RU2450466C1 - Method of transmitting information over communication channels and system for realising said method - Google Patents
Method of transmitting information over communication channels and system for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2450466C1 RU2450466C1 RU2011117432/08A RU2011117432A RU2450466C1 RU 2450466 C1 RU2450466 C1 RU 2450466C1 RU 2011117432/08 A RU2011117432/08 A RU 2011117432/08A RU 2011117432 A RU2011117432 A RU 2011117432A RU 2450466 C1 RU2450466 C1 RU 2450466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- data
- inputs
- outputs
- blocks
- control
- Prior art date
Links
Landscapes
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи, электросвязи и вычислительной техники, а конкретнее к области способов и систем сбора и передачи информации в вычислительных сетях.The present invention relates to the field of radio communications, telecommunications and computer technology, and more particularly to the field of methods and systems for collecting and transmitting information in computer networks.
Известны способы передачи дискретной информации (см., например, [1] стр.395-427, [2], [3]).Known methods for transmitting discrete information (see, for example, [1] p. 395-427, [2], [3]).
В известных способах передаваемые по каналам связи данные разбивают на блоки. При наличии искажений передаваемых данных используют одну или несколько дополнительных передач блоков данных. При этом факт наличия искажений определяется использованием канала обратной связи. По каналу обратной связи передают либо принятые сообщения (системы с информационной обратной связью), либо решение о правильном или ошибочном приеме сообщений (системы с решающей обратной связью).In known methods, data transmitted over communication channels is divided into blocks. In the presence of distortion of the transmitted data, one or more additional transmissions of data blocks are used. In this case, the fact of the presence of distortion is determined using the feedback channel. Either received messages (systems with informational feedback) or a decision on the correct or erroneous reception of messages (systems with crucial feedback) are transmitted via the feedback channel.
Использование обратной связи обеспечивает высокую достоверность передаваемой информации. Однако в ряде применений систем сбора и передачи информации в вычислительных сетях известные способы передачи имеют существенные недостатки. Например, при сборе и передаче значительных объемов данных телеизмерений по большому числу параметров сложных технических комплексов необходимы, с одной стороны, каналы связи со спутниковыми сегментами (в том числе и с передачей данных через один или несколько спутников на геостационарной орбите). С другой стороны, часть данных, необходимых для репортажа о поведении сложного технического комплекса и экспресс-анализа данных телеизмерений наиболее значимых параметров, должна передаваться в реальном времени. Гарантированная передача всех данных телеизмерений параметров целесообразна для полного анализа поведения сложного технического комплекса, проводимого после выполнения репортажа о функционировании сложного технического комплекса и экспресс-анализа. Для указанного применения характерна также избыточность частоты выполняемых телеизмерений параметров сложных технических комплексов, обусловленная циклической структурой измерительной информации, что допускает проводить репортаж и экспресс-анализ по части измерений значимых параметров. Спутниковый сегмент канала связи в указанном применении обуславливает, во-первых, значительную задержку сообщений по обратной связи, а во-вторых, повышенную интенсивность искажений передаваемых данных. При задействовании каналов обратной связи значительное время ожидания сообщений о правильном или ошибочном приеме сообщений и существенная вероятность неоднократных повторов для достижения достоверной передачи блоков данных не позволяют реализовать передачу в реальном времени.The use of feedback provides high reliability of the transmitted information. However, in a number of applications of information collection and transmission systems in computer networks, known transmission methods have significant drawbacks. For example, when collecting and transmitting significant amounts of telemetry data over a large number of parameters of complex technical complexes, on the one hand, communication channels with satellite segments (including data transmission through one or more satellites in geostationary orbit) are necessary. On the other hand, some of the data necessary for reporting on the behavior of a complex technical complex and for express analysis of telemetry data of the most significant parameters should be transmitted in real time. The guaranteed transmission of all the data of the telemetry of parameters is advisable for a complete analysis of the behavior of a complex technical complex carried out after reporting on the functioning of a complex technical complex and express analysis. The indicated application is also characterized by the frequency redundancy of the performed television measurements of the parameters of complex technical complexes, due to the cyclic structure of the measurement information, which allows reporting and express analysis regarding measurements of significant parameters. The satellite segment of the communication channel in the specified application causes, firstly, a significant delay in feedback messages, and secondly, an increased intensity of distortion of the transmitted data. With the use of feedback channels, a significant waiting time for messages about the correct or erroneous reception of messages and the significant likelihood of repeated retries to achieve reliable transmission of data blocks do not allow real-time transmission.
