HU221577B - Eljárás adatok átvitelére - Google Patents

Abstract

A találmány eljárás adatok átvitelére legalább két adóegység (42) ésegy vevőegység (38) között más felhasználók által is igénybe vettadatátviteli csatornán, amelynek során az adóegységek (42) egylekérdezési ciklus elejéhez viszonyítva számukra specifikusan előremegadott időszeletben adnak. A találmány szerint az adóegységek (42)egy első csoportjánál és egy első vevőegységnél, illetve azadóegységek (42) egy második csoportjánál és egy második vevőegységnélaz adatátvitel egy vagy több adatátviteli paraméterét, például alekérdezési ciklus kezdetét, az adatátviteli csatorna frekvenciáját,modulációs módot, adatátviteli ütemet, adatformátumot, egymástóleltérő módon sztochasztikusan változtatják. ŕ

Description

A leírás terjedelme 16 oldal (ezen belül 7 lap ábra)

HU 221 577 Bl

A találmány adatok átvitelére szolgáló eljárásra vonatkozik legalább két adóegység és legalább egy vevőegység között legalább egy adatátviteli csatornán.

Ilyen típusú eljárást alkalmaznak például a drótnélküli telefonoknál. Ennek megvan az az előnye, hogy az adatátviteli csatorna átviteli kapacitását teljesen ki lehet használni. Az egyes adóegységekhez az időszeletek hozzárendelése statikusan vagy dinamikusan történhet. Az eljárás előfeltétele, hogy az adatátviteli csatornán ne legyenek olyan további felhasználók, akik nem tartják magukat az időszelet-kiosztáshoz és az előirt kommunikációs protokollhoz. Mivel a különböző adóegységekből küldött adatfolyamok felügyelete jelentős ráfordítással jár, ilyen típusú adatátviteli csatornák nem állnak ingyenesen rendelkezésre.

A HU 216 366 B szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek, amelynek során adóegységeket egy adott időpontban együttesen aktiválnak, miután azok korrelációmentesen, sztochasztikusan változó időpontokban küldenek adatot. Ezzel az eljárással javítható az adatátviteli csatorna kihasználtsága, de nem teszi lehetővé átlapolási kizáró adatátvitel megvalósítását.

A nyilvánosság számára rendelkezésre állnak ingyenes frekvenciatartományok, amelyeket tartós használók, például amatőr rádiók vagy drótnélküli fejhallganák adatátviteli célokra azonban nem használhatók. Ezen túlmenően rendelkezésre állnak olyan frekvenciasávok is, amelyeknél legalább a tartós felhasználók ki vannak zárva, és amelyeknél minden egyes alsáv esetén csak egy bizonyos maximális munkaciklus van minden egyes résztvevő számára lehetővé téve. Ilyen típusú frekvenciasáv van Európában a 868 és 870 MHz között. Alsávtól függően a munkaciklus 0,1%, 1% vagy 10%-ra van korlátozva, mialatt a középidő egy óra.

A munkaciklus korlátozása mellett nincsen további technikai korlátozás ezen frekvenciasáv használatára, és ezért számolni kell azzal, hogy különböző felhasználók tetszőlegesen különböző időtartományokban különböző adatformátumokban adatokat továbbítanak.

Az ilyen típusú, tisztán véletlenszerűen adatátvitelre használt adatátviteli csatornák azon hátránnyal rendelkeznek, hogy azok közepes terhelése csak kicsi lehet. Kétirányú adatátvitelnél nemcsak minden hibás adatátviteli kísérlet, hanem minden, az adatok megfelelő vételére vonatkozó hibás visszajelzési kísérlet is ahhoz vezet, hogy az adatátvitelt ismételten el kell indítani. Egyirányú adatátvitelnél az adatokat többszörösen kell átvinni, például ötször sztochasztikusan megadott időközönként. Ily módon nagyszámú hibás adatátviteli kísérlet adódik, amelyek a csatorna adatátviteli kapacitását tovább csökkentik, és így a csatorna végül is összeomlik A sztochasztikusan használt adatátviteli csatornák már 15%-os terhelésnél is instabillá válhatnak. Átlagban a stabil nettó használhatóság 20% alatt van.

Amennyiben kollíziófelügyeletet alkalmaznak, az adatátviteli csatorna adatátviteli kapacitása tovább csökken, mivel egy adó/vevő egység adás és vétel közötti átkapcsolása viszonylag sok időbe telik. Ezen átkapcsolást idők miatt az adatátviteli csatorna járulékosan terhelődik. Az is megtörténhet, hogy az adatátviteli csatorna ismét foglalttá válik, amíg a vételről az adásra átkapcsolnak. Végül azt is figyelembe kell venni, hogy az adatátviteli csatornán gyenge zavaró adók is vannak (rádiós adatátviteli csatornáknál például távolabb elhelyezkedő adóegységek), amelyek a csatorna kollízió felügyeleténél szintén figyelembe veendők, a gyakorlatban azonban az adási kísérleteket lényegesen nem zavarják.

