Файл: Кондратьев, С. Л. Применение метода функционального моделирования для оценки помехоустойчивости систем связи.pdf

ВОЕННАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА КРАСНОЗНАМЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ

С. Л. КОНДРАТЬЕВ

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ СВЯЗИ

Ленинград

1973

УДК 621.391.1(075)

W

""" Применение метода функционального моделирования для оценки помехоустойчивости систем связи. С. Л. К о н д р а т ь е в. ВАС, 1973, стр. 160.

ВАС, 1973.

ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемая вниманию читателей работа предназначена для интересующихся вопросами оценки помехоустойчивости си­ стем связи .методами моделирования на цифровых вычислитель­ ных машинах. По характеру изложения материала она является пособием для слушателей, адъюнктов и даже преподавателей, изучающих основы и методику моделирования. С точки зрения проблематики работа может служить .пособием для слушателей, изучающих курс общей теории связи, так как именно на них рассчитаны ряд разделов и упрощения, 'используемые при изло­ жении материала.

Указанная двойственность порождена все более широким использованием методов моделирования в теории связи й- тем обстоятельством, что во всех без исключения учебниках и учеб­ ных пособиях по курсам, близким к теории связи, основное вни­ мание уделяется лишь методологии аналитического решения сформулированных задач.

Общая теория связи есть наука об общих законах передачи сообщений, а также методах оптимального построения и исполь­ зования средств и систем связи.

Она является общей прежде всего потому, что рассматривает лишь общие законы и закономерности, свойственные процессам передачи сообщений во всех системах, независимо от их физи­ ческой природы. Именно эта общность и лежит в основе созда­ ния единой модели физически различных систем .связи. В каче­ стве простейших элементов такой модели выступают функцио­ нальные элементы (ФЭ), выполняющие определенные преобра­ зования поступающих на них сообщений и сигналов. Аналогично тому, как в теории цепей первичные элементы считаются идеаль­ ными, так идеальными преобразователями являются ФЭ в тео­ рии связи. В тех случаях, когда такая идеализация недопустима, решение задач становится особенно сложным, а моделирование

любой указанный метод (в том числе и метод моделирования) должен обладать свойством совместимости с другими методами.

3

Особенно важным качеством метода моделирования является его применимость «а всех основных этапах разработки и испы­ таний аппаратуры связи. Если на одном этапе (например, при эскизном проектировании) используется один метод, а на другом (опытно-конструкторские работы или испытания) отличный от первого своей методикой или математическим аппаратом, то не­ избежно теряется преемственность результатов, что приводит к резкому понижению эффективности работ.

Анализ потребностей различных этапов показывает, что до­ биться указанного качества возможно, если метод моделирова­ ния позволяет:.

1) отображать структурно-функциональные свойства разра­ батываемых или исследуемых систем;

2)использовать в моделях как теоретически предсказывае­ мые, так и реальные характеристики ФЭ;

3)отображать процесс преобразований сообщений или сиг­ налов во времени;

4)объединять или, наоборот, разъединять (разукрупнять) модели в соответствии с различием задач, решаемых на различ­ ных этапах, но с обязательным соблюдением общности (.подо­ бия) целого и совокупности составляющих;

5)представлять как детерминированные, так и случайные процессы^

Рассматриваемый в работе функциональный метод обладает указанными свойствами. Под функциональным моделированием понимается метод подобного отображения в моделях процессов преобразования сообщений и сигналов ФЭ с учетом их свойств

испособов объединения в систему.

Вданном определении, с одной стороны, подчеркивается, что степень подробности ограничивается ФЭ, а с другой,— что в ос­ нове построения моделей лежит понятие подобия, предусматри­ вающего получение большей степени близости, чем эквивалент­ ность или изоморфизм. Отображая процесс передачи сообщений во времени, ФМ дает возможность не только получить оконча­ тельные результаты обработки, но и просмотреть при необходи­ мости форму (спектр) сигнала на выходе нужного ФЭ, позволяя вмешиваться в процесс поиска решения на любом этапе.

Показу методов достижения указанных качеств моделей и посвящена данная работа.

Первая глава охватывает основные вопросы теории модели­ рования. Во второй главе весьма кратко рассматриваются ме­ тоды оценки критериев подобия, при этом основное внимание уделяется именно оценке параметров.

Построению моделей сигналов и ФЭ каналов связи посвя­ щена третья глава. Учитывая, что в пределах одной работы не­ возможно (а в учебных целях и «е нужно) рассмотреть все мно­

гообразие возможных ФЭ, в главе даны наиболее типичные примеры с учетом различий подхода, к их отображению.

4

Г Л А В А 1

ОСНОВЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Назначением модели является замена реального явления с целью выяснения свойственных ему закономерностей. Для того, чтобы модель была эффективным инструментом исследования реальных явлений, она должна обладать общностью с оригина­ лом в определенном смысле, позволяющем решить поставленную исследователем задачу.

Вдальнейшем основное внимание уделяется методике вне­ сения в модель функциональных свойств систем связи, в силу чего само моделирование и называется функциональным. Гео­ метрические, конструктивные, технологические и другие особен­ ности различных образцов одной и той же аппаратуры нами не учитываются, хотя каждое из этих свойств может являться объ­ ектом моделирования.

Вэтой главе излагаются основы функционального моделиро­ вания, включающие в себя ответы на следующие основные во­ просы:

1.Когда построенная человеком структура обладает свой­ ством функциональной моделыюсти?

2.Как обеспечить необходимую модельность отношений и ка­ кой аппарат преобразований следует использовать? Для обосно­ вания выбора такого математического аппарата предварительно рассматриваются в общем виде основные функциональные свой­ ства систем связи.

Ответы на оба этих основных вопроса даются в виде утверж­ дений и теорем, доказательства которых либо совсем не приво­ дятся, либо излагаются в сжатом виде, так как пособие рассчи­ тано в основном на занимающихся разработкой моделей. Инте­ ресующиеся доказательствами отсылаются к специальным моно­ графиям [2, 3].

§ 1.1. Общность модели с оригиналом и модельные

отношения

Чтобы быть эффективным инструментом исследования реаль­ ных явлений, построенная человеком структура (система или явление) должна обладать определенной степенью общности с оригиналом, так как только в этом случае она становится мо­ делью.

6