Известен также способ, описанный в [4]. В данном способе на передающей стороне данные кодируются для возможности контроля и коррекции ошибок. На каждом уровне протокола связи к полезным данным добавляются заголовки. Для решения проблемы задержек, которые препятствуют реализации передачи в реальном времени, по одному из заявленных в [4] вариантов, полезные данные и заголовки передаются отдельно друг от друга. Полезные данные передаются по протоколу UDP (протокол пользовательских дейтаграмм), который представляет собой протокол передачи без подтверждения. Заголовки пакетируются отдельно и передаются по протоколу TCP (протокол управления передачей), который представляет собой протокол передачи с подтверждением, или по другому заявленному в [4] варианту, также по протоколу без подтверждения. Такой способ считается эффективным при передаче, например, видео- и аудиоданных. При этом способе искажения видео- и аудиоданных более приемлемы по сравнению со способами, где используются подтверждения с приемной стороны в сочетании с применением спутниковых каналов связи (значительные временные задержки на обратную связь приводят к большим и неприемлемым искажением, например передаваемых голосовых сообщений).Also known is the method described in [4]. In this method, on the transmitting side, data is encoded to be able to control and correct errors. At each level of the communication protocol, headers are added to the useful data. To solve the problem of delays that impede real-time transmission, according to one of the options stated in [4], useful data and headers are transmitted separately from each other. Useful data is transmitted over the UDP protocol (User Datagram Protocol), which is a transmission protocol without acknowledgment. The headers are packaged separately and transmitted over TCP (transmission control protocol), which is a transmission protocol with confirmation, or according to another option stated in [4], also over a protocol without confirmation. This method is considered effective when transmitting, for example, video and audio data. With this method, the distortion of the video and audio data is more acceptable compared to methods where confirmations from the receiving side are used in combination with the use of satellite communication channels (significant time delays in feedback lead to large and unacceptable distortion, for example, transmitted voice messages).
Источником недостатков этого способа при использовании в указанном применении (при передаче данных телеизмерений параметров сложных технических комплексов) является большое количество передаваемых блоков и соответственно заголовков и ограничение на время их передачи. В условиях существенной вероятности искажений сообщений в одном из сегментов связи (в указанном применении через связные спутники на геостационарной орбите) большое число передаваемых с подтверждением заголовков не позволяет реализовать передачу в реальном времени. В варианте передачи и полезных данных и заголовков пакетов по протоколу без подтверждения невозможно получить необходимый уровень достоверности передачи данных. Искажение (потери) блоков данных, искажение (потеря) заголовков приводит к существенным потерям полезной информации. Для повышения интенсивности передачи данных используют способ, при котором группируют несколько десятков блоков в так называемое окно (протоколы TCP). Передачу группы блоков включенных в окно проводят без ожидания получения сообщений от приемной стороны. При безошибочном приеме всего окна на передающую сторону передают сообщение («квитанцию»), после получения которой передающая сторона формирует и передает следующее «окно» блоков данных. При обнаружении ошибочной передачи какого-либо блока данных приемная сторона выдает сообщение, содержащее и номер «искаженного» блока. Этим существенно повышается темп передачи данных. Существует несколько вариантов реагирования на сообщение об искажении переданного блока данных. Например, на приемной стороне игнорируются все блоки данных окна, следующие за искаженным блоком, а передающая сторона после получения квитанции об искаженном блоке повторяет его передачу и вслед за ним передает следующие за ним блоки в количестве, обеспечивающем формирование нового окна. Однако для рассматриваемого применения требующего гарантированного времени доставки блоков данных приемной стороне при репортаже и экспресс-анализе и эти способы неприемлемы, так как время доставки данных не гарантируется и может быть недопустимо большим.The source of the disadvantages of this method when used in the specified application (when transmitting telemetry data of the parameters of complex technical complexes) is a large number of transmitted blocks and, accordingly, headers and a limitation on the time of their transmission. Under conditions of a significant probability of message distortions in one of the communication segments (in the indicated application via communication satellites in the geostationary orbit), a large number of headers transmitted with confirmation do not allow real-time transmission. In the option of transmitting both useful data and packet headers over the protocol without confirmation, it is impossible to obtain the necessary level of reliability of data transmission. Distortion (loss) of data blocks, distortion (loss) of headers leads to significant loss of useful information. To increase the intensity of data transfer, a method is used in which several dozen blocks are grouped into a so-called window (TCP protocols). A group of blocks included in a window is transmitted without waiting for messages from the receiving side. When the entire window is correctly received, a message (“receipt”) is transmitted to the transmitting side, after which the transmitting side generates and transmits the next “window” of data blocks. If an erroneous transmission of any data block is detected, the receiving side issues a message containing the number of the “distorted” block. This significantly increases the rate of data transfer. There are several options for responding to a distortion message in a transmitted data block. For example, on the receiving side, all data blocks of the window following the distorted block are ignored, and the transmitting side, after receiving a receipt about the distorted block, repeats its transmission and after it transmits the following blocks in the amount that ensures the formation of a new window. However, for the application under consideration, which requires guaranteed delivery time of data blocks to the receiving side during reporting and express analysis, these methods are also unacceptable, since the data delivery time is not guaranteed and may be unacceptably large.
Известен способ [5], принимаемый за прототип. В этом способе в период регистрации данных телеизмерений передается только часть данных в реальном времени с выполнением при этом требований по времени доставки и по достоверности передачи, а после периода регистрации - гарантированно доставляются все зарегистрированные данные по протоколу с подтверждением.The known method [5], taken as a prototype. In this method, only part of the data in real time is transmitted during the registration period of television measurements with the fulfillment of the requirements for delivery time and reliability of transmission, and after the registration period, all registered data is guaranteed to be delivered according to the protocol with confirmation.
