последовательности символов, передаваемой от источника получателю по каналу связи, третий регистр 3, предназначенный для записи значения коэффициента ошибок в канале связи, четвертый регистр 4, предназначенный для записи значения показателя, удовлетворяющего критерию оценки вероятности события, заключающегося в том, что при передаче по каналу связи заданной последовательности символов количество ошибок не превысит заданное значение, блок вычитания 5, реверсивный счетчик 6, первый, второй и третий блоки вычисления факториала 7, 8, 9, первый и второй блоки возведения в степень 10, 14, блок вычитания из единицы 11, элемент задержки 12, первый и второй блоки умножения 13, 17, блок деления 15, первый и второй блоки элементов И 16, 19, накапливающий сумматор 18, компаратор 20, предназначенный для непосредственного сравнения значения показателя, удовлетворяющего критерию оценки вероятности события, заключающегося в том, что при передаче по каналу связи заданной последовательности символов количество ошибок не превысит заданное значение, поступившего с четвертого регистра через элемент задержки и значения вероятности возникновения события, заключающегося в том, что при передаче по каналу связи заданной последовательности символов количество ошибок не превысит заданное значение, поступившего с накапливающего сумматора через второй блок элементов И, первый информационный вход 21, предназначенный для ввода данных о количестве символов в последовательности, передаваемой от источника получателю по каналу связи, в первый регистр, второй информационный вход 22, предназначенный для ввода данных о максимально допустимом значении количества ошибок в последовательности символов, передаваемой от источника получателю по каналу связи, во второй регистр, третий информационный вход 23, предназначенный для ввода данных о значении коэффициента ошибок в канале связи в третий регистр, четвертый информационный вход 24, предназначенный для ввода данных о значении показателя, удовлетворяющего критерию оценки вероятности события, заключающегося в том, что при передаче по каналу связи заданной последовательности символов количество ошибок не превысит заданное значение в четвертый регистр, первый информационный выход устройства 25, предназначенный для вывода единичного значения, в случае выполнения заданного критерия оценки вероятности, второй информационный выход устройства 26, предназначенный для вывода единичного значения, в случае, когда заданный критерий оценки вероятности не выполняется.The device comprises a first register 1 intended for recording the value of the number of symbols in a sequence transmitted from a source to a recipient via a communication channel, a second register 2 intended for recording the value of the maximum permissible number of errors in a sequence of symbols transmitted from a source to a recipient via a communication channel, a third register 3 intended for recording the value of the error rate in the communication channel, a fourth register 4 intended for recording the value of an indicator satisfying the probability assessment criterion of an event consisting in the fact that when transmitting a given sequence of symbols via a communication channel the number of errors will not exceed a given value, a subtraction unit 5, a reversible counter 6, the first, second and third factorial calculation units 7, 8, 9, the first and second exponentiation units 10, 14, a subtraction from unity unit 11, a delay element 12, the first and second multiplication units 13, 17, a division unit 15, the first and second AND element units 16, 19, an accumulating adder 18, a comparator 20, intended for direct comparison of the value of the indicator satisfying the criterion for assessing the probability of the event consisting in the fact that when transmitting a given sequence of symbols over a communication channel the number of errors will not exceed a given value, received from the fourth register through the delay element and the value of the probability of occurrence of the event consisting in the fact that when transmitting a given sequence of symbols over a communication channel the number of errors will not exceed a given value, received from the accumulating adder through the second block of AND elements, the first information input 21, intended for inputting data on the number of symbols in the sequence transmitted from the source to the recipient over the communication channel into the first register, the second information input 22, intended for inputting data on the maximum permissible value of the number of errors in the sequence of symbols transmitted from the source to the recipient over the communication channel, into the second register, the third information input 23, intended for inputting data on the value of the error coefficient in the communication channel into the third register, the fourth information input 24, intended for inputting data on the value of the indicator satisfying the criterion for assessing the probability of the event consisting in the fact that when transmitting on the communication channel of the specified sequence of symbols the number of errors will not exceed the specified value in the fourth register, the first information output of the device 25, intended for outputting a single value, in the event of fulfillment of the specified probability assessment criterion, the second information output of the device 26, intended for outputting a single value, in the event that the specified probability assessment criterion is not fulfilled.