Amennyiben egy frekvenciasávban több adatátviteli csatorna áll rendelkezésre, az adatátvitel hibaarányának csökkentéséhez az adatátvitelhez egyidejűleg több csatornát alkalmazhatnak, amelyek között az adatátvitel (bitidő) ütemidejével összehasonlítva kis átkapcsolási idővel kapcsolnak át. Ezzel a vevő oldalon egy bitet rekonstruálni lehet, ha egy csatornán annak csak egy részét vesszük helyesen. Egy csatornán lévő zavarás ekkor fehérzaj-szerűen hat, amely egy biten keresztül továbbítódik. Ezen eljárás foganatosítására nagy számítási kapacitásra van szükség. Egy ilyen összeköttetés felépülése is hosszú, mivel az adóegységnek és a vevőegységnek egy bitidő törtrészéig szinkrón módon kell fatnia. Ez utóbbi a már felépült összeköttetésnél könnyen megvalósítható, mivel az adatfolyam szinkronizálásra is felhasználható. Amennyiben azonban a különböző adatátviteli ciklusok között hosszabb kommunikációs szünetek vannak, vagy a kapcsolatot ismét föl kell építeni, akkor hosszú ideig tart, amíg az adóegység és a vevőegység között kielégítően jó szinkronizálás jön létre. Ez különösen a telepes táplálású vevőegységek (és adóegységek) esetén hátrányos, mivel a szinkronizálás miatt a telepet terheli anélkül, hogy hasznos adatátvitel történne. Ez a probléma az adóegységeknél azok nagy áramszükséglete ellenére kevésbé jelentős, mivel a tipikus alkalmazásoknál, például fogyasztásmérők rádiós leolvasásánál, épületfelügyeletnél stb., az adási gyakoriság kicsi. Egy vevőegységnek azonban folyamatosan potenciális adatátvitelre készen kell lennie, és az érzékeny vevőegységek az adatvétel nélküli, pusztán vételi készenlétnél az itt érdekes magas frekvenciatartományok mellett jelentős áramszükséglettel búnak. Ezt azzal lehetne megoldani, hogy a vevőegységeket csak bizonyos előre megengedett adatátviteli időpontoknál aktiváljuk, és egy adási üzenet előtt egy adóegység olyan adatfejet képez, amely nem tartalmaz hasznos adatokaL és amelynek hossza nagyobb, mint a vevőegység kikapcsolt ideje. Az ilyen eljárások azonban nem alkalmazhatók mindenki által használható sávoknál, amelyeknél a maximális munkaciklustól eltekintve nincsen szabályozás.

A találmány megalkotásakor azt tűztük ki célul, hogy nagyszámú adóegység és egy vevőegység közötti adatátvitel minőségét egy mindenki által használható adatátviteli szakaszon javítsuk.

A találmány ezért eljárás adatok átvitelére legalább két adóegység és egy vevőegység között más felhasználók által is igénybe vett adatátviteli csatornán, amelynek során az adóegységek egy lekérdezési ciklus elejéhez viszonyítva számukra specifikusan előre megadott időszeletben adnak. A találmány szerint az adóegységek egy első csoportjánál és egy első vevőegységnél, illetve az adóegységek egy második csoportjánál és egy

HU 221 577 Β1 második vevőegységnél az adatátvitel egy vagy több adatátviteli paraméterét, például a lekérdezési ciklus kezdetét, az adatátviteli csatorna frekvenciáját, modulációs módot, adatátviteli ütemet, adatformátumot, egymástól eltérő módon sztochasztikusan változtatjuk. 5

A találmány szerinti eljárás összeköti a hasításos eljárás (időszelet és/vagy frekvenciaszeletek) rendkívül hatékony csatomakihasználását és azok telepes táplálású ütemezett vevőegységekhez való különösképpen! alkalmasságát, valamint a statisztikus eljárások periodi- 10 kus és véletlen zavarásokra vonatkozó hibamentességét. Ezt az előnyt anélkül érjük el, hogy nagy követelményeket teljesítenénk a számítási teljesítmény, a sávszélesség, valamint a vevőegység és adóegység időszinkronitása terén. 15

Az adatátvitel nagyobb biztonsága révén nemcsak egyetlen felhasználó részesül időnyereségből, hanem a hibás próbálkozások csökkenésével más felhasználók is profitálnak a találmány szerinti eljárásból az ezzel járó kismértékű csatomaterhelés miatt. 20

A találmány szerinti eljárás tipikus felhasználási esetei tipikusan 10-100 adóegységtől egészen körülbelül 1000 adóegységig terjedő csoportot tartalmaznak, amelyeknek egyetlen vevőegységgel kell kommunikálniuk. Az adóegységek lehetnek például vészjeladók, fű- 25 tőtest rádióvezérelt szelepei, fogyasztásmérők, illetve egy házban vagy lakásban lévő más fogyasztók.

A találmánnyal elérhetjük, hogy adóegységek egy első csoportja csak egy első vevőegységgel és adóegységek egy második csoportja csak célzottan egy máso- 30 dik vevőegységgel tud együtt működni, bár a rádiós cellák, amelyekben a különböző adóegységek találhatók, egymást átlapolják. A gyakorlatban az ilyen típusú átlapolódások gyakran nem küszöbölhetők ki. Rádiótechnikailag egyrészt biztosítani kell azt, hogy a második cső- 35 porthoz tartozó kommunikációs partnerek egymást közvetlenül, adott esetben indirekt módon egy köztes állomáson keresztül el tudják érni. Ugyanez érvényes a másik csoportra. A gyakorlatban azonban a csoportok térben úgy vannak egymás szomszédságában elhelyezve, 40 hogy azokat nem lehet tisztán rádiótechnikailag egymástól szétcsatolni (gondoljunk csak egy ház különböző lakásaiban lévő fogyasztásmérőkre, ahol az egy lakáshoz tartozó fogyasztásmérőknek egy csoportot kell képezniük, vagy gondoljunk egy ház különböző lakásai- 45 nak riasztóberendezéseire). A második igénypontban megadott eljárás kommunikációs partnerek rádiótechnikailag egymás szomszédságában lévő csoportjainak adatátviteli szétcsatolását valósítja meg.

Ha egy adóegység adási időszeletének hossza és 50 egy lekérdezési ciklus hossza közötti arány legfeljebb az adatátviteli csatorna maximálisan megengedhető munkaciklusának felel meg, akkor ezzel biztosítjuk a munkaciklus-követelménynek a bárki által használható csatornán való betartását. 55

Ha az egyes adóegységeknek nagyobb adatmennyiséget kell átküldeniük, előnyös lehet minden adóegységhez egy lekérdezési ciklusban több, időben egymástól helyközzel elhelyezkedő adási időszeletet rendelni. Ekkor például egy lekérdezési ciklusban először egy- 60 más után a biztonság szempontjából releváns továbbítandó adatokat lehet az adóegységektől továbbítani, majd azután egy második vagy további adatcsomagban a kevésbé fontos adatokat.