Для решения задачи передачи данных в реальном времени по транспортному протоколу без подтверждения потребителю передаются только значимые для использования в этот период данные. Весь же объем зарегистрированных данных запоминают в месте приема телеизмерений.To solve the problem of real-time data transmission via the transport protocol without confirmation, only data significant for use during this period is transmitted to the consumer. The entire volume of recorded data is stored in the place of reception of television measurements.
Сокращением данных передаваемых в реальном времени создается временной резерв, который используется для повышения достоверности передач данных. Для решения задачи выполнения требований по достоверности передачи данных помимо использования помехоустойчивого кодирования блоков данных для каждого передаваемого блока данных формируются и передаются один или несколько резервных блоков.By reducing the data transmitted in real time, a temporary reserve is created, which is used to increase the reliability of data transfers. To solve the problem of fulfilling the requirements for data transmission reliability, in addition to the use of error-correcting coding of data blocks, one or more backup blocks are generated and transmitted for each transmitted data block.
Для решения задачи гарантированной доставки всех данных (после завершения периода регистрации данных и сопровождающей этот период передачи части данных в реальном времени) выполняют передачу данных по транспортному протоколу с подтверждением.To solve the problem of guaranteed delivery of all data (after the completion of the data recording period and the part of the data accompanying this transmission period in real time), data is transmitted via the transport protocol with confirmation.
Однако и этому способу присущи недостатки.However, this method also has disadvantages.
Во-первых, передача резервных блоков при передаче части измерительных данных в реальном времени приводит к тому, что критичный сегмент связи (в указанном применении - через спутники-ретрансляторы на геостационарной орбите) постоянно нагружается передачей данных с предельно допустимой для канала скоростью их пересылки. Вероятность искажения символов сообщений на предельной частоте зачастую в десятки и более раз больше вероятности искажения при меньшей частоте передач. Выигрыш в повышении достоверности за счет передачи резервных блоков может быть в значительной степени нивелирован ухудшением качества передачи из-за предельной загрузки канала связи.Firstly, the transfer of redundant blocks during the transmission of part of the measurement data in real time leads to the fact that the critical communication segment (in the indicated application, through relay satellites in the geostationary orbit) is constantly loaded with data transmission with the maximum speed for their transmission for the channel. The probability of distortion of message symbols at the limiting frequency is often tens or more times higher than the probability of distortion at a lower transmission frequency. The gain in increasing reliability due to the transfer of redundant units can be largely offset by a deterioration in the quality of the transmission due to the maximum load on the communication channel.
Во-вторых, накопление на стороне - источнике телеизмерений больших объемов этих данных - с последующей их передачей с использованием протоколов с подтверждением также приводит к длительной загрузке канала связи передачами данных на предельной скорости их пересылки и из-за высокого уровня искажений существенно возрастает время на повторные передачи блоков данных. На практике фактическое время передачи соответствующего объема данных в десять и более раз выше расчетного (определяемого из предположений, что передачу удается вести с темпом, близким к предельному для канала связи, но при этом уровень помех приводит к несущественному количеству повторов искаженных блоков данных).Secondly, the accumulation on the side - the source of television measurements of large volumes of this data - with their subsequent transmission using protocols with confirmation also leads to a long loading of the communication channel by data transmissions at the maximum speed of their transfer and due to the high level of distortion, the time for repeated transmission of data blocks. In practice, the actual transmission time of the corresponding data volume is ten or more times higher than the estimated one (determined from the assumptions that the transmission can be conducted at a rate close to the limit for the communication channel, but the interference level leads to an insignificant number of repetitions of distorted data blocks).
В-третьих, использование обратной связи в условиях применения спутников-ретрансляторов на геостационарной орбите повышает время от отправки данных передающей стороной до поступления квитанций с приемной стороны (более 0,5 секунд при передаче данных через один спутник и более 1 секунды при передаче данных через два спутника). Использование обычных рекомендаций к выбору размеров блоков данных и размеров окна блоков в протоколах с подтверждением приводит к тому, что после отправки окна блоков данных передающая сторона находится на достаточно большом отрезке времени в состоянии ожидания поступления квитанции от приемной стороны. В известных способах такие отрезки времени не используются для повышения эффективности передач данных.Thirdly, the use of feedback in the conditions of using satellite transponders in geostationary orbit increases the time from sending data to the receiving side to receipt from the receiving side (more than 0.5 seconds when transmitting data through one satellite and more than 1 second when transmitting data through two satellite). Using the usual recommendations for choosing the sizes of data blocks and the sizes of the window of blocks in the protocols with confirmation, the transmitting side is in a state of waiting for receipt from the receiving side after sending the window of data blocks. In known methods, such time periods are not used to increase the efficiency of data transfers.
