RU217775U1

RU217775U1 - Устройство вычисления скорости сглаживания пульсирующего трафика на входе передатчика с выполнением требования по максимальной задержке

Info

Publication number: RU217775U1
Application number: RU2022129608U
Authority: RU
Inventors: Александр Олегович Жуков; Владислав Романович Скрынский; Павел Юрьевич Белов; Андрей Александрович Кучумов
Original assignee: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Экспертно-аналитический центр"
Filing date: 2022-11-15
Publication date: 2023-04-17

Abstract

Полезная модель относится к области управления трафиком в сетях коммутации данных. Техническим результатом является обеспечение определения такого значения скорости сглаживания на входе передатчика, при котором будет обеспечено выполнение требований по максимальной задержке в канале связи. Устройство за счет применения блока ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика, блока ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика, блока ввода сигнала, эквивалентного значению объема входного буфера передатчика, блока ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика, блока сравнения, пяти блоков вычитания, двух блоков деления, трех блоков умножения, блока ввода сигнала, эквивалентного значению максимальной задержки, блока ввода сигнала, эквивалентного значению задержки, вносимой передатчиком, блока отображения требуемой скорости сглаживания входного потока передатчика и организации связей между ними производит вычисление скорости сглаживания пульсирующего трафика на входе передатчика с выполнением требования по максимальной задержке. Для конструктивного выполнения устройства вычисления скорости работы модема с гарантией максимальной задержки для потока переменной битовой скорости используется FPGA Xilinx серий Kintex-7. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области техники передачи цифровой информации в части управления трафиком в сетях коммутации данных путем уравновешивания нагрузки и может быть использована для вычисления скорости сглаживания пульсирующего трафика на входе передатчика с учетом обеспечения требования по максимальной задержке в канале связи при входном потоке с переменной битовой скоростью.

Известны устройства [1, 2], близкие по предназначению предлагаемого устройства. Входящие в состав устройств [1, 2] элементы в основном нацелены на оптимизацию параметров сети связи за счет изменения маршрута или пропускной способности, при этом процесс обработки потока с переменной битовой скоростью при требованиях к максимальной задержке не описан.

Технический результат устройства [1] заключается в разработке способа и устройства динамического резервирования и распределения ресурса пропускной способности в сети спутниковой связи, позволяющего добиться повышения эффективности использования частотно-временного ресурса сети спутниковой связи в условиях отсутствия перегрузки по трафику за счет минимально избыточного резервирования пропускной способности при обеспечении требований по средней задержке и джиттеру задержки при передаче агрегированного пакетного трафика. Для этого в каждом активном спутниковом терминале выполняют классификацию трафика по дисциплине обслуживания и типу резервирования (CRA, RBDC, VBDC), долгосрочный статистический профиль поступающего агрегированного трафика, определяют краткосрочный статистический профиль агрегированного трафика, определяют параметры измерения выборочного среднего и выборочной дисперсии битовой скорости поступающего пользовательского трафика, измеряют на выбранном периоде выборочное среднее и выборочную дисперсию скорости поступающего пользовательского трафика, определяют параметры прогнозируемой динамики условного среднего и дисперсии условного среднего битовой скорости, исходя из краткосрочного статистического профиля трафика, ожидаемого времени инерционности резервирования и распределения, прогнозируют значение условного среднего и дисперсии условного среднего битовой скорости поступающего на вход спутникового терминала трафика, формируют и отправляют на центральную станцию запрос на выделение пропускной способности с информацией о прогнозируемом статистическом профиле трафика и параметрах резервирования, на центральной станции, учитывая статистические профили трафика, определяют оптимальное значение длительности временных слотов для спутниковых каналов сети на один цикл передачи, формируют частотно-временной план передачи, отправляют терминалам частотно-временные планы передачи.

Данный способ и устройство его реализующее не позволяют выполнить требование к максимальной задержке для потока с переменной битовой скоростью при реализации сглаживания.

Устройство [2] для инициирования изменения скорости включает: по меньшей мере один процессор и по меньшей мере одну память, включающую код компьютерной программы; при этом упомянутая по меньшей мере одна память и код компьютерной программы сконфигурированы так, чтобы с упомянутым по меньшей мере одним процессором заставлять упомянутое устройство выполнять по меньшей мере следующее: контролирование трафика в одной или более сот; обнаружение перегрузки контролируемого трафика по меньшей мере в одной соте; прием сообщения параметра управления скоростью от развитого ядра пакетной связи; и в ответ на обнаружение перегрузки, инициирование изменения скорости в узле доступа по меньшей мере для одного действующего соединения в пределах соты, в которой имеется перегрузка по трафику, по меньшей мере частично на основании контролируемого трафика и упомянутого принятого сообщения параметра управления скоростью, при этом инициирование изменения трафика включает изменение битов запроса режима кодека в заголовках речевого кадра в протоколе управления пакетными данными.