Az egyes adóegységekhez való időablakok belső precíziós órákkal és ezekkel összekötött ablakkomparátorokkal lehetnek megadva. Ez azt jelenti, hogy az ilyen eljárást egyirányúan is fel lehet használni, vagy legalábbis hosszabb időtartományban egyirányúan lehet lefolytatni.

Amennyiben a belső precíziós órákat időközönként előre megadott állásba beállítjuk, lehetővé tesszük _ olyan belső precíziós órák alkalmazását amelyek különböző adóegységekben nincsenek nagy pontossággal egyeztetve. A precíziós órák beállítása a gyártási eltéréseknek megfelelő számú lekérdezési ciklus után következhet be, kevésbé pontos precíziós órák esetén egy lekérdezési ciklus kezdetén vagy végén.

Egy adóegységekből álló csoport belső precíziós óráinak beállítását előnyösen a csoportra nézve specifikus szinkronizációs parancs alkalmazásával végezzük, amelyet a megfelelő adóegységeknek a hozzárendelt vevőegységgel adunk át. Ezáltal eléljük, hogy egy beállítójellel csak egy előre megadott adóegységcsoport belső precíziós óráit állítjuk be, és nem azon további adóegységekét, amelyek egy átlapolódó rádiós cellában találhatók.

A legalább egy adatátviteli paraméter sztochasztikus változtatását célszerűen véletlenszám-generátor ki-? i menőjelével végezzük. Véletlenszám-generátorokat j kedvező áron, a magas szintű programozási nyelvek- ( ben meglévő véletlen számgenerátor-fuggvényekkel alakíthatunk ki.

Előnyösen több olyan vevőegységhez, amelyek nagyszámú adóegységgel működnek együtt, különbözőképpen működő véletlenszám-generátorokat alkalmazhatunk. Ez az adatátvitelek adatátviteli szempontból f való jó szétcsatolása tekintetében előnyös, ahol az adó- 3 egységek egymástól különböző adóegységcsoportban vannak, amely csoportok átlapolódó rádiós cellákban találhatók.

A véletlenszám-generátor előnyösen a vevőegység része, és a belső precíziós órák állását a véletlenszámgenerátomak az adatátviteli csatornán továbbított kimenőjelétől függően állíthatjuk. Ezzel a nagyszámban meglévő adóegységekben egy lekérdezési ciklust sztochasztikusan helyezzünk el kis kapcsolástechnikai ráfordítás mellett.

A belső precíziós órák előnyösen legalább nagyszá- mú lekérdezési ciklus alatt szabadonfutó precíziós órák, és az adóegységek egymással azonos véletlenszámgenerátorokkal rendelkeznek, amelyek egy lekérdezési ciklus kezdetét megadják. Ezzel lehetővé tesszük, hogy a lekérdezési ciklusok sztochasztikus módon legyenek szétosztva, bár az adóegységek nincsenek adatok vételére kialakítva. f

A találmány egyik előnyős foganatosítási módjában | a lekérdezési ciklus fázishelyzete az abszolút időhöz viszonyítva minden lekérdezési ciklusnál sztochasztikus · módon változik. Ezzel minden lekérdezés az egyébként

HU 221 577 Β1 meglévő zavaijelekhez képest új körülmények mellett játszódik le a csatornán, ami növeli az elkövetkező ciklusban a hiba nélküli adatátvitel valószínűségét.

A teleptáplálású adóegységek kis energiafelhasználása szempontjából előnyös, ha az adóegységek teljesítmény-energia ellátása lényegében csak az adóegységhez rendelt adási időszelet alatt van aktiválva.

Az adóegységekhez való energiaellátásokat előnyösen minden adóegységre nézve azonos vezérlési időszelet alatt aktiváljuk. Ezáltal együttesen vezérlőparancsokat továbbithatunk olyan adóegységeknek, amelyek adatvételre is ki vannak alakítva. Ekkor nemcsak belső precíziós órák beállítási parancsairól lehet sző, hanem olyan parancsokról is, amelyek az adóegységekhez való időszelet-hozzárendelést megváltoztatják, vagy adóegységeket egy előre meghatározott ideig teljesen kikapcsolnak (például felügyelőberendezés érzékelői irodai munkaidő alatt).

A vezérlőparancsok átvitele az adatátviteli csatorna kapacitásának célszerűen csak kis részét veszi igénybe.

Az adóegységekhez rendelt időszeletek közül egyet előnyösen vett vezérlöparancsok visszaigazolására és/vagy az adóegység üzemi állapotára vonatkozó információ visszajelzésre használhatunk. Ezzel lehetővé tesszük, hogy a vevőegység a különböző adóegységek mindenkori üzemállapotáról is informálódjék, például az ott fellépő hibákról, úgymint a hosszú idejű telep lemerüléséről.

A találmány előnyős foganatosítási módjait a továbbiakban rajzok alapján ismertetjük, ahol az

1. ábra egy lakókomplexum és fogyasztásmérők állásának egy központ felé történő átvitelére szolgáló berendezés vázlatos rajza, amely fogyasztásmérők különböző lakások különböző helyein, a komplexum különböző házaiban vannak elhelyezve, a

2. ábra az 1. ábra szerinti adatátviteli berendezés adóegységének blokk-kapcsolási vázlata, a

3. ábra az 1. ábra szerinti adatátviteli berendezés vevőegységének blokk-kapcsolási vázlata, a

4. ábra a 2. ábrához hasonló nézeti rajz, amelyben megváltoztatott adóegységet ábrázoltunk, az

5. ábra a 3. ábrához hasonló nézeti rajz, amelyben a

4. ábra szerinti adóegységhez illeszkedő megváltoztatott vevőegységet ábrázoltunk, a

6. ábra egy további megváltoztatott adóegységnek a

2. ábrához hasonló blokk-kapcsolási vázlata, amely nem rendelkezik az adatátviteli csatornával együtt működő vevőrésszel, és a

7. ábra egy olyan idődiagramm, amelyben időszeletcsomagok elrendezése látható fogyasztásmérők különböző csoportjaiban.

Az 1. ábrán 10 épületkomplexum látható, amely négy 12,14,16,18 házzal rendelkezik.