В-четвертых, в ряде указанных выше применений при передаче данных измерений сложных технических комплексов устанавливают монопольный режим связи для передающей и приемной стороны. В канале связи отсутствуют передачи каких-либо иных потоков данных. В этом случае отрезок времени от момента окончания отправки передающей стороной окна данных и до момента поступления квитанции с приемной стороны о безошибочном приеме окна данных (при отсутствии искажений), а также отрезок времени от момента отправки передающей стороной блока данных и до момента поступления квитанции об искажении этого блока данных (при появлении искажений в канале связи) являются детерминированными (длительность этих отрезков времени не подвержена каким-либо существенным флуктуациям). Однако такие особенности в известных способах не используются для повышения достоверности передачи данных и для повышения эффективной пропускной способности канала связи.Fourth, in a number of the above applications, when transmitting measurement data of complex technical complexes, a monopoly mode of communication is established for the transmitting and receiving sides. There are no transmissions of any other data streams in the communication channel. In this case, the length of time from the moment the sending side sends the data window to the receipt of the receipt from the receiving side about the error-free reception of the data window (in the absence of distortion), as well as the length of time from the moment the sending side sent the data block to the receipt of the receipt of distortion of this data block (when distortions appear in the communication channel) are deterministic (the duration of these time periods is not subject to any significant fluctuations). However, such features in the known methods are not used to increase the reliability of data transmission and to increase the effective bandwidth of the communication channel.
В-пятых, дополнительным фактором увеличения совокупного времени на передачу зарегистрированных на передающей стороне данных является искажение или потеря квитанций о результатах передачи блоков данных. При этом передающая сторона остается «неинформированной» о передаче без искажений окна или об искажении данных в каком-либо блоке. Практика применения известных способов предусматривает:Fifthly, an additional factor in increasing the total time for transmitting the data registered on the transmitting side is the distortion or loss of receipts about the results of the transfer of data blocks. At the same time, the transmitting side remains “uninformed” about the transmission without window distortions or about data corruption in any block. The practice of using known methods involves:
установку определенного временного интервала, так называемого «тайм-аута», по истечении которого, например, окно блоков данных передается повторно;setting a specific time interval, the so-called "timeout", after which, for example, the data block window is retransmitted;
включение механизма подтверждения при передаче квитанций.the inclusion of a confirmation mechanism when transmitting receipts.
И в том и в другом случае неэффективно тратится дополнительное время.In either case, extra time is wasted inefficiently.
Практически используемые спутниковые каналы связи имеют предельную пропускную способность от 106 до 108 бит в секунду. За время ожиданий квитанций (например, 0,5 секунды) после передачи одного окна данных, когда в существующих способах с подтверждением приостанавливается передача данных, была бы возможна передача еще нескольких (до десятка при пропускной способности 106 бит/с) или нескольких сотен окон данных (при пропускной способности 108 бит/с).Practically used satellite communication channels have a maximum bandwidth of 10 6 to 10 8 bits per second. While waiting for receipts (for example, 0.5 seconds) after the transmission of one data window, when in the existing methods with confirmation the data transmission is stopped, it would be possible to transmit several more (up to a dozen with a throughput of 10 6 bps) or several hundred windows data (with a throughput of 10 8 bit / s).
Цель предлагаемого способа передачи информации по каналам связи и системы для его осуществления в период регистрации и передачи части данных в реальном времени - повышение достоверности передачи, а после периода регистрации - в уменьшении совокупного времени доставки всех зарегистрированных данных.The purpose of the proposed method for transmitting information through communication channels and the system for its implementation during the registration and transmission of part of the data in real time is to increase the reliability of the transmission, and after the registration period to reduce the cumulative delivery time of all recorded data.
Цель достигается реализацией заявляемых способа передачи информации по каналам связи и системы для его осуществления.The goal is achieved by the implementation of the inventive method of transmitting information through communication channels and systems for its implementation.
В ряде применений систем сбора и передачи информации в вычислительных сетях, например, при сборе и передаче значительных объемов данных телеизмерений по большому числу параметров сложных технических комплексов данный подход позволяет:In a number of applications of information collection and transmission systems in computer networks, for example, when collecting and transmitting significant amounts of television measurement data over a large number of parameters of complex technical complexes, this approach allows:
- существенно повысить достоверность данных, передаваемых в реальном времени для проведения репортажа о поведении сложных технических комплексов и экспресс-анализа значимых параметров;- significantly increase the reliability of data transmitted in real time for reporting on the behavior of complex technical systems and express analysis of significant parameters;
- сократить время гарантированной доставки всех зарегистрированных данных для полного анализа параметров сложных технических комплексов.- reduce the time of guaranteed delivery of all registered data for a complete analysis of the parameters of complex technical complexes.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем.The essence of the invention is as follows.