Первый, второй, третий и четвертый информационные входы устройства 21-24 соединены с первым, вторым, третьим и четвертым регистрами 1-4 соответственно, выходы первого регистра 1 соединены со входами блока вычитания 5 и первого блока вычисления факториала 7, выход второго регистра 2 соединен со входом реверсивного счетчика 6, выходы третьего регистра 3 соединены со входами первого блока возведения в степень 10 и блока вычитания из единицы 11, выход четвертого регистра 4 соединен со входом элемента задержки 12, выходы блока вычитания 5 соединены со входами второго блока вычисления факториала 8 и второго блока возведения в степень 14, выходы реверсивного счетчика 6 соединены со входами блока вычитания 5, первого блока возведения в степень 10, третьего блока вычисления факториала 9 и второго элемента И 19, выход первого блока вычисления факториала 7 соединен со входом блока деления 15, выходы второго и третьего блоков вычисления факториала 8 и 9 соединены со входами первого блока умножения 13, выход первого блока умножения 13 соединен со входом блока деления 15, выход блока вычитания из единицы 11 соединен со входом второго блока возведения в степень 14, выходы первого и второго блоков возведения в степень 10 и 14 и блока деления 15 соединены со входами первого блока элементов И 16, выходы первого блока элементов И 16 соединены со входами второго блока умножения 17 и реверсивного счетчика 6, выход второго блока умножения 17 соединен со входом накапливающего сумматора 18, выход накапливающего сумматора 18 соединен со входом второго блока элементов И 19, выходы элемента задержки 12 и второго блока элементов И 19 соединены со входами компаратора 20, первый выход компаратора 20 является первым информационным выходом устройства 25, второй выход компаратора 20 является вторым информационным выходом устройства 26.The first, second, third and fourth information inputs of the device 21-24 are connected to the first, second, third and fourth registers 1-4, respectively, the outputs of the first register 1 are connected to the inputs of the subtraction unit 5 and the first factorial calculation unit 7, the output of the second register 2 is connected to the input of the reversible counter 6, the outputs of the third register 3 are connected to the inputs of the first raising to the power 10 unit and the subtraction from one unit 11, the output of the fourth register 4 is connected to the input of the delay element 12, the outputs of the subtraction unit 5 are connected to the inputs of the second factorial calculation unit 8 and the second raising to the power 14 unit, the outputs of the reversible counter 6 are connected to the inputs of the subtraction unit 5, the first raising to the power 10 unit, the third factorial calculation unit 9 and the second AND element 19, the output of the first factorial calculation unit 7 is connected to the input of the division unit 15, the outputs of the second and third calculation units factorial 8 and 9 are connected to the inputs of the first multiplication block 13, the output of the first multiplication block 13 is connected to the input of the division block 15, the output of the subtraction from unity block 11 is connected to the input of the second exponentiation block 14, the outputs of the first and second exponentiation blocks 10 and 14 and the division block 15 are connected to the inputs of the first block of AND elements 16, the outputs of the first block of AND elements 16 are connected to the inputs of the second multiplication block 17 and the reversible counter 6, the output of the second multiplication block 17 is connected to the input of the accumulating adder 18, the output of the accumulating adder 18 is connected to the input of the second block of AND elements 19, the outputs of the delay element 12 and the second block of AND elements 19 are connected to the inputs of the comparator 20, the first output of the comparator 20 is the first information output of the device 25, the second output of the comparator 20 is the second information output of the device 26.

В качестве блоков вычисления факториала возможно использование устройства для вычисления факториала [Патент СССР на изобретение №1297071].It is possible to use a factorial calculation device as a factorial calculation unit [USSR Patent for Invention No. 1297071].