A12 házban nagyszámú 20-1,20-2.. .20-i mérőegység van előirányozva, amelyek fogyasztási jószág (víz, hő, áram stb.) fogyasztását mérik és drótnélküli módon a ház 22 kezelőegységének leadják.

A 14,16,18 házakban hasonló módon 24-i, 26-i és 28-i mérőegységek vannak elrendezve, amelyek a különböző mérési értékeket 30, 32, 34 kezelőegységeknek továbbítják.

Bár a találmányt példaképpen mérőegységek kapcsán ismertetjük, természetes, hogy adatok tekintetében ugyanilyen módon normálérzékelőket is össze lehet kötni a kezelőközponttal, például tűzjelzőket, térfelügyelő érzékelőket, fényérzékelőket stb.

Különböző 22, 30, 32, 34 kezelőegységek rádiós csatornákon keresztül egy központi 36 kezelőegységgel vannak összekötve, amely a 10 épületkomplexumtól távolabb van elhelyezve egy épületkezelésre specializálódott cég üzleti helyiségeiben. Költségokokból a mérőegységek és a kezelőegységek, illetve a kezelőegységek és a központi kezelőegység közötti rádiós adatátvitelhez bárki által használható rádiós csatornát alkalmazunk. Ezen további csatomafelhasználók zavarójelei is vannak, például egy rádiós vezérlésű garázsműködtető, egy a garázsban felszerelt 38 vevőegység, továbbá egy járműben felszerelt 42 adóegység révén.

Felismerhetjük, hogy a 20-i, 24-i, 26-i, és 28-i mérőegységek összességében egymáshoz olyan közel vannak, hogy az egymással szomszédos házhoz tartozó adóegységek rádiós cellái egymást átlapolják.

Az alábbiakban a 2-3. ábrák kapcsán ismertetjük, hogy hogyan lehet azt biztosítani, hogy az egyik házhoz tartozó kezelőegységek csak azon adatokat dolgozzák fel, amelyek ugyanazon házban található mérőegységekből származnak, és ne reagáljanak olyan adatokra, amelyek egy szomszédos házból való mérőegységektől származnak. A következőkben ismertetésre kerülő mérőegység és kezelőegység-kialakítás azt is megakadályozza, hogy harmadik személytől származó, az adatátviteli csatornákon lévő zavarójelek az adatátvitel hatékonyságát lényegesebben csökkentsék.

Amint az a 2. ábrán látható, a 20-i mérőegység érzékelőből vagy 44 mérésiérték-felvevőből és 46 adóegységből áll.

Az érzékelő a 46 adóegység bemenőoldali 48 formátumátalakítójával van összekötve. Ez adott esetben digitalizálja a 44 mérési érték felvevő kimenőjelét, amennyiben az analóg kimenőjelet állít elő, és azt soros bitsorozattá átalakítja. Ez a bitsorozat az alkalmazott modulációs módszer szerint (például amplitúdó- vagy frekvenciamoduláció) megfelelő modulátorvezérlő jellé átalakítjuk és 50 modulátorra adjuk. Az utóbbi második bemenetén tartalmaz vezérelhető 52 jelirányítón keresztül váltakozva egy első 54 nagyfrekvenciás generátorból, illetve egy második nagyfrekvenciás generátorból származó HF1, illetve HF2 hordozójelet. Az 54 és 56 nagyfrekvenciás generátorok munkafrekvenciái a bárki által használható 868 és 870 MHz-es tartományban vannak.

Az 52 jelirányítót 60 óraáramkőr C’ órakimenete vezérli, amely olyan ütemimpulzusokat állít elő, amely dupla bitfrekvenciájú (a bitfrekvencia az a frekvencia, amellyel az egyes biteket átvisszűk). A bitfrekvencia a 60 óraáramkör C kimenetén áll elő, és a soros adatátvitelt végző valamennyi áramkör ütemezésére szolgál.

A bitidő egyúttal a közös idöosztás az adóegységek és a vevőegység számára; annak sokszorosai szolgál4

HU 221 577 Bl nak az időszeletek helyzetének és hosszúságának megadására. Az időszeletek azon egymásután következő időtartamok, amelyekben egy adóegység a vevőegységnek adatot tud adni, vagy egyéb olyan műveletet tud elvégezni, amelyet más adóegységekkel vagy a hozzáren- 5 delt kezelőegység vevőegységeivel összhangban kell végrehajtani, különösen a különböző adóegységek közös időre történő szinkronizálását. Egy lekérdezési ciklus az összes időszelet összidőtartama, vagyis az az idő, amely egy első adóegység és egy következő adóegység 10 adása között eltelik

Az 52 jelirányító segítségével az 50 modulátorra adott jel váltakozva HF1 nagyfrekvenciás feszültségre vagy HF2 nagyfrekvenciás feszültségre felmodulálódik.

Az 50 modulátor kimenetén kapott modulált jelet 15 adó/vevő 62 jelirányitón keresztül 64 antennára adjuk.

A fent említett 60 óraáramkör egy külön nem ábrázolt szabadonfútó ütemadót tartalmaz, amely például egy jó pontosságú, stabilizált lengő kvarc, amely külön nem ábrázolt frekvenciaosztón keresztül a C és C’ ütem- 20 kimeneti csatlakozókkal van összekötve, valamint egy további frekvenciaosztón keresztül egy szintén nem látható számlálóval, amelynek állása bitütemekben a belső időnek felel meg, és amely a 60 óraáramkör T időkimeneti csatlakozójával van összekötve. Az ütemfrek- 25 venciát tipikusan körülbelül 10 kHz-re állítjuk be, és így percenként 60 000 ütemimpulzust kapunk. Amennyiben a lekérdezési ciklus 1 perc, 1000 db időszeletet adhatunk meg, amelyek mindegyike 600 bitütem hosszúságú. 30

