Устройство для управления передачей данных по радиоканалу
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области передачи дискретных сообщений, а также может быть использовано для расширения функциональных возможностей комплекса технических средств передачи данных при использовании его на линиях радиосвязи, в частности на линиях спутниковой связи. Устройство для управления передачей данных по радиоканалу состоит из элементов И, триггеров, счетчиков, арифметико-логических блоков, блока оперативной памяти, таймера, делителя, блоков сравнения, генератора тактовых импульсов, распределителя импульсов, блока репрограммируемой постоянной памяти, порогового блока, элемента задержки и сумматора. Такое построение устройства позволяет достичь требуемого технического результата, заключающегося в повышении скорости передачи данных в сети радиосвязи за счет обеспечения многостанционного доступа абонентов к радиоканалу и предотвращения при этом конфликтных ситуаций в условиях изменения числа абонентов в сети радиосвязи и интенсивности входного потока сообщений. 1 ил.
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области передачи дискретных сообщений. Предлагаемое устройство может быть использовано для расширения функциональных возможностей комплекса технических средств передачи данных (КТС ПД) при использовании его на линиях радиосвязи, в частности на линиях спутниковой связи.
Известно устройство для управления передачей данных по радиоканалу (авт. св. СССР N 1319298, H 04 L 7/00 от 23.06.87 г., бюл. N 23), которое содержит первый, второй, третий и четвертый элементы И, счетчик, блок сравнения, триггер цикла передачи, триггер разрешения передачи, генератор случайных чисел, два формирователя импульсов, элемент ИЛИ, синхронизатор, два элемента задержки. Недостатком данного устройства для управления передачей данных по радиоканалу является низкая скорость передачи информации. Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому устройству по технической сущности является устройство для управления передачей данных по радиоканалу (авт. св. СССР N 1162058, H 04 L 7/00 от 15.06.85 г., бюл. N 22). Устройство-прототип содержит первый и второй элементы И, первый и второй триггеры, названные триггерами цикла передачи и разрешения передачи, счетчик (СЧ), блок сравнения (БС), генератор случайных чисел (ГСЧ), формирователь импульсов (ФИ), элемент ИЛИ, синхронизатор, элемент задержки (ЭЗ). Внешний сигнал несущей поступает на первый вход устройства для управления передачей данных по радиоканалу, а далее на второй вход первого элемента И и параллельно на первый вход "Установка в единицу" триггера цикла передачи, выход которого подключен параллельно к третьему входу первого элемента И и третьему входу второго элемента И, выход первого элемента И соединен со входом СЧ, второй выход которого соединен с первым входом БС, выход БС подключен к первому входу "Установка в единицу" триггера разрешения передачи, выход которого соединен параллельно с входом ЭЗ. вторым входом элемента ИЛИ и является первым выходом устройства для управления передачей данных по радиоканалу. Выход 33 подключен к четвертому входу первого элемента И, второй вход устройства для управления передачей данных по радиоканалу подключен параллельно к первому входу второго элемента И и второму входу "Сброс в ноль" триггера разрешения передачи, выход второго элемента И подключен параллельно ко входу ФИ и входу ГСЧ, а его выход соединен со вторым входом БС, выход синхронизатора подключен параллельно к первому входу первого элемента И и второму входу второго элемента И, выход ФИ соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом устройства, а первый выход СЧ соединен со вторым входом "Сброс в ноль" триггера цикла передачи. Недостатком данного устройства для управления передачей данных по радиоканалу является ограниченная скорость передачи информации, а также возможность возникновения конфликтных ситуаций при увеличении количества абонентов в сети радиосвязи. Таким образом, задачей является разработка устройства для управления передачей данных по радиоканалу, обеспечивающего достижение технического результата, заключающегося в повышении скорости передачи информации в сети радиосвязи за счет обеспечения многостанционного доступа абонентов к радиоканалу и предотвращения конфликтных ситуаций. Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство для управления передачей данных по радиоканалу, содержащее первый и второй элементы И, первый и второй триггеры, первый счетчик (СЧ), элемент задержки (ЭЗ), первый блок сравнения (БС), первый выход которого соединен с входом "Установка в единицу" второго триггера, дополнительно введены генератор тактовых импульсов (ГТИ), таймер, второй счетчик (СЧ), блок оперативной памяти (ОП), второй блок сравнения (БС), делитель, первый и второй арифметико-логические (АЛ) блоки, распределитель импульсов (РИ), блок репрограммируемой постоянной памяти (РПП), пороговый элемент (ПЭ), третий и четвертый элементы И, а также сумматор. Вход ПЭ является управляющим входом устройства для управления передачей данных по радиоканалу, а выход ПЭ соединен с первым