Недостатком данного технического решения является невозможность обеспечения гарантий верхней границы задержки при сглаживании для трафика в условиях перегрузки вызванной пульсациями входного потока.

Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является устройство [3], которое производит вычисление оптимальных параметров сглаживания фрактального трафика по критерию максимального соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока при условии отсутствия потерь пакетов из-за переполнения буфера.

Технический результат устройства-налога [3] обеспечивается за счет применения: блока ввода сигнала эквивалентного значению максимального размера пакета; блока ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов; блока ввода единичного уровня сигнала; блока ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста; блока ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов; блока вычитания; блока вычисления обратной величины; пяти блоков умножения; блока деления; блока логарифмирования; двух блоков возведения в степень; блока вычисления модуля; блока вычисления квадратного корня; блока ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов; двух блоков сложения; блока отображения оптимальной скорости сглаживания; блока отображения оптимального буфера сглаживания, причем: выход 1 блока 1 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета, соединен с входом 1 блока 22 сложения; выход 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов, соединен с входом 1 блока 8 умножения; выход 1 блока 3 ввода единичного уровня сигнала соединен с входом 1 блока 6 вычитания; выход 1 блока 3 ввода единичного уровня сигнала соединен с входом 1 блока 6 вычитания; выход 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста, соединен с входом 2 блока 6 вычитания, с входом 1 блока 9 деления и с входом 2 блока 12 возведения в степень; выход 1 блока 5 ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов, соединен с входом 1 блока 7 вычисления обратного значения; выход 1 блока 6 вычитания, соединен с входом 2 блока 8 умножения и с входом 2 блока 9 деления; выход 1 блока 7 вычисления обратного значения, соединен с входом 1 блока 10 логарифмирования; выход 1 блока 8 умножения, соединен с входом 1 блока 17 умножения и с входом 1 блока 18 умножения; выход 1 блока 9 деления, соединен с входом 1 блока 11 возведения в квадрат и с входом 1 блока 12 возведения в степень; выход 1 блока 10 логарифмирования, соединен с входом 1 блока 13 вычисления модуля; выход 1 блока 11 возведения в квадрат, соединен с входом 2 блока 17 умножения; выход 1 блока 12 возведения в степень, соединен с входом 1 блока 15 умножения; выход 1 блока 13 вычисления модуля, соединен с входом 1 блока 14 умножения на два; выход 1 блока 14 умножения на два, соединен с входом 2 блока 15 умножения; выход 1 блока 15 умножения, соединен с входом 1 блока 16 вычисления квадратного корня; выход 1 блока 16 вычисления квадратного корня, соединен с входом 3 блока 17 умножения и входом 2 блока 18 умножения; выход 1 блока 17 умножения, соединен с входом 2 блока 20 сложения; выход 1 блока 18 умножения, соединен с входом 2 блока 22 сложения; выход 1 блока 19 ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов, соединен с входом 1 блока 20 сложения; выход 1 блока 20 сложения, соединен с входом 1 блока 21 отображения оптимальной скорости сглаживания; выход 1 блока 22 сложения, соединен с входом 1 блока 23 отображения оптимального буфера сглаживания.

Устройство-аналог [3] обладает следующими основными недостатками:

1. Используют априорные статические данные о характере пульсаций в виде показателя Харста.

2. Не обеспечивают выполнение требования к максимальной задержке, вызванной перегрузкой.

В предлагаемой полезной модели устраняются отмеченные недостатки. Цель (технический результат) полезной модели - создание устройства вычисления скорости сглаживания (верхней границы входной интенсивности) трафика на входе передатчика с гарантией максимальной задержки для потока переменной битовой скорости.