A 60 óraáramkör visszaállítására 66 demodulátor van összekötve az adó/vevő jelirányitó másik kimenetével. Ez az egy kezelőegységtől kapott vezérlőjeleket ismét párhuzamos ábrázolásba átalakítja, és az azokban kapott és általa leválasztott szinkronizációs parancsot 35 továbbadja egy 68 összehasonlítónak. A 68 összehasonlító 70 rögzítettérték-tárolóból egy második bemenőjelet kap. Ebben egy speciális visszaállító kód van elhelyezve, amely közös egy ház összes mérőegységéhez, amíg a különböző házakban lévő mérőegységek vissza- 40 állító jelei egymástól különbözőek. Amennyiben a 68 összehasonlító megállapítja, hogy a bemenőjel és a kimenőjel (szinkronizációs parancs és visszaállító kód) azonos, akkor a 60 óraáramkör R csatlakozójára visszaállító parancsot ad. Ily módon az óraáramkörök egy cső- 45 porthoz tartozó mérőegységeknél a hozzá tartozó 38 vevőegységen keresztül ugyanazon kimenőértékre (például nulla) beállíthatók, és ekkor a mérőegységek belső ideje egyforma lesz.

A demodulátor továbbá a vezérlőjelekből egy fázis- 50 parancsot választ le, amely megadja, hogy mennyivel fogjuk eltolni a következő szinkronizációs parancsot azon időponthoz képest, amelyet egyszerűen egy lekérdezési ciklus időtartamának az adott munkaciklus kezdetéhez való hozzáadásával kapunk. Ezt a fázisparan- 55 csőt 69 puffertárolóban helyezzük el.

A 60 óraáramkör T kimenőjele 72 ablakkomparátor egyik bemenetére adódik. Az ablakkomparátor második kimenete 74 rögzítettérték-tároló egyik tárolócellájával van összekötve. Ez tartalmazza azt a belső időt, 60 amelynél a 20 mérőegységeken keresztül a mérési adatok küldését el kell kezdeni. A 72 ablakkomparátor egy további bemenete a 74 rögzítettérték-tároló egy másik tárolócellájával van összekötve, és ily módon megkapja azt a belső időt amelynél, adatok küldését be kell fejezni. A 72 ablakkomparátor ily módon pozitív kimenőjelet generál, ha a belső idő a fent ismertetett adásiidőablakon belül fekszik.

A 72 ablakkomparátor kimenete egy 76 VAGY-tag egyik bemenetével van összekötve. A VAGY-tag egy másik bemenete egy további 78 ablakkomparátor kimenetével van összekötve. Ez a 72 ablakkomparátomál ismertetettekhez hasonlóan tartalmaz a 74 rögzítettértéktárolóból jövő két referencia időt, amelyeknél a mérőegységekhez való szinkronizációs időszeleteknek el kell kezdődniük vagy be kell fejeződniük.

Ezeket a referenciaidőket minden lekérdezési ciklusnál kiolvassuk a 69 puffertárolóból, amelyet a 68 össze- 4 hasonlító kimenőjele aktivál.

A 76 VAGY-tag kimenete 80 kapcsoló vezérlőbemenetével van összekötve, amelyen keresztül 82 telep van a méröegység teljesítmény fogyasztóival összekötve, amelyekre csak akkor van szükség, ha a mérőegységnek adatot kell adnia vagy szinkronizálódnia kell.

Azon építőelemek számára, amelyek a 20 méröegység belső vezérlésére vannak előirányozva, 84 hosszú idejű. f telep van előirányozva. Az ezáltal táplált komponenseket (60 óraáramkör, 76 VAGY-tag és ablakkomparátor) H betűvel jelöljük.

A 74-i rögzítettérték-tárolók, amelyek a különböző 20-i mérőegységekhez tartoznak, mérésiidő-ablak szerint különbözőképpen vannak programozva oly módon, hogy a mérésiidő-ablakok egymással nem lapolódnak át. Ily módon a mérőegységekhez tartozó 46 adóegységek egymás után vannak az átviendő adatok leadására utasítva. Az egyes mérőegységek rádióhullámokon keresztül, az egymás után következő időszeletekben átvitt adatai a közös kezelőegység által időbeli helyzetük alapján az egyes mérőegységekhez rendelhetők, és így az átvitt adatoknak nem szükséges az egyes mérőegységeket azonosító jeleket tartalmazniuk.

Amint az a 3. ábrából látható, a 20-i mérőegységekhez tartozó 22 kezelőegység tartalmaz 86 vevőegységet és annak kimenetére csatlakoztatott 88 számítógépet.

Az utóbbi rendelkezik 90 tárolóval, például merevlemezzel. Az össze lehet kötve 92 vezérlő számítógéppel, amely például notebookként lehet kialakítva. A 88 számítógép ezen túlmenően 94 adóegységgel működik együtt, amelynek felépítése ugyanolyan lehet, mint a 46 adóegységé.

Egy vevőoldali 96 antennára 98 adó/vevő jelirányító van csatlakoztatva, amelyet 100 összehasonlító vezérel. Ez egy 102 óraáramkörtől, amely a 60 óraáramkörhöz hasonlóan van felépítve, egy első bemenőjelet kap, egy 104 rögzítettérték-tárolóból pedig egy második bemenőjelet. A 104 rögzítettérték-tároló kimenetével ’

106 összeadó áramkör van összekötve, és annak tártál- 1 mát egy további 108 rögzítettérték-tárolóban lévő szám- ^f hoz hozzáadja, amely a vezérlő időszelet (fázisparan- csők szinkronizálására és továbbítására) hosszúságának

HU 221 577 Bl felel meg. A 106 összeadó áramkör kimenete a 100 ablakkomparátor egy további bemenetével van összekötve. A104 rögzítettérték-tárolót 110 véletlenszám-generátor olvassa be. Ez például úgy működhet, hogy kimenőjelétől függően egy 111 szorzótároló tartalmából és (amennyiben kívánatos) a valós időből, amelyet 112 valós idejű órától hozzá továbbítunk, egy véletlen számot állít elő.