Устройство функционирует следующим образом. С первого, второго и третьего информационных входов 21-23 поступают данные о значения количества символов в последовательности, передаваемой от источника получателю по каналу связи (n), о значении максимально допустимого количества ошибок в последовательности символов, передаваемой от источника получателю по каналу связи (i), о значении коэффициента ошибок в канале связи (РОШ) на первый, второй и третий регистры 1, 2, 3 соответственно. С четвертого информационного входа 24 на четвертый регистр 4 поступают данные о максимальном значении Р(А), удовлетворяющем условию функционирования системы обмена информацией, - Р3. С первого регистра 1 данные о количестве символов в передаваемой последовательности считываются в первый блок вычисления факториала 7 и, в качестве уменьшаемого, - в блок вычитания 5. Со второго регистра 2 данные о максимально допустимом количестве ошибок в передаваемой последовательности символов считываются в реверсивный счетчик 6. С третьего регистра 3 данные о коэффициенте ошибок в канале связи считываются в блок вычитания из единицы 11 и, в качестве числа, возводимого в степень, - в первый блок возведения в степень 10. Реверсивный счетчик 6 выдает свое текущее значение на блок вычитания 5, в качестве вычитаемого, на первый блок возведения в степень 10, в качестве степени возводимого числа, и на третий блок вычисления факториала 9. С блока вычитания 5 значение полученной разницы (n-i) считывается во второй блок вычисления факториала 8 и во второй блок возведения в степень 14, в качестве степени возводимого числа. Со второго и третьего блоков вычисления факториала 8, 9 результаты вычисления ((n-i)! и i!) поступают на первый блок умножения 13. С первого блока вычисления факториала 7 результат вычисления считывается в блок деления 15, в качестве делимого, а с первого блока умножения 13 результат вычисления считывается в блок деления 15 в качестве делителя. С блока вычитания из единицы 11 результат вычисления поступает на второй блок возведения в степень 14, в качестве числа, возводимого в степень. С первого и второго блоков возведения в степень 10, 14 и с блока деления 15 результаты вычисления соответственно) через первый блок элементов И 16 поступают на второй блок умножения 17, при этом с первого блока элементов И 16 на реверсивный счетчик 6 поступает сигнал об уменьшении значения реверсивного счетчика 6 на единицу. Со второго блока умножения 17 результат вычисления P(i,n) поступает в накапливающий сумматор 18. При возникновении ситуации, когда значение реверсивного счетчика 6 становится равным нулю, реверсивный счетчик 6 посылает положительный сигнал на второй блок элементов И 19 и с накапливающего сумматора через второй блок элементов И 19 общий результат вычисления вероятности поступает на компаратор 20. С четвертого регистра 4 данные поступают через элемент задержки 12 на компаратор 20. В случае, когда результат вычисления вероятности, поступивший со второго блока элементов И 19 окажется меньше значения Рз, поступившего с элемента задержки 12 (т.е. выполняется условие критерия (3)), компаратор выдает единичный сигнал на первый информационный выход устройства 25. В случае, когда результат вычисления вероятности, поступивший со второго блока элементов И 19 окажется больше значения Рз, поступившего с элемента задержки 12 (т.е. не выполняется условие критерия (3)), компаратор выдает единичный сигнал на второй информационный выход устройства 26.The device functions as follows. From the first, second and third information inputs 21-23, data on the value of the number of symbols in the sequence transmitted from the source to the recipient via the communication channel (n), on the value of the maximum permissible number of errors in the sequence of symbols transmitted from the source to the recipient via the communication channel (i), on the value of the error rate in the communication channel (R ERR ) are received to the first, second and third registers 1, 2, 3, respectively. From the fourth information input 24, data on the maximum value of P(A) satisfying the condition of functioning of the information exchange system, P 3 , are received to the fourth register 4. From the first register 1, the data on the number of symbols in the transmitted sequence are read into the first factorial calculation block 7 and, as the minuend, into the subtraction block 5. From the second register 2, the data on the maximum permissible number of errors in the transmitted sequence of symbols are read into the up/down counter 6. From the third register 3, the data on the error rate in the communication channel are read into the subtraction-from-one block 11 and, as the number raised to a power, into the first raising-to-the-power block 10. The up/down counter 6 outputs its current value to the subtraction block 5, as the subtrahend, to the first raising-to-the-power block 10, as the power of the number being raised, and to the third factorial calculation block 9. From the subtraction block 5, the value of the resulting difference (ni) is read into the second factorial calculation block 8 and into the second raising-to-the-power block 14, as the power of the number being raised. From the second and third factorial calculation blocks 8, 9, the calculation results ((ni)! and i!) are sent to the first multiplication block 13. From the first factorial calculation block 7, the calculation result is read into division block 15 as the dividend, and from the first multiplication block 13 the result of the calculation is read into division block 15 as a divisor. From subtraction block 11 the result of the calculation goes to the second block of raising to the power of 14, as a number raised to the power. From the first and second blocks of raising to the power of 10, 14 and from the division block of 15 the results of the calculation respectively) through the first block of AND elements 16 are sent to the second multiplication block 17, while from the first block of AND elements 16 a signal is sent to the reversible counter 6 to decrease the value of the reversible counter 6 by one. From the second multiplication block 17, the result of calculating P(i,n) goes to the accumulating adder 18. When a situation arises where the value of the reversible counter 6 becomes equal to zero, the reversible counter 6 sends a positive signal to the second block of AND elements 19, and from the accumulating adder, through the second block of AND elements 19, the overall result of calculating the probability goes to the comparator 20. From the fourth register 4, the data goes through the delay element 12 to the comparator 20. In the case where the result of calculating the probability received from the second block of AND elements 19 is less than the value of P z received from the delay element 12 (i.e., the condition of criterion (3) is met), the comparator issues a single signal to the first information output of the device 25. In the case where the result of calculating the probability received from the second block of AND elements 19 is greater than the value of P z received from the delay element 12 (i.e., the condition of criterion (3) is not met), the comparator produces a single signal to the second information output of device 26.