В процессе подготовки к передаче данных проводят тестирование канала связи и оценивают фактические его характеристики. Например, передаются в режиме без подтверждения блоки тестовых данных. При тестировании изменяют размер передаваемых блоков данных, а также изменяют скважность передачи (перед передачей символов блока данных в канал связи осуществляют задержку на заданный временной интервал). На приемной стороне подсчитывают количество искаженных блоков при различных параметрах тестовых данных (скважность передачи символов и размер блока). Полученные данные используют в качестве исходных для моделирования передач данных по каналу связи. Моделируют варианты передач данных в режиме реального времени и в режиме передач с подтверждением. По результатам моделирования определяют оптимальные для данного канала связи параметры передач данных, а именно задержку перед выдачей очередного символа в канал связи (скважность передач); размеры блока (при передаче по протоколам без и с подтверждением); число передаваемых резервных блоков; число передаваемых блоков в окне.In the process of preparing for data transfer, a communication channel is tested and its actual characteristics are evaluated. For example, blocks of test data are transmitted in an unacknowledged mode. During testing, the size of the transmitted data blocks is changed, as well as the duty cycle of the transmission (before transmitting the data block symbols to the communication channel, a delay is performed for a given time interval). On the receiving side, the number of distorted blocks is calculated for various parameters of the test data (duty cycle of the transmission of symbols and block size). The obtained data is used as the source for modeling data transmission over the communication channel. Simulate options for data transfers in real time and in transmission mode with confirmation. Based on the simulation results, the optimal data transmission parameters for a given communication channel are determined, namely, the delay before issuing the next character to the communication channel (transmission duty cycle); block sizes (when transmitting via protocols without and with confirmation); number of redundant blocks transmitted; the number of transmitted blocks in the window.
В процессе передачи данных в реальном времени (при передаче части данных, необходимых для репортажа о поведении сложного технического объекта) на передающей стороне осуществляется, как и в известном способе, передача текущих блоков измерительной информации, а также передача одного или нескольких резервных блоков, регламентированная временным ограничением реального времени. В отличие от известного способа в соответствии с данными моделирования устанавливают при необходимости временную задержку перед выдачей символов в канал связи и размер блока данных. При отдельных сочетаниях фактической вероятности искажения передаваемого символа в канале связи (зависящей от интенсивности передач) и размера блока достигается более высокая эффективная пропускная способность (объем переданных без искажений данных в единицу времени).In the process of transmitting data in real time (when transmitting part of the data necessary for reporting on the behavior of a complex technical object), the transmitting side carries out, as in the known method, the transmission of current blocks of measurement information, as well as the transmission of one or more backup blocks, regulated by a temporary real time limitation. In contrast to the known method, in accordance with the simulation data, if necessary, a time delay is set before issuing symbols to the communication channel and the size of the data block. With separate combinations of the actual probability of distortion of the transmitted symbol in the communication channel (depending on the transmission intensity) and block size, a higher effective throughput is achieved (the amount of data transmitted without distortion per unit time).
На принимающей стороне, как и в известном способе, осуществляется:On the receiving side, as in the known method, is carried out:
- прием блоков данных, регламентированный временными ограничениями реального времени;- reception of data blocks, regulated by real-time time limits;
- выбор блока, содержащего неискаженную информацию или при условии отсутствия такого блока восстановление наименее искаженного блока данных.- selection of a block containing undistorted information or, in the absence of such a block, restoration of the least distorted data block.
При передаче всего зарегистрированного объема данных, как и в известных способах, на передающей стороне формируют окно блоков данных и передают его в канал связи.When transmitting the entire recorded data volume, as in the known methods, a data block window is formed on the transmitting side and transmitted to the communication channel.
В отличие от известных способов новые окна данных формируют и передают в канал связи с незначительной задержкой (первая задержка), но без ожидания прихода квитанции от приемной стороны. Все переданные в канал связи окна блоков данных запоминают, причем для каждого блока запоминают также сумму момента времени передачи в канал связи и детерминированного отрезка времени, необходимого на доставку квитанции от приемной стороны (эта сумма - первый момент времени - определяет возможный момент времени поступления квитанции об искажении переданного блока данных). Указанная выше первая задержка необходима для разделения возможных моментов прихода квитанций об искажении последнего блока в окне, квитанции о передаче окна данных без искажений и квитанции об искажении первого блока следующего окна. Для реализации обязательности такого разделения на приемной стороне выдачу квитанции о передаче окна без искажений задерживают на некоторое время - вторая задержка (например, примерно на половину первой задержки).In contrast to the known methods, new data windows are formed and transmitted to the communication channel with a slight delay (first delay), but without waiting for the receipt from the receiving side. All windows of data blocks transferred to the communication channel are memorized, and for each block, the sum of the time moment of transmission to the communication channel and the deterministic time interval required for delivery of the receipt from the receiving side is also memorized (this sum - the first time moment - determines the possible time of receipt of the receipt about distortion of the transmitted data block). The above-mentioned first delay is necessary to separate the possible moments of arrival of receipts about the distortion of the last block in the window, receipts about the transfer of the data window without distortion and receipts about the distortion of the first block of the next window. To implement the mandatory nature of such separation on the receiving side, the receipt of a receipt for window transmission without distortion is delayed for a while - the second delay (for example, about half the first delay).