A 111 szorzótároló tartalma az egész adatátviteli rendszer minden vevőegysége esetén egyedi, és így csoportazonosító kódként is tekinthető, hasonlóan az időszelethez, amely egy adóegységhez van hozzárendelve és amely mérőegység-azonosító kódként tekinthető. Ily módon a lekérdezési ciklusok kezdőpontjai mérőegységek különböző csoportjaihoz különböző módokon sztochasztikusan meg lehet adva.

A véletlen szám ingadozási tartománya úgy van megválasztva, hogy az a 20-i mérőegységek 60 óraáramkörét visszaállító szinkronizációs jel helyzete kívánt időbeli ingadozási tartományának felel meg. A szinkronizációs jel helyzetének időbeli ingadozási tartománya a maximálisan megengedhető frekvenciasáv munkaciklusának és a frekvenciasáv középhosszának szorzatából adódik. A 0,1%-os munkaciklussávban egy órás középhossznál legalább 3,6 s-os ingadozási tartományt kapunk.

A108 rögzítettérték-tároló tartalmával és a 106 összeadó áramkör kimenőjelével ily módon meg van adva a szinkronizáló időszelet elülső és hátulsó vége.

A 100 ablakkomparátor kimenőjele a 98 adó/vevő jelirányítót adóállásba vezérli. A jellel ezen túlmenően egy 114 szinkronizálójel-generátort is vezérlünk, amely ezután a 96 antennán keresztül a hozzárendelt mérőegységcsoport számára karakterisztikus szinkronizálójelet ad, amit a 20 vevőegységek a belső idő visszaállítására használnak.

A 98 adó/vevő jelirányító egy másik kimenetére csatlakoztatott 116 jelirányító szintén a 102 óraáramkör C’ kimenőjelével ide-oda van kapcsolva, és az így befutó jelet a HF1 frekvencia számára 120 demodulátorra és a HF2 frekvencia számára 122 demodulátorra adja. A 120 és 122 modulátorok kimeneteit 124 VAGYtagra adjuk, amely így egy integrátorhoz hasonló funkciót lát el. A124 VAGY-tag kimenőjele a 102 óraáramkör C kimenőjelével ütemezett 126 formátumátalakitóra kerül, amely a befutó jeleket ismét további kiértékeléshez megkívánt formátumra, például párhuzamos ábrázolásra átalakítja. Ez a jel a 88 számítógép interfészére kerül, amely egyúttal a 86 vevőegységnek a 102 óraáramkör által leadott belső idejét is tartalmazza. A belső időből a 88 számítógép fel tudja ismerni az adatcsomag kezdetét és végét, és azt egy meghatározott mérőegységhez hozzá tudja rendelni. Az adatokat ezután 90 tárolóban eltárolhatjuk.

A 88 számítógép kimenőinterfésze a 94 adóegységgel van összekötve, amely a 2. ábra szerinti 20 adóegységgel azonos belső felépítéssel rendelkezik. Itt azonban a 94 adóegységre a 88 számítógép adatforrásként van csatlakoztatva, mialatt ez a 2. ábra szerinti 20 adóegységnél a 44 mérési érték felvevő és a 48 formátumátalakító által képzett egység volt. Ily módon a 22 kezelőegység ugyanúgy tud a fölérendelt 36 kezelőegységgel kommunikálni, és az adatátvitel ezen két egység között ugyanúgy szervezhető, mint a 20 mérőegységek és a 22 kezelőegység közötti adatátvitel. A hierarchikusan fölérendelt 36 kezelőegység itt is vissza tudja állítani a kezelőegység belső idejét, hasonlóan ahhoz, ahogyan azt a 94 adóegység a 20 mérőegységek számára végzi.

Ezzel az alsó csoportok síkján és a felső csoportok síkján is kevert, az időszelet-elmélet alapján és sztochasztikus adási időpontok elmélete alapján működő adatátviteli rendszert építhetünk fel.

A fentiekben a 2. és 3. ábrákra hivatkozva egy 20 mérőegység és egy 22 kezelőegység felépítését ismertettük.

A 14,16 és 18 házakhoz hozzárendelt 24,26,28 mérőegységek és 30,32,34 kezelőegységek hasonló felépítéssel rendelkeznek. A 36 kezelőegység, amint már bemutattuk, egy vevőegységet tartalmaz, amely felépítésében » a 86 vevőegységnek felel meg.

A 4. ábrán ábrázolt megváltoztatott mérőegységnek a 2. ábra szerinti mérőegységnek megfelelő részeit ugyanazon hivatkozási jelekkel jelöltük. Ezeket a továbbiakban nem kell ismételten ismertetnünk.

A 4. ábra szerinti mérőegység elsősorban abban különbözik a 2. ábra szerintitől, hogy a 60 óraáramkör visszaállító jele másképp áll elő. Itt hasonlóan járunk el,_t mint a 3. ábra szerinti vevőegységben a szinkronizációsjel-ablak létrehozásában: egy 130 véletlenszámgenerátor, amely felépítésében és az alkalmazott véletlen szám előállító algoritmusában a 110 véletlenszámgenerátomak teljesen megfelel, egyik bemenetére szintén annak kimenete kapcsolódik, egy további bemenetére pedig 131 szorzótároló tartalma, amely a csoportspecifikus 111 szoizótárolónak felel meg, az utolsó bemenetére pedig 132 valós idejű óra abszolút idő kimenőjele TN kapcsolódik. A 130 véletlenszám-generátor kimenete 134 összeadó áramkör bemenetével van összekötve, amelynek második bemenete a 132 valós idejű óra ki- í menetével van összekötve. A 134 összeadó áramkör kimenete és a 132 valós idejű óra kimenete 136 összehasonlító két bemenetével van összekötve. Ennek kimenőjele szolgál a 60 óraáramkör visszaállítására.

Az 5. ábra egy megváltoztatott 22 kezelőegységet mutat, amely önállóan működik, és amely nem működik együtt fölérendelt kezelőegységgel. Ennek 102 óraáramköre túlfutással automatikusan visszaáll.