Таким образом, поставленная цель - создание технического средства, позволяющего осуществлять вычисление вероятности возникновения ошибок в последовательности символов, передаваемой по каналу связи, а также проводить оценку полученных вероятностных характеристик - достигнута.Thus, the stated goal - the creation of a technical means that allows calculating the probability of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel, as well as evaluating the obtained probabilistic characteristics - has been achieved.

Заявленная полезная модель является техническим решением, относящимся к устройству, т.к. формула полезной модели содержит совокупность относящихся к устройству существенных признаков (а именно, перечень используемых элементов и связей между ними) достаточную для решения указанной задачи и достижения технического результата. Приведенные признаки относятся к существенным, т.к. они влияют на возможность получения технического результата, т.е. находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом. Отсутствие одного или нескольких признаков приведет к неработоспособности устройства и не позволит получить заявленный результат.The claimed utility model is a technical solution related to the device, since the formula of the utility model contains a set of essential features related to the device (namely, a list of the elements used and the relationships between them) sufficient to solve the specified problem and achieve the technical result. The given features are considered essential, since they affect the possibility of obtaining the technical result, i.e. are in a cause-and-effect relationship with the specified result. The absence of one or more features will lead to the inoperability of the device and will not allow obtaining the declared result.

Реализация и использование предлагаемой полезной модели позволяет проводить вычисление вероятностных характеристик, характеризующих возникновение ошибок в последовательности символов, передаваемой по каналу связи, а также проводить оценку полученных вероятностных характеристик путем их сравнения с заданными вероятностными значениями по определенному критерию.The implementation and use of the proposed utility model allows for the calculation of probability characteristics characterizing the occurrence of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel, as well as for the evaluation of the obtained probability characteristics by comparing them with specified probability values according to a certain criterion.

Технический результат данной полезной модели заключается в том, что при реализации описанного технического решения обеспечивается расширение области применения устройства-прототипа за счет реализации в новом устройстве функции оценки вычисляемых вероятностных характеристик на основе их сравнения с допустимыми значениями, по определенному критерию.The technical result of this utility model is that, when implementing the described technical solution, the scope of application of the prototype device is expanded due to the implementation in the new device of the function of evaluating the calculated probabilistic characteristics based on their comparison with acceptable values, according to a certain criterion.

Описанное устройство для вычисления вероятности передачи информации может быть осуществлено с применением известных в области радиоэлектроники узлов и блоков, соединенных между собой, обеспечивающих конструктивное и функциональное единство.The described device for calculating the probability of information transmission can be implemented using nodes and blocks known in the field of radio electronics, connected to each other, ensuring constructive and functional unity.

Claims (1)