Кроме того, также в отличие от известных способов размер блоков данных, число блоков данных в окне устанавливают по результатам моделирования. Помимо этого по результатам моделирования устанавливают при необходимости временную задержку перед выдачей очередного символа в канал связи (устанавливают скважность передач данных). При отдельных сочетаниях фактической вероятности искажения передаваемого символа в канале связи (зависящей от интенсивности передач), размера блока и числа блоков в окне достигается более высокая эффективная пропускная способность (объем переданных без искажений данных в единицу времени).In addition, also in contrast to the known methods, the size of the data blocks, the number of data blocks in the window is set according to the simulation results. In addition, the simulation results establish, if necessary, a time delay before issuing the next character in the communication channel (set the duty cycle of data transmission). With separate combinations of the actual probability of distortion of the transmitted symbol in the communication channel (depending on the transmission intensity), block size and the number of blocks in the window, a higher effective throughput is achieved (the amount of data transmitted without distortion per unit time).
Как и в известных способах при приеме квитанции, подтверждающей правильную передачу окна данных, из запоминающего устройства хранящего переданные в канал связи блоки данных соответствующую часть массива удаляют. При приеме квитанции с номером искаженного блока данных повторяют передачу указанного блока и следующих за ним блоков в окне данных.As in the known methods, upon receipt of a receipt confirming the correct transmission of the data window, the corresponding part of the array is deleted from the storage device storing the data blocks transmitted to the communication channel. Upon receipt of the receipt with the number of the distorted data block, the transmission of the indicated block and the blocks following it in the data window is repeated.
В отличие от известных способов при получении квитанции от приемной стороны и при обнаружении искажений в данных квитанции на передающей стороне регистрируется момент прихода искаженной квитанции (по процедурам, реализованным в известных способах, при обнаружении искажений квитанций факт их поступления использовать нельзя, так как возможно, например, искажение номера блока искаженного при передаче). Из массива блоков, переданных в канал связи, находят запись, у которой совпадает (в пределах возможной точности) с моментом прихода искаженной квитанции указанный выше первый момент времени (была передана квитанция об искажении данного блока данных) или (для последнего блока в окне данных) совпадает с моментом прихода искаженной квитанции сумма первого момента времени и второй задержки (была передана квитанция о правильной передаче окна данных). В условиях монополизации канала связи между передающей и приемной стороной и связанной с этим детерминированности времени передач сообщений, это позволяет, несмотря на искажение квитанций, правильно идентифицировать содержимое квитанции (квитанция об искаженной передаче конкретного блока данных или квитанция о правильной передаче окна блоков).In contrast to the known methods, upon receipt of a receipt from the receiving side and upon detection of distortions in the receipt data, the moment of arrival of the distorted receipt is recorded on the transmitting side (according to the procedures implemented in the known methods, when receipt distortions are detected, the fact of their receipt cannot be used, since it is possible, for example , distortion of the block number distorted during transmission). From the array of blocks transferred to the communication channel, they find a record that coincides (within the limits of possible accuracy) with the moment of arrival of the distorted receipt the first time indicated above (the receipt of distortion of the given data block was transmitted) or (for the last block in the data window) the sum of the first moment of time and the second delay coincides with the moment of arrival of the distorted receipt (the receipt of the correct transmission of the data window was transmitted). In conditions of monopolization of the communication channel between the transmitting and receiving sides and the associated determinism of the transmission time of messages, this allows, despite the distortion of receipts, to correctly identify the contents of the receipt (receipt of distorted transmission of a particular data block or receipt of the correct transmission of the window of blocks).
Предложенный способ и система для его осуществления поясняется фиг.1. Компоненты и связи, отличающие предложенную систему от известной, выделены на фиг.1 более толстыми линиями.The proposed method and system for its implementation is illustrated in figure 1. The components and communications that distinguish the proposed system from the known one are highlighted in FIG. 1 by thicker lines.
На передающей стороне реализуются, как и в известной системе, следующие компоненты:The following components are implemented on the transmitting side, as in the known system:
1 - источник данных;1 - data source;
2 - первое запоминающее устройство;2 - the first storage device;
3 - первый мультиплексор;3 - the first multiplexer;
4 - первое кодирующее устройство;4 - the first encoding device;
5 - первое устройство управления;5 - the first control device;
6 - первый передатчик;6 - the first transmitter;
7 - первый приемник;7 - the first receiver;
8 - первое устройство декодирования;8 - the first decoding device;
9 - первое устройство коррекции.9 - the first correction device.