Поставленная цель достигается тем, что данное устройство за счет применения:

блока ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика;

блока ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика;

блока ввода сигнала, эквивалентного значению объема входного буфера передатчика;

блока ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика;

блока сравнения; пяти блоков вычитания; двух блоков деления; трех блоков умножения;

блока ввода сигнала, эквивалентного значению максимальной задержки; блока ввода сигнала, эквивалентного значению задержки вносимой передатчиком;

блока отображения требуемой скорости сглаживания входного потока передатчика, причем:

выход 1 блока 1 ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика, соединен с входом 2 блока 5 сравнения, с входом 1 блока 6 вычитания и с уходом 1 блока 17 вычитания;

выход 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика, соединен с входом 1 блока 5 сравнения, с входом 2 блока 6 вычитания, с входом 2 блока 8 деления и с входом 2 блока 14 умножения;

выход 1 блока 3 ввода сигнала, эквивалентного значению объема входного буфера передатчика, соединен с входом 1 блока 7 вычитания;

выход 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика, соединен с входом 2 блока 7 вычитания и с входом 1 блока 8 деления;

выход 1 блока 5 сравнения, соединен с входом 2 блока 16 умножения; выход 1 блока 6 вычитания, соединен с входом 1 блока 9 умножения; выход 1 блока 7 вычитания, соединен с входом 2 блока 9 умножения; выход 1 блока 8 деления, соединен с входом 2 блока 11 вычитания; выход 1 блока 9 умножения, соединен с входом 1 блока 15 деления;

выход 1 блока 10 ввода сигнала, эквивалентного значению максимальной задержки, соединен с входом 1 блока 11 вычитания;

выход 1 блока 11 вычитания, соединен с входом 2 блока 13 вычитания;

выход 1 блока 12 ввода сигнала, эквивалентного значению задержки вносимой передатчиком, соединен с входом 1 блока 13 вычитания;

выход 1 блока 13 вычитания, соединен с входом 1 блока 14 умножения; выход 1 блока 14 умножения, соединен с входом 2 блока 15 деления; выход 1 блока 15 деления, соединен с входом 1 блока 16 умножения; выход 1 блока 16 умножения, соединен с входом 2 блока 17 вычитания; выход 1 блока 17 вычитания, соединен с входом 1 блока 18 отображения требуемой скорости сглаживания входного потока передатчика.

Благодаря новой совокупности признаков за счет дополнительного введения: блока ввода сигнала, эквивалентного значению максимальной задержки; блока ввода сигнала, эквивалентного значению объема входного буфера передатчика; блока ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика; блока ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика; блока ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика; четырех блоков вычитания; блока деления; блока сравнения; блока ввода сигнала, эквивалентного значению задержки вносимой передатчиком; блока отображения требуемой скорости сглаживания входного потока передатчика, за счет удаления: блока ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета; блока ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов; блока ввода единичного уровня сигнала; блока ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста; блока ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов; блока вычисления обратной величины; двух блоков умножения; блока деления; блока логарифмирования; двух блоков возведения в степень; блока вычисления модуля; блока вычисления квадратного корня; блока ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов; блока отображения оптимальной скорости сглаживания; блока отображения оптимального буфера сглаживания и организации связей между ними, производят вычисление скорости сглаживания пульсирующего трафика на входе передатчика с выполнением требования по максимальной задержке.

Полезная модель может найти широкое применение в системах радиосвязи с использованием технологии когнитивного радио.

Использование предлагаемого устройства позволяет вычислять такое значение скорости сглаживания на входе передатчика, при котором будет обеспечено выполнение требований по максимальной задержке в канале связи.

Устройство реализует следующие теоретические положения.

Одним из основополагающих вопросов обеспечения гарантий качества связи, является определение точных границ для основных показателей функционирования телекоммуникационной сети, таких как задержка, объем используемого буфера и характеристика потока на приемной стороне.

Из огибающей α для потока и кривой обслуживания β для узла теория сетевого исчисления позволяет вычислить верхние границы для следующих показателей QoS:

отставание, создаваемое потоком в этом узле;

виртуальная задержка потока в этом узле;

новая огибающая α^* для потока на выходе узла.

Это иллюстрируется на фиг. 1. Данный простейший пример, без потери общности для сложных реальных схем организации связи наглядно показывает простоту и эффективность применения детерминированного сетевого исчисления в проблеме гарантирования качества связи.

Из определений [4] для кривых обслуживания и поступления можно показать, что отставание x(t) в узле, предлагающем кривую обслуживания β для потока с кривой прибытия а, таково, что

т.е. ограничено вертикальным отклонением между кривой поступления и кривой обслуживания.

Аналогично, можно показать, что виртуальная задержка d(t), испытываемая потоком с кривой поступления α в узле, предлагающем кривую обслуживания β, такова, что [4]

т.е. ограничена горизонтальным отклонением между кривыми поступления и обслуживания.