Устройство для оценки вероятности возникновения ошибок в последовательности символов, передаваемой по каналу связи, включающее первый регистр, предназначенный для записи значения количества символов в комбинации, передаваемой от источника получателю по каналу связи, второй регистр, предназначенный для записи значения максимально допустимого количества ошибок в комбинации символов, передаваемой от источника получателю по каналу связи, третий регистр, предназначенный для записи значения коэффициента ошибок в канале связи, блок вычитания, реверсивный счетчик, первый, второй и третий блоки вычисления факториала, первый и второй блоки возведения в степень, блок вычитания из единицы, первый и второй блоки умножения, блок деления, первый и второй блоки элементов И, накапливающий сумматор, первый информационный вход, предназначенный для ввода данных о количестве символов в комбинации, передаваемой от источника получателю по каналу связи, в первый регистр, второй информационный вход, предназначенный для ввода данных о максимально допустимом значении количества ошибок в последовательности символов, передаваемой от источника получателю по каналу связи, во второй регистр, третий информационный вход, предназначенный для ввода данных о значении коэффициента ошибок в канале связи в третий регистр, причем первый, второй и третий информационные входы устройства соединены с первым, вторым и третьим регистрами соответственно, выходы первого регистра соединены со входами блока вычитания и первого блока вычисления факториала, выход второго регистра соединен со входом реверсивного счетчика, выходы третьего регистра соединены со входами первого блока возведения в степень и блока вычитания их единицы, выходы блока вычитания соединены со входами второго блока вычисления факториала и второго блока возведения в степень, выходы реверсивного счетчика соединены со входами блока вычитания, первого блока возведения в степень, третьего блока вычисления факториала и второго блока элементов И, выход первого блока вычисления факториала соединен со входом блока деления, выходы второго и третьего блоков вычисления факториала соединены со входами первого блока умножения, выход первого блока умножения соединен со входом блока деления, выход блока вычитания из единицы соединен со входом второго блока возведения в степень, выходы первого и второго блоков возведения в степень и блока деления соединены со входами первого блока элементов И, выходы первого блока элементов И соединены со входами второго блока умножения и реверсивного счетчика, выход второго блока умножения соединен со входом накапливающего сумматора, выход накапливающего сумматора соединен со входом второго элемента И, отличающееся тем, что в устройство введены четвертый регистр, предназначенный для записи значения показателя, удовлетворяющего критерию оценки вероятности события, заключающегося в том, что при передаче по каналу связи заданной комбинации символов количество ошибок не превысит заданное значение, четвертый информационный вход, предназначенный для ввода данных о значении показателя, удовлетворяющего критерию оценки вероятности события, заключающегося в том, что при передаче по каналу связи заданной комбинации символов количество ошибок не превысит заданное значение в четвертый регистр, элемент задержки, компаратор, предназначенный для непосредственного сравнения значения показателя, удовлетворяющего критерию оценки вероятности события, заключающегося в том, что при передаче по каналу связи заданной комбинации символов количество ошибок не превысит заданное значение, поступившего с четвертого регистра через элемент задержки и значения вероятности события, заключающегося в том, что при передаче по каналу связи заданной комбинации символов количество ошибок не превысит заданное значение, поступившего с накапливающего сумматора через второй блок элементов И, первый информационный выход устройства, предназначенный для вывода единичного значения, в случае выполнения заданного критерия оценки вероятности, второй информационный выход устройства, предназначенный для вывода единичного значения, в случае, когда заданный критерий оценки вероятности не выполняется, причем четвертый информационный вход устройства соединен с четвертым регистром, выход четвертого регистра соединен со входом элемента задержки, выходы элемента задержки и второго блока элементов И соединены со входами компаратора, выходы компаратора являются первым и вторым информационными выходами устройства.A device for estimating the probability of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel, comprising a first register intended to record the value of the number of symbols in a combination transmitted from a source to a recipient over a communication channel, a second register intended to record the value of the maximum permissible number of errors in a combination of symbols transmitted from a source to a recipient over a communication channel, a third register intended to record the value of the error rate in the communication channel, a subtraction unit, a reversible counter, first, second and third factorial calculation units, first and second exponentiation units, a subtraction from unity unit, first and second multiplication units, a division unit, first and second AND element units, an accumulator adder, a first information input intended to input data on the number of symbols in a combination transmitted from a source to a recipient over a communication channel into the first register, a second information input intended to input data on the maximum permissible value of the number of errors in a sequence of symbols transmitted from a source to a recipient over a communication channel into the second register, a third information input intended to input data on the value of the error rate in a communication channel to a third register, wherein the first, second and third information inputs of the device are connected to the first, second and third registers, respectively, the outputs of the first register are connected to the inputs of the subtraction unit and the first factorial calculation unit, the output of the second register is connected to the input of the reversible counter, the outputs of the third register are connected to the inputs of the first exponentiation unit and the unit for subtracting from one, the outputs of the subtraction unit are connected to the inputs of the second factorial calculation unit and the second exponentiation unit, the outputs of the reversible counter are connected to the inputs of the subtraction unit, the first exponentiation unit, the third factorial calculation unit and the second AND element block, the output of the first factorial calculation unit is connected to the input of the division unit, the outputs of the second and third factorial calculation units are connected to the inputs of the first multiplication unit, the output of the first multiplication unit is connected to the input of the division unit, the output of the unit for subtraction from one is connected to the input of the second exponentiation unit, the outputs of the first and second exponentiation units and the division unit are connected to the inputs of the first AND element block, the outputs of the first block of AND elements are connected to the inputs of the second block of multiplication and the up/down counter, the output of the second block of multiplication is connected to the input of the accumulating adder, the output of the accumulating adder is connected to the input of the second AND element, characterized in that a fourth register is introduced into the device, intended for recording the value of the indicator satisfying the criterion for assessing the probability of the event, which consists in the fact that when transmitting a given combination of symbols over a communication channel the number of errors will not exceed a given value, a fourth information input intended for entering data on the value of the indicator satisfying the criterion for assessing the probability of the event, which consists in the fact that when transmitting a given combination of symbols over a communication channel the number of errors will not exceed a given value into the fourth register, a delay element, a comparator intended for directly comparing the value of the indicator satisfying the criterion for assessing the probability of the event, which consists in the fact that when transmitting a given combination of symbols over a communication channel the number of errors will not exceed a given value, received from the fourth register through the delay element and the value of the probability of the event, which consists in the fact that when transmitting a given combination of symbols over a communication channel the number of errors does not exceeds a specified value received from the accumulating adder through the second block of AND elements, the first information output of the device, intended for outputting a single value, in the event that the specified probability assessment criterion is met, the second information output of the device, intended for outputting a single value, in the event that the specified probability assessment criterion is not met, wherein the fourth information input of the device is connected to the fourth register, the output of the fourth register is connected to the input of the delay element, the outputs of the delay element and the second block of AND elements are connected to the inputs of the comparator, the outputs of the comparator are the first and second information outputs of the device.
RU2024118271U 2024-06-28 A device for estimating the probability of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel RU228926U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU228926U1 true RU228926U1 (en) 2024-09-17