В отличие от известной в состав системы на передающей стороне включены также:In contrast to the system known on the transmitting side, the following are also included:
10 - устройство формирования блоков данных тестирования канала связи;10 - a device for generating data blocks for testing a communication channel;
11 - устройство моделирования передач данных по каналу связи;11 is a device for simulating data transmission over a communication channel;
Компоненты передающей стороны, как и в известной системе, соединены следующим образом:The components of the transmitting side, as in the known system, are connected as follows:
выходы 12 источника данных 1 соединены с входами первого запоминающего устройства 2, с первыми входами первого мультиплексора 3 и первыми информационными входами первого устройства управления 5;the outputs 12 of the data source 1 are connected to the inputs of the first storage device 2, with the first inputs of the first multiplexer 3 and the first information inputs of the first control device 5;
выходы 13 первого запоминающего устройства 2 соединены со вторыми входами первого мультиплексора 3;the outputs 13 of the first storage device 2 are connected to the second inputs of the first multiplexer 3;
информационные выходы 15 первого устройства управления 5 соединены с третьими входами первого мультиплексора 3;information outputs 15 of the first control device 5 are connected to the third inputs of the first multiplexer 3;
первые управляющие выходы 16 первого устройства управления 5 соединены с входами управления первого мультиплексора 3;the first control outputs 16 of the first control device 5 are connected to the control inputs of the first multiplexer 3;
вторые управляющие выходы 17 первого устройства управления 5 соединены с входами управления первого кодирующего устройства 4;the second control outputs 17 of the first control device 5 are connected to the control inputs of the first encoding device 4;
третьи управляющие выходы 18 первого устройства управления 5 соединены с управляющими входами первого запоминающего устройства 2;the third control outputs 18 of the first control device 5 are connected to the control inputs of the first storage device 2;
выходы 19 первого кодирующего устройства 4 соединены со входами первого передатчика 6;the outputs 19 of the first encoder 4 are connected to the inputs of the first transmitter 6;
выходы 20 первого передатчика 6 являются входами прямого канала связи «передатчик-приемник»;the outputs 20 of the first transmitter 6 are inputs of a direct communication channel "transmitter-receiver";
выходы первого мультиплексора 3 являются входами первого кодирующего устройства 4.the outputs of the first multiplexer 3 are the inputs of the first encoder 4.
выходы канала обратной связи «передатчик-приемник» являются входами 21 первого приемника 7;the outputs of the feedback channel "transmitter-receiver" are the inputs 21 of the first receiver 7;
выходы 22 первого приемника 7 соединены со входами первого устройства декодирования 8;the outputs 22 of the first receiver 7 are connected to the inputs of the first decoding device 8;
информационные выходы первого устройства декодирования 8 являются входами первого устройства коррекции 9;the information outputs of the first decoding device 8 are inputs of the first correction device 9;
выходы 23 первого устройства коррекции 9 соединены со вторыми информационными входами первого устройства управления 5;the outputs 23 of the first correction device 9 are connected to the second information inputs of the first control device 5;
управляющие выходы 24 первого устройства декодирования 8 соединены с управляющими входами первого устройства управления 5.the control outputs 24 of the first decoding device 8 are connected to the control inputs of the first control device 5.
В отличие от известной системы передающая сторона имеет первые дополнительные входы-выходы 25, соединенные с входами-выходами устройства формирования блоков данных тестирования канала связи 10.In contrast to the known system, the transmitting side has first additional inputs / outputs 25 connected to the inputs / outputs of the device for generating the data blocks for testing the communication channel 10.
Кроме этого в предлагаемой системе:In addition, in the proposed system:
дополнительные входы-выходы 14 первого запоминающего устройства соединены с входами-входами первого устройства управления 5;additional inputs and outputs 14 of the first storage device are connected to the inputs and inputs of the first control device 5;
информационные выходы 26 устройства формирования блоков данных тестирования канала связи 10 соединены с четвертыми входами первого мультиплексора 3;information outputs 26 of the device for generating test data blocks of the communication channel 10 are connected to the fourth inputs of the first multiplexer 3;
первые управляющие выходы 27 устройства формирования блоков данных тестирования канала связи 10 соединены с первыми дополнительными входами управления первого устройства управления 5;the first control outputs 27 of the device for generating the test data blocks of the communication channel 10 are connected to the first additional control inputs of the first control device 5;
вторые управляющие выходы 28 устройства формирования блоков данных тестирования канала связи 10 соединены со вторыми дополнительными входами управления первого устройства управления 5;the second control outputs 28 of the device for generating the test data blocks of the communication channel 10 are connected to the second additional control inputs of the first control device 5;
вторые дополнительные входы-выходы 29 передающей стороны соединены с входами-выходами устройства моделирования передач данных по каналу связи 11;the second additional inputs / outputs 29 of the transmitting side are connected to the inputs / outputs of the device for simulating data transmission over communication channel 11;
информационные входы 30 устройства моделирования передач данных по каналу связи 11 соединены с выходами 23 первого устройства коррекции 9;information inputs 30 of the device for simulating data transmission over the communication channel 11 are connected to the outputs 23 of the first correction device 9;
первые управляющие выходы 31 устройства моделирования передач данных по каналу связи 11 соединены с третьими дополнительными входами управления первого устройства управления 5;the first control outputs 31 of the device for simulating data transmissions over the communication channel 11 are connected to the third additional control inputs of the first control device 5;
вторые управляющие выходы 32 устройства моделирования передач данных по каналу связи 11 соединены с четвертыми дополнительными входами управления первого устройства управления 5.the second control outputs 32 of the device for simulating data transmission over the communication channel 11 are connected to the fourth additional control inputs of the first control device 5.