входом первого элемента И. Выход первого элемента И подключен параллельно к счетному входу первого СЧ и второму управляющему входу "Запуск" ГТИ, выход которого подключен параллельно к входу РИ и второму входу второго элемента И. Выход второго элемента И соединен со вторым управляющим входом таймера, выход которого соединен параллельно с управляющим входом "Запись" блока ОП, вторым входом третьего элемента И, входом "Сброс в ноль" второго триггера, входом "Сброс в ноль" первого триггера, первым управляющим входом таймера, входом 33, выход которого соединен со входом "Сброс в ноль" первого СЧ. Выход первого СЧ соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен параллельно с входом данных блока ОП и первым информационным входом второго АЛ блока. Выход второго АЛ блока соединен с первым информационным входом делителя. Первый выход второго БС соединен параллельно со вторым выходом первого БС, счетным входом второго СЧ, управляющим входом "Чтение" блока ОП, вторым входом сумматора. Выход данных блока ОП соединен с первым информационным входом первого АЛ блока. Четвертый выход данных блока РПП соединен со вторым входом второго БС, второй выход которого соединен параллельно с первым выходом первого БС, входом "Сброс в ноль" второго СЧ, управляющим входом "Сброс в ноль" блока ОП, входами "Установка в единицу" первого и второго триггеров, первым управляющим входом "Остановка" ГТИ, вторым входом четвертого элемента И. Выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И. Первый выход РИ соединен с управляющим входом второго АЛ блока. Третий выход РИ соединен с управляющим входом первого АЛ блока. Второй выход РИ подключен к управляющему входу делителя, а четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы РИ соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока РПП, первый выход данных которого соединен со вторым информационным входом второго АЛ блока. Второй выход данных блока РПП подключен ко второму информационному входу делителя. Третий выход данных блока РПП соединен со вторым входом первого БС. Выход четвертого элемента И является управляющим выходом устройства для управления передачей данных по радиоканалу. Выход второго СЧ соединен параллельно с первым входом сумматора и первым входом четвертого элемента И. Выход первого АЛ блока соединен с первым входом первого БС. Выход первого триггера соединен со вторым входом первого элемента И, а выход делителя соединен с первым входом второго БС. Пятый, шестой, седьмой и восьмой входы блока РПП являются входами данных устройства для управления передачей данных по радиоканалу. Выход сумматора соединен со вторым информационным входом первого АЛ блока. Такое построение устройства для управления передачей данных по радиоканалу, в отличие от прототипа, позволяет за счет сбора и обработки статистических данных о состоянии радиоканала предотвращать конфликтные ситуации при многостанционном доступе к радиоканалу и за счет этого увеличивать среднюю скорость передачи информации в сети. Устройство для управления передачей данных по радиоканалу, показанное на фиг. 1, содержит первый счетчик (СЧ) 3, первый элемент И 2, второй счетчик (СЧ) 1, блок оперативной памяти (ОП) 4, первый арифметико-логический (АЛ) блок 6, первый блок сравнения (БС) 7, первый триггер 8, таймер 9, второй арифметико-логический (АЛ) блок 10, делитель 11, второй БС 12, второй элемент И 13, второй триггер 14, распределитель импульсов (РИ) 15, блок репрограммируемой постоянной памяти (РПП) 16, генератор тактовых импульсов (ГТИ) 17, элемент задержки (ЭЗ) 18, пороговый элемент (ПЭ) 19, третий элемент И 20, четвертый элемент И 21 и сумматор 5. Выход ГТИ 17 подключен параллельно к входу РИ 15 и второму входу второго элемента И 13, выход которого соединен со вторым управляющим входом таймера 9. Выход таймера 9 соединен параллельно с управляющим входом "Запись" блока ОП 4, вторым входом третьего элемента И 20, входом "Сброс в ноль" второго триггера 14, входом "Сброс в ноль" первого триггера 8, первым управляющим входом таймера 9 и входом ЭЗ 18. Выход ЭЗ 18 соединен со входом "Сброс в ноль" первого СЧ 3. Выход первого триггера 8 соединен со вторым входом первого элемента И 2. Выход первого СЧ 3 соединен с первым входом третьего элемента И 20, выход которого соединен параллельно с входом данных блока ОП 4 и первым информационным входом второго АЛ блока 10, выход которого соединен с первым информационным входом делителя 11. Первый выход второго БС 12 соединен параллельно со вторым выходом первого БС 7, счетным входом второго СЧ 1, управляющим входом "Чтение" блока ОП 4 и вторым входом сумматора 5. Выход данных блока ОП 4 соединен с первым информационным входом первого АЛ блока 6. Четвертый выход данных блока РПП 16 соединен со вторым входом второго БС 12, второй выход которого соединен параллельно с первым выходом первого БС 7, входом "Сброс в ноль" второго СЧ 1, управляющим входом "Сброс в ноль" блока ОП 4, входами "Установка в единицу" первого 8 и второго 14 триггеров, первым управляющим входом "Остановка" ГТИ 17 и вторым входом четвертого элемента И 21. Выход второго триггера 14 соединен с первым входом второго элемента