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2019038C1 (en) * 1991-12-17 1994-08-30 Научно-технический центр Федерального агентства правительственной связи и информации при Президенте Российской Федерации Device for monitoring of communication channels
RU2103818C1 (en) * 1992-12-30 1998-01-27 Владимир Леонидович Соловьев Method for testing state of data transmission channel using probability of missed error
US7020185B1 (en) * 2000-11-28 2006-03-28 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for determining channel conditions in a communication system
RU2285345C2 (en) * 2004-12-28 2006-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method for controlling quality of communication channel
EP1706953B1 (en) * 2003-12-30 2007-09-26 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Method and system for calculating the bit error rate of a received signal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2019038C1 (en) * 1991-12-17 1994-08-30 Научно-технический центр Федерального агентства правительственной связи и информации при Президенте Российской Федерации Device for monitoring of communication channels
RU2103818C1 (en) * 1992-12-30 1998-01-27 Владимир Леонидович Соловьев Method for testing state of data transmission channel using probability of missed error
US7020185B1 (en) * 2000-11-28 2006-03-28 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for determining channel conditions in a communication system
EP1706953B1 (en) * 2003-12-30 2007-09-26 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Method and system for calculating the bit error rate of a received signal
RU2285345C2 (en) * 2004-12-28 2006-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method for controlling quality of communication channel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moskowitz et al. The channel capacity of a certain noisy timing channel
Ding et al. Estimating logarithmic and exponential functions to track network traffic entropy in P4
US20210006481A1 (en) Method and Apparatus for Determining Status of Network Device
CN109284827A (en) Neural network computing method, device, processor and computer-readable storage medium
CN113703840B (en) Data processing device, method, chip, computer device and storage medium
JP5695767B1 (en) Topology estimation apparatus and program
CN111989897B (en) Metrics for Computer Networks
KR20230044318A (en) Methods for adjusting model parameters, devices, storage media and program products
Loyd A dynamical approach to the asymptotic behavior of the sequence
RU228926U1 (en) A device for estimating the probability of errors in a sequence of symbols transmitted over a communication channel
CN116230252A (en) A joint estimation method of time-varying reproduction number and sequence interval, computer and medium
Antunes et al. Sophistication revisited
WO2022068618A1 (en) Quantum division operation method and apparatus with precision
Le Ny Privacy-preserving nonlinear observer design using contraction analysis
WO2023236610A1 (en) Signal detection method and apparatus, and electronic device and storage medium
CN110647308B (en) Accumulator and operation method thereof
US3573729A (en) Error detection in multilevel transmission
RU211968U1 (en) Device for calculating the probability of information transmission
Graillat et al. On the maximum relative error when computing integer powers by iterated multiplications in floating-point arithmetic
Shparlinski On constructing primitive roots in finite fields with advice
CN108833043A (en) Improved AWGN channel implementation method and device based on Polar method
CN115550132A (en) Data collection method, system and producer network element
RU2838421C1 (en) Communication channel state simulator
RU238284U1 (en) A device for estimating the empirical moments of the distribution of a random variable
RU230288U9 (en) Device for calculating the average time of information exchange in a series of tests