После прохождения узла, поток A(t) преобразуется в поток А^*(t). Тогда можно задаться вопросом, что может быть кривой поступления для A^*(t). Поскольку данные потока могут быть буферизованы в узле перед обслуживанием, ожидается, что поток пакетов увеличится при прохождении узла. В [4] показано, что α-гладкий поток проходящий узел с кривой обслуживания β и максимальной кривой обслуживания γ, выходит из узла с кривой поступления α^*, определяемой из

Если узел не имеет максимальной кривой обслуживания, т.е., если γ=δ₀, то выражение примет вид:

Так как, трафик, выходящий из системы, является входным трафиком следующей системы, знание его выходных границ (огибающей) позволит проанализировать следующую систему и, следовательно, выполнять анализ наихудшего случая в масштабе всей сети.

Рассматривая поток, ограниченный огибающей γ_r,b «дырявого ведра», проходящий через узел предлагающий кривую сервиса β_R,T, могут быть получены следующие границы при r≤R (фиг. 2) [4]:

Соединение с постоянной битовой скоростью (constant bit rate - CBR) называется потоком, ограниченным кривой поступления, формируемой алгоритмом «дырявого ведра». Соединение с переменной битовой скоростью (variable bit rate - VBR) называется потоком, ограниченным кривой поступления, получаемой двумя последовательно расположенными формирователями трафика по алгоритму «дырявого ведра» [4], т.е. кривой поступления следующего вида:

где: М - размер максимального всплеска входного потока; р - пиковая скорость входного потока; b - размер «маркерного ведра» (объем входного буфера); r - скорость «маркерного ведра» (скорость сглаживания на входе передатчика).

Для потока, проходящего через узел, предлагающий кривую обслуживания β_R,T, границы при r≤R примут вид [4, стр. 24-25] (фиг. 3):

Исходя из выражений (9) и (10) максимальные значения для буфера, используемого потоком, и испытываемой задержки будут соответственно равны:

Данные выражения позволяют оценить худший случай предоставления услуг системой связи и своевременно принять решение на изменение параметров функционирования сети связи и перераспределении информационных потоков.

Если рассматривать простейшую систему передачи данных по радиоканалу, то она непременно будет содержать источник информации и собственно передатчик, который конструктивно может быть выполнен отдельно или в составе модема.

Причем источник информации будет описываться максимальным всплеском трафика М и пиковой скоростью трафика р.

Передатчик будет иметь входной буфер b и входную скорость работы r. При этом учитывая проводимые в передатчике операции по кодированию, скремблированию, модуляции и т.д., он будет характеризоваться скоростью работы R и задержкой Т.

Для того чтобы определить скорость сглаживания на входе передатчика при которой будет обеспечена гарантия максимальной задержки для потока переменной битовой скорости проведем элементарные алгебраические преобразования выражения (13).

Данное выражение может быть переписано в эквивалентном виде:

Устройство, реализующее указанные теоретические положения, представлено на фиг. 4.

Устройство вычисления скорости сглаживания пульсирующего трафика на входе передатчика с выполнением требования по максимальной задержке содержит: блок 1 ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика; блок 2 ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика; блок 3 ввода сигнала, эквивалентного значению объема входного буфера передатчика; блок 4 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика; блок 5 сравнения; блоки 6, 7, 11, 13, 17 вычитания; блоки 8, 15 деления; блоки 9, 14, 16 умножения; блок 10 ввода сигнала, эквивалентного значению максимальной задержки; блок 12 ввода сигнала, эквивалентного значению задержки вносимой передатчиком; блок 18 отображения требуемой скорости сглаживания входного потока передатчика.

Функционирование устройства осуществляется следующим образом.

В блок 1 вводят сигнал эквивалентный значению пиковой скорости от источника трафика р.

В блок 2 вводят сигнал эквивалентный значению скорости работы передатчика R.

В блок 3 вводят сигнал эквивалентный значению объема входного буфера передатчика b.

В блок 4 вводят сигнал, эквивалентный значению максимального всплеска от источника трафика М.

На вход 1 блока 5 сравнения с выхода 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика и на вход 2 блока 5 сравнения с выхода 1 блока 1 ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика, подают сигналы эквивалентные, R и р соответственно, и на выходе 1 блока 5 сравнения, формируется сигнал эквивалентный единичному при р>R или нулевому при р≤R уровню по результатам сравнения р и R.

На вход 1 блока 6 вычитания с выхода 1 блока 1 ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика и на вход 2 блока 6 вычитания с выхода 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика, подают сигналы эквивалентные, р и R соответственно, и на выходе 1 блока 6 вычитания, формируется сигнал эквивалентный p-R.