A találmány további módosításában a valós idejű órák rádiós óramodulok is lehetnek, amelyek szabályos időközönként hosszú hullámon normál időre beállítha- _: tők, és így a különböző valós idejű órák szinkronizálása a mérőegységek és kezelőegységek közötti adatátvitelhez való átviteli csatorna terhelése nélkül történhet.

A 6. ábra szerinti tovább módosított kiviteli alaknál a 70 rögzítettérték-tároló nagyszámú tárolócellákból álló párt tartalmaz, amelyek egy-egy adóablak kezdeti időpontját és végső időpontját adják meg. Ennek megfele- I lően nagyszámú 72 ablakkomparátor van előirányozva. »

A mérőegység ezen kiviteli alakjánál a kiválasztott ^r mérőegységek egy lekérdezési ciklusban (a 102 óra- >

áramkörök visszaállítása közötti időtartam alatt) több

HU 221 577 BI adatcsomagot adhatnak le a kezelőegységnek, vagy különösen nagy adatcsomagokat két időszeletre elosztva továbbíthatnak a kezelőegységnek.

A fent ismertetett adatátviteli rendszerek tipikusan a következő tulajdonságokkal rendelkezhetnek. Kereskedelemben kapható óraáramkörök alkalmazásánál az 1-10 ms időtartamú időszeletek megadásának szükséges pontosságához ötpercenkénti szinkronizálást kapunk. Ezáltal az adatátviteli csatornát csak kismértékben terheljük. Egy percig tartó összhosszúságú lekérdezési ciklusnál 1000 darab időszeletet lehet egyenként 60 ms időhosszúsággal megadni. Ilyen sok mérőegység lehet egy kezelőegységhez csatlakoztatva. A lekérdezési ciklus kezdetének eltolódása, amely az egymás után következő lekérdezési ciklusok közötti statisztikus hosszúságú szünetként is tekinthető, 3,6 s lehet. Amennyiben legkisebb szünethosszúságként 1 s-ot határozunk meg, az egymásután következő lekérdezési ciklusok közötti időközök 1 és 5 s között ingadoznak.

Fent bemutattuk, hogy a véletlenszám-generátorok a mérőegységek különböző csoportjához egymástól különböznek.

Ezt néhány magas szintű programnyelv véletlenszám-generátorának alkalmazásával a következőképpen lehet megoldani. A véletlenszám-generátorok leginkább egy szinkronizációs értéktől függően működnek és egy szorzótényezőtől függenek. A kezdeti számnak a szorzóval való szorzása által és a sok helyi értékből álló eredmény hátulsó harmadából néhány helyi érték kiemelésével véletlen számhoz jutunk. Ebből további szorzással és az eredmény hátulsó részéből egy számsorozat kiemelésével további véletlen számhoz jutunk stb. A véletlen számok ezáltal, bár statisztikusan vannak elosztva, azonos kimenőértékből kiindulva és azonos szorzóállandónál mindig ugyanazt a véletlen számokból álló sorozatot kapjuk. A véletlen számok ezáltal determináltak.

Azáltal, hogy a kimenetet és/vagy a szorzóállandót megváltoztatjuk, más véletlenszám-generátort hozunk létre, amely az első véletlenszám-generátorhoz korrelálatlan stb.

Ily módon biztosítjuk, hogy több mérőegységből álló csoport, amelyek egymástól különböző csoportkód (szinkronizációs kód) által különböznek, különböző véletlenszám-sorozatokkal dolgoznak. Ezzel azok csak véletlenszerűen ütközhetnek egymással, ha azok ugyanazon rádiós cellában helyezkednek el.

Amennyiben ilyen típusú korrelálatlan véletlenszám-generátorokat alkalmazunk, akkor időben közepesen 10%-kal terhelt rádiós csatornához jutunk, amelynél az első kísérletnél 90%-os valószínűséggel jó az adatátvitel, és két kísérletnél a megfelelő adatátvitel valószínűsége 99% stb.

Ily módon a véletlenszerű csatomahasználatú idegen zavarók, és a periodikus vagy más determinisztikus csatomahasználó idegen zavarók ismert eloszlási függvényű sztochasztikus zavarókká válnak.

Amint ezt bemutattuk, a következő véletlen számot a multiplexeres eljárástól eltérően nem egy bitidőn belül többször, hanem lekérdezési ciklusonként mindig csak egyszer, vagyis időszeletblokkonként kell kiszámítani, például minden percben.

A fent ismertetett adatátviteli rendszerek alkalmazásánál a szinkronizációs követelmény ms-tartományban számit és nem ps-tartományban.

Ezen túlmenően a fent ismertetett adatátviteli rendszereknél az is előnyős, hogy a csak időnként aktív vevőegységeinél is a vevőegységek vételi készségüket a csoportjukon belül hozzájuk vételi időszeletnek megfelelően pszeudostatisztikusan magukkal eltolják. Ennek ellenére a csoportjukban olyan adóegységet érnek el amely állandóan olyan idő/frekvencia ablakban van, amely a lekérdezési ciklus sztochasztikus kezdetét illetően rögzített helyzetben van.

A fentiekben a találmányt olyan kiviteli alakokkal kapcsolatban ismertettük, amelyek az adott mindenki által használható frekvenciasávban két frekvencia-alcsatomát használtak. Magától értetődő, hogy a találmányt ugyanígy olyan adatátviteli rendszerekhez is felhasználhatjuk, amelyek csak egyetlen frekvencia-alcsatomán dolgoznak. Kettő frekvenciaalcsatoma-átkapcsolás helyett kettő különböző modulációs eljárás között is átkapcsolhatunk (például amplitúdómoduláció és frekvenciamoduláció között). Ismét választhatóan átkapcsolhatunk más, a rádiós átvitelt befolyásoló paraméterek között. Az átkapcsolást a fentiekben úgy ismertettük,, hogy az (kettő ffekvencia-alcsatománál) bitidőnként (a 60 óraáramkör C kimenetének üteme) kettőször következik be.