И 13. Первый выход РИ 15 соединен с управляющим входом второго АЛ блока 10. Третий выход РИ 15 соединен с управляющим входом первого АЛ блока 6. Второй выход РИ 15 подключен к управляющему входу делителя 11, а четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы РИ 15 соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока РПП 16. Первый выход данных блока РПП 16 соединен со вторым информационным входом второго АЛ блока 10, второй выход данных блока РПП 16 подключен ко второму информационному входу делителя 11, третий выход данных блока РПП 16 соединен со вторым входом первого БС 7. Выход сумматора 5 соединен со вторым информационным входом первого АЛ блока 6. Выход второго СЧ 1 соединен параллельно с первым входом сумматора 5 и первым входом четвертого элемента И 21, выход которого является управляющим выходом устройства для управления передачей данных по радиоканалу. Выход первого АЛ блока 6 соединен с первым входом первого БС 7. Вход ПЭ 19 является управляющим входом устройства для управления передачей данных по радиоканалу, а его выход соединен с первым входом первого элемента И 2. Выход первого элемента И 2 соединен параллельно со счетным входом первого СЧ 3 и вторым управляющим входом "Запуск" ГТИ 17. Выход делителя 11 соединен с первым входом второго БС 12. Пятый, шестой, седьмой и восьмой входы данных блока РПП 16 являются входами данных устройства для передачи данных по радиоканалу. Все составные элементы предлагаемого устройства реализуются из конструктивно известных элементов. Элементы И 2, 13, 20 и 21 реализуются как описано в книгах Партин А. С., Борисов В. Г. Введение в цифровую технику. - М.: Радио и связь, 1987, с. 5-6, рис 1., Папернов А.А. Логические основы цифровой вычислительной техники. - М.: Советское радио, 1972, с. 62, рис. 6. Триггеры 8 и 14 реализуются как описано в книге Гольденберг Л.М., Бутыльский Ю.Т., Поляк М.Н. Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи. - М.: Связь, 1979, с. 36, рис.2.2а. Распределитель импульсов 15 реализуется как описано в книге Гольденберг Л.М., Бутыльский Ю.Т., Поляк М.Н. Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи. - М.: Связь, 1979, с. 60-62, рис. 2.28-2.30. Блок репрограммируемой постоянной памяти 16 реализуется, как описано в книге Старос Ф.Г., Крайзмер Л.П. Полупроводниковые интегральные запоминающие устройства. -М.: Энергия, 1973, с. 98, рис. 5.16. Таймер 9 реализуется аналогично описанному в книге Гольденберг Л.М. Импульсные устройства. - М.: Радио и связь, 1981, с. 77-79. Счетчики 1 и 3 реализуются аналогично описанному в книге Гольденберг Л. М., Бутыльский Ю.Т., Поляк М.Н. Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи. - М.: Связь, 1979, с. 47-60, рис. 2.19. Делитель 11 идентичен приведенному в книге Шляпоберский В. И. Основы техники передачи дискретных сообщений. - М.: Связь, 1973, с. 126-133, рис. 3.25. Блоки сравнения 7, 12 и пороговый элемент 19 реализуются на базе компараторов, как, например, описано в книге Сидоров В. И. Логические элементы. - Л.: ВАС, 1986, с. 52, рис.48. Арифметико-логические блоки 6 и 10 построены на базе арифметико-логических устройств, описанных в книгах Дроздов Е.А., Комарницкий В.А., Пятибратов А. П. Электронно-вычислительные машины единой системы. - М.: Машиностроение, 1981, с. 158-170. Справочник по схемотехнике для радиолюбителей. /Под ред. В.П. Боровского. - К.: Техника, 1987, с. 328-330. Блок оперативной памяти 4 реализуется аналогично описанным в книге Мальцева Л. А. , Фромберг Э.М., Ямпольский B.C. Основы цифровой техники. - М.: Радио и связь, 1987, с. 79-82, рис.77. Генератор тактовых импульсов 17 реализуется как описано в книге Гольденберг Л. М. , Бутыльский Ю.Т., Поляк М.Н. Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи. - М.: Связь, 1979, с. 72-76, рис.3.14. Сумматор 5 реализуется аналогично описанному в книге Справочник по схемотехнике для радиолюбителей. /Под ред. В. П. Боровского. - К.: Техника, 1987, с. 327-328. Мальцева Л. А. , Фромберг Э.М., Ямпольский B.C. Основы цифровой техники. - М.: Радио и связь, 1987, с. 53-54. Элемент задержки 18 реализуется, как описано в книге Гольденберг Л.М., Бутыльский Ю. Т. , Поляк М.Н. Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи. - М.: Связь, 1979, с. 67-70, рис.3.3-3.7. Устройство для управления передачей данных по радиоканалу может использоваться для реализации алгоритма своевременного и аргументированного управления потоками сообщений (пакетов) с целью удовлетворения требований по времени их доставки и исключения конфликтных ситуаций (блокировок) при их передаче. В частности, оно может использоваться в сети спутниковой связи в условиях значительного изменения количества станций космической связи (СКС) S в сети и интенсивности входного потока сообщений (пакетов)














либо P*к > P*к доп;
либо P*к

Если P*к > P*к доп, то со второго выхода первого БС 7 сигнал логической единицы поступает на счетный вход второго СЧ 1 и второй вход сумматора 5, управляющий вход чтения блока ОП 4, под действием которого на первый информационный вход АЛ блока 6 поступает значение


Если P*к

Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1