На вход 1 блока 7 вычитания с выхода 1 блока 3 ввода сигнала, эквивалентного значению объема входного буфера передатчика и на вход 2 блока 7 вычитания с выхода 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика, подают сигналы, эквивалентные b и M соответственно, и на выходе 1 блока 7 вычитания формируется сигнал, эквивалентный b-М.

На вход 1 блока 8 деления с выхода 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика и на вход 2 блока 8 деления с выхода 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика, подают сигналы эквивалентные, М и R соответственно, и на выходе 1 блока 8 деления, формируется сигнал эквивалентный

.

На вход 1 блока 9 умножения с выхода 1 блока 6 вычитания и на вход 2 блока 9 умножения с выхода 1 блока 7 вычитания, подают сигналы эквивалентные, p-R и b-М соответственно, и на выходе 1 блока 9 умножения, формируется сигнал эквивалентный (p - R)⋅(b-М).

В блок 10 вводят сигнал эквивалентный значению максимальной задержки d.

На вход 1 блока 11 вычитания с выхода 1 блока 10 ввода сигнала, эквивалентного значению максимальной задержки и на вход 2 блока 11 вычитания с выхода 1 блока 8 деления, подают сигналы эквивалентные, d и

соответственно, и на выходе 1 блока 11 вычитания, формируется сигнал эквивалентный

.

В блок 12 вводят сигнал эквивалентный значению задержки вносимой передатчиком T.

На вход 1 блока 13 вычитания с выхода 1 блока 12 ввода сигнала, эквивалентного значению задержки вносимой передатчиком и на вход 2 блока 13 вычитания с выхода 1 блока 11 вычитания, подают сигналы эквивалентные, Т и

.

На вход 1 блока 14 умножения с выхода 1 блока 13 вычитания и на вход 2 блока 14 умножения с выхода 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика, подают сигналы эквивалентные,

и R соответственно, и на выходе 1 блока 14 умножения, формируется сигнал эквивалентный

.

На вход 1 блока 15 деления с выхода 1 блока 9 умножения и на вход 2 блока 15 деления с выхода 1 блока 14 умножения, подают сигналы эквивалентные, (р-R) ⋅ (b - М) и

соответственно, и на выходе 1 блока 15 деления, формируется сигнал эквивалентный

.

На вход 1 блока 16 умножения с выхода 1 блока 15 деления и на вход 2 блока 16 умножения с выхода 1 блока 5 сравнения, подают сигналы эквивалентные,

и 1 при р>R или 0 при р≤R соответственно, и на выходе 1 блока 16 умножения, формируется сигнал эквивалентный

.

На вход 1 блока 17 вычитания с выхода 1 блока 1 ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика и на вход 2 блока 17 вычитания с выхода 1 блока 16 умножения, подают сигналы эквивалентные, р и

соответственно, и на выходе 1 блока 17 вычитания, формируется сигнал эквивалентный

.

На вход 1 блока 18 отображения требуемой скорости сглаживания входного потока передатчика с выхода 1 блока 17 вычитания, подают сигнал эквивалентный

и производят его отображение на экране оператора или направляют для дальнейшей обработки в программно-аппаратные комплексы, выполняющие функции распределения ресурсов и обеспечения качества обслуживания телекоммуникационного трафика. Полученный сигнал эквивалентен величине скорости сглаживания (верхней границы входной интенсивности), обеспечивающей выполнение требования по максимальной задержке.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволит вычислять такую требуемую скорость сглаживания трафика на входе передатчика, при которой будет выполнено условие по не превышению задержки в канале связи заданного максимального значения.

Это может быть полезно как при проектировании новых систем радиосвязи, так и при оптимизации параметров функционирования уже существующих систем.

При этом устраняются недостатки, присутствующие в прототипе [3], а именно:

1. Обеспечивают выполнение гарантий максимальной задержки.

2. Обеспечивают функционирование устройства без сбора статистики для определения значения показателя Харста трафика.

В описании полезной модели представлена функциональная схема устройства, которое содержит:

блок ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика;

блок ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика;

блок ввода сигнала, эквивалентного значению объема входного буфера передатчика;

блок ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика; блок сравнения;

пять блоков вычитания;

два блока деления; три блока умножения;

блок ввода сигнала, эквивалентного значению максимальной задержки; блок ввода сигнала, эквивалентного значению задержки вносимой передатчиком;

блок отображения требуемой скорости сглаживания входного потока передатчика.