Magától értetődő, hogy nagyobb számú, az adatátvitelt meghatározó paraméterek között is átkapcsolhatunk. A sztochasztikus, egy csoport számára specifikusan kiosztott lekérdezési ciklus által (és ezzel az egyes időszeletek kiosztásával) biztosítjuk, hogy megbízható adatátvitelhez jutunk, még akkor is, ha ugyanabban a rádiós cellában nem a csoporthoz tartozó további adóegységek vannak. így ekkor is a ffekvenciacsatoma vagy több frekvencia-alcsatomák egyenletes használatához jutunk. Nagyszámú ffekvencia-alcsatoma közötti folyamatos váltogatással csökkentjük a többszörös visszaverődéstől függő interferencia-kioldások zavaró hatását is, mivel ezek a frekvenciaváltozásoknál (és ezzel a hullámhosszuk megfelelő változásainál) mindig valamennyire megváltoznak, ami által legalább a teljes interferenciakioltás különösen zavaró esete elkerülhető.

A 7. ábrán az idő függvényében felvettük (tetszőleges egységeknél), hogy milyen időtartományokban küldenek a 20-i, 24-i, 26-i és 28-i mérőegységek, amelyek a 22,30,32 és 34 kezelőegységekhez vannak hozzárendelve.

A különböző kezelőegységek statisztikusan elosztott 138-k,140-k, 142-k és 144-k időszeletcsomagokat adnak. Minden ilyen időszeletcsomag áll egy 146-1 időszeletekből álló egyenközű sorozatból, amint azt a 1383 időszeletcsomag esetén bemutattuk. Minden ilyen 146-1 időszeletben a hozzárendelt 20-1 mérőegység ad, amint azt a fentiekben részletesen ismertettük, ahol a 146-1 időszeletek mindegyike előre megadott számú bitütemet tartalmaz, amint azt a fentiekben szintén elmondtuk.

HU 221 577 Bl

Felismerhetjük, hogy léteznek olyan időtartományok, amelyekben a különböző csoportokhoz tartozó időszeletcsomagok egymással átlapolódnak, ami átviteli hibákhoz vezet. Ilyen időpont van például a t=0,25-nél a 22 és 30 kezelőegységek esetén, valamint t=2,05-nél a 30 és 32 kezelőegységek esetén. Felismerhetjük azonban, hogy kettő időegységen belül minden időszeletcsomag egyszer zavartalanul átvihető.

A 7. ábra legalsó részábráján 100-as tényezővel összenyomott mértékben látható a központi 36 kezelőegység és a csoport 22,30,32 és 34 kezelőegységek közötti adatcsere. Ez nagyobb időközönként következik be, mivel a központi 36 kezelőegységnek csak a fogyasztásmérő-állások hosszú távú megváltozásáról kell informálódnia. Az adatcsere szervezése és lebonyolítása azonban hasonló, mint a csoport 22,30,32,34 kezelőegységek és a 20-i, 24-i, 26-i és 28-i mérőegységek között.

Claims (15)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás adatok átvitelére legalább két adóegység és egy vevőegység között más felhasználók által is igénybe vett adatátviteli csatornán, amelynek során az adóegységek egy lekérdezési ciklus elejéhez viszonyítva számukra specifikusan előre megadott időszeletben adnak, azzal jellemezve, hogy az adóegységek (42) egy első csoportjánál és egy első vevőegységnél (86), illetve az adóegységek (42) egy második csoportjánál és egy második vevőegységnél (86) az adatátvitel egy vagy több adatátviteli paraméterét, például a lekérdezési ciklus kezdetét, az adatátviteli csatorna frekvenciáját, modulációs módot, adatátviteli ütemet, adatformátumot, egymástól eltérő módon sztochasztikusan változtatjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy adóegység (42) adási időszeletének hossza és egy lekérdezési ciklus hossza közötti arány legfeljebb az adatátviteli csatorna maximálisan megengedhető munkaciklusának felel meg.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy minden adóegységhez (42) egy lekérdezési ciklusban több, időben egymástól helyközzel elhelyezkedő adási időszelet van rendelve.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az egyes adóegységek (42) adási időszeleteit az adóegységek (42) belső precíziós órájával előre megadjuk.
5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a belső precíziós órákat időközönként előre megadott állásba beállítjuk.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy adóegységekből (42) álló csoport belső precíziós óráinak beállítását a csoportra nézve specifikus szinkronizációs parancs alkalmazásával végezzük, amelyet a megfelelő adóegységeknek (42) a hozzárendelt vevőegységgel (86) adunk át.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a legalább egy adatátviteli paraméter sztochasztikus változtatását véletlenszám-generátor (110) kimenőjelével végezzük.
8. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy több olyan vevőegységhez (86), amelyek nagyszámú adóegységgel (42) működnek együtt, különbözőképpen működő véletlenszám-generátorokat (110) alkalmazunk.
9. 9. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a véletlenszám-generátor (110) a vevőegység (86) része, és a belső precíziós órák állását a véletlenszámgenerátomak (110) az adatátviteli csatornán továbbított kimenőjelétől függően állítjuk.
10. 10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a belső precíziós órák legalább nagyszámú lekérdezési ciklus alatt szabadonfútó precíziós órák, és az adóegységek (42) egymással azonos véletlenszámgenerátorokkal (110) rendelkeznek, amelyek egy lekérdezési ciklus kezdetét megadják.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, αζζα/ jellemezve, hogy a legalább egy sztochasztikusan változtatott adatátviteli paramétert mindig egy lekérdezési ciklus kezdeténél vagy végénél sztochasztikusan változtatjuk.
12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adóegységek (42) teljesítmény-energia ellátása lényegében csak az adóegységhez (42) rendelt adásiidő-szelet alatt van aktiválva.
13. 13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adóegységekhez (42) való energiaellátásokat minden adóegységre (42) nézve azonos vezérlési időszelet alatt aktiváljuk.
14. 14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a vezérlő időszelet hosszúsága a lekérdezési ciklusnak csak egy törtrésze.
15. 15. A 13. vagy 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adóegységekhez (42) rendelt időszeletek közül egyet a vett vezérlőparancsok visszaigazolására és/vagy az adóegység (42) üzemi állapotára vonatkozó információ-visszajelzésre használjuk.