Каждый из этих блоков, выполнен конструктивно в составе FPGA (Field-Programmable Gate Array, Программируемая Пользователем Вентильная Матрица, ППВМ). Как известно FPGA - это устройство, изначально содержащее в своем составе множество логических или арифметических блоков с возможностью гибкой коммутации, при этом изменение коммутации в соответствии с фиг. 4 приводит к формированию нового устройства, которое используется для достижения технического результата, который состоит в вычислении скорости сглаживания (верхней границы входной интенсивности) трафика на входе передатчика с гарантией максимальной задержки для потока переменной битовой скорости.

Для конструктивного выполнения устройства вычисления скорости сглаживания пульсирующего трафика на входе передатчика с выполнением требования по максимальной задержке используется FPGA Xilinx серий Kintex-7. Формирование заявленного устройства осуществляется с использованием среды проектирования Quartus II, где создается графическая схема устройства в полном соответствии с фиг. 4. При этом каждый из используемых в устройстве блоков реализуется соответственно делителем, умножителем, вычитателем, сумматором, компаратором, инвертором и т.д. Все входящие в состав заявленного устройства функциональные блоки имеют реализацию в среде Quartus II, в виде элементарных арифметико-логических устройств, которые размещаются при проектировании на рабочей форме с организацией связей между ними в соответствии с фиг. 4.

После прошивки FPGA Kintex-7 получается новое устройство, в котором, каждый из входящих в его состав блоков (фиг. 4) выполнен конструктивно в составе вентильной матрицы.

Ввод исходных данных осуществляется посредством передачи сигнала, соответствующего десятичному представлению значения входного параметра, а отображение результата работы устройства производится в десятичном формате на TFT дисплее, подключенном к плате Kintex-7.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. RU 2614983, 2015.

2. RU 2450485, 2009.

3. RU 210691 UL2022.

4. Jean-Yves Le Boudec and Patrick Thiran. Network Calculus: A Theory of Deterministic Queuing Systems for the Internet. Online Version, December 13, 2019.

Claims

Устройство вычисления скорости сглаживания пульсирующего трафика на входе передатчика с выполнением требования по максимальной задержке, содержащее блок ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика, блок ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика, блок ввода сигнала, эквивалентного значению объема входного буфера передатчика, блок ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика, блок сравнения, пять блоков вычитания, два блока деления, три блока умножения, блок ввода сигнала, эквивалентного значению максимальной задержки, блок ввода сигнала, эквивалентного значению задержки, вносимой передатчиком, блок отображения требуемой скорости сглаживания входного потока передатчика, причем выход 1 блока 1 ввода сигнала, эквивалентного значению пиковой скорости от источника трафика, соединен с входом 2 блока 5 сравнения, с входом 1 блока 6 вычитания и с входом 1 блока 17 вычитания, выход 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению скорости работы передатчика, соединен с входом 1 блока 5 сравнения, с входом 2 блока 6 вычитания, с входом 2 блока 8 деления и с входом 2 блока 14 умножения, выход 1 блока 3 ввода сигнала, эквивалентного значению объема входного буфера передатчика, соединен с входом 1 блока 7 вычитания, выход 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального всплеска от источника трафика, соединен с входом 2 блока 7 вычитания и с входом 1 блока 8 деления, выход 1 блока 5 сравнения соединен с входом 2 блока 16 умножения, выход 1 блока 6 вычитания соединен с входом 1 блока 9 умножения, выход 1 блока 7 вычитания соединен с входом 2 блока 9 умножения, выход 1 блока 8 деления соединен с входом 2 блока 11 вычитания, выход 1 блока 9 умножения соединен с входом 1 блока 15 деления, выход 1 блока 10 ввода сигнала, эквивалентного значению максимальной задержки, соединен с входом 1 блока 11 вычитания, выход 1 блока 11 вычитания соединен с входом 2 блока 13 вычитания, выход 1 блока 12 ввода сигнала, эквивалентного значению задержки, вносимой передатчиком, соединен с входом 1 блока 13 вычитания, выход 1 блока 13 вычитания соединен с входом 1 блока 14 умножения, выход 1 блока 14 умножения соединен с входом 2 блока 15 деления, выход 1 блока 15 деления соединен с входом 1 блока 16 умножения, выход 1 блока 16 умножения соединен с входом 2 блока 17 вычитания, выход 1 блока 17 вычитания соединен с входом 1 блока 18 отображения требуемой скорости сглаживания входного потока передатчика.