На приемной стороне, как и в известной системе, реализуются следующие компоненты:On the receiving side, as in the known system, the following components are implemented:
33 - второй приемник;33 - the second receiver;
34 - второе запоминающее устройство;34 is a second storage device;
35 - второе устройство декодирования;35 is a second decoding device;
36 - второе устройство коррекции;36 is a second correction device;
37 - второй мультиплексор;37 - the second multiplexer;
38 - устройство передачи данных пользователю;38 - device for transmitting data to the user;
39 - второе устройство управления;39 is a second control device;
40 - второе кодирующее устройство;40 - second encoding device;
41 - второй передатчик.41 - second transmitter.
В отличие от известной системы приемная сторона дополнительно содержит устройство анализа помех связи 42.In contrast to the known system, the receiving side further comprises a communication interference analysis device 42.
Компоненты приемной стороны, как и в известной системе, соединены следующим образом:The components of the receiving side, as in the known system, are connected as follows:
выходы прямого канала связи «передатчик-приемник» являются входами 43 второго приемника 33;the outputs of the direct communication channel "transmitter-receiver" are the inputs 43 of the second receiver 33;
выходы 44 второго приемника 33 соединены со входами второго запоминающего устройства 34;the outputs 44 of the second receiver 33 are connected to the inputs of the second storage device 34;
первые выходы 45 второго запоминающего устройства 34 соединены со входами второго устройства декодирования 35;the first outputs 45 of the second storage device 34 are connected to the inputs of the second decoding device 35;
информационные выходы второго устройства декодирования 35 являются входами второго устройства коррекции 36;the information outputs of the second decoding device 35 are inputs of the second correction device 36;
вторые выходы 46 второго запоминающего устройства 34 соединены с первыми входами второго мультиплексора 37;the second outputs 46 of the second storage device 34 are connected to the first inputs of the second multiplexer 37;
управляющие выходы 47 второго устройства декодирования 35 соединены с входами второго устройства управления 39;the control outputs 47 of the second decoding device 35 are connected to the inputs of the second control device 39;
выходы 48 второго устройства коррекции 36 соединены со вторыми входами второго мультиплексора 37;the outputs 48 of the second correction device 36 are connected to the second inputs of the second multiplexer 37;
выходы 49 устройства передачи данных пользователю 38 предназначены для выдачи данных пользователю;the outputs 49 of the data transmission device to the user 38 are designed to issue data to the user;
первые управляющие выходы 50 второго устройства управления 39 соединены с управляющими входами второго мультиплексора 37;the first control outputs 50 of the second control device 39 are connected to the control inputs of the second multiplexer 37;
вторые управляющие выходы 51 второго устройства управления 39 соединены с управляющими входами второго запоминающего устройства 34;the second control outputs 51 of the second control device 39 are connected to the control inputs of the second storage device 34;
информационные выходы 52 второго устройства управления 39 соединены со входами второго кодирующего устройства 40;information outputs 52 of the second control device 39 are connected to the inputs of the second encoding device 40;
выходы 53 второго кодирующего устройства 40 соединены со входами второго передатчика 41;the outputs 53 of the second encoder 40 are connected to the inputs of the second transmitter 41;
выходы 54 второго передатчика 41 являются входами канала обратной связи «передатчик-приемник».the outputs 54 of the second transmitter 41 are inputs of the feedback channel "transmitter-receiver".
В отличие от известной системы:Unlike the known system:
выходы 56 устройства анализа помех связи 42 соединены с дополнительными входами второго кодирующего устройства 40;the outputs 56 of the communication interference analysis device 42 are connected to additional inputs of the second encoding device 40;
первые входы устройства анализа помех связи 42 соединены с управляющими выходами 47 второго устройства декодирования 35;the first inputs of the communication interference analysis device 42 are connected to the control outputs 47 of the second decoding device 35;
третьи управляющие выходы 55 второго устройства управления 39 соединены с вторыми входами устройства анализа помех связи 42.the third control outputs 55 of the second control device 39 are connected to the second inputs of the communication interference analysis device 42.
Источник 1 может быть реализован применением известных приемно-регистрирующих телеметрических станций. Первый и второй передатчики 6 и 41, первый и второй приемники 7 и 33 могут быть реализованы применением известных станций спутниковой связи. Остальные компоненты предлагаемой системы могут быть реализованы с помощью ЭВМ на передающей и приемной сторонах. На практике, для обеспечения высокой пропускной способности, часть функций первого устройства управления 5 (прежде всего функция выделения из потока от источника 1 данных по заданным телеметрируемым параметрам), как правило, реализуют с помощью отдельного устройства.Source 1 can be implemented using well-known receiving and recording telemetry stations. The first and second transmitters 6 and 41, the first and second receivers 7 and 33 can be implemented using known satellite communication stations. The remaining components of the proposed system can be implemented using computers on the transmitting and receiving sides. In practice, in order to ensure high throughput, part of the functions of the first control device 5 (first of all, the function of extracting data from the stream 1 from the data source according to the given telemetry parameters), as a rule, is implemented using a separate device.
Перед применением системы по ее прямому назначению в отличие от известных способа и системы проводят тестовую передачу по каналу связи блоков данных. Для этого пользователь по входам-выходам 25 задает совокупность варьируемых параметров - размер передаваемых блоков данных, скважность передачи в канал связи символов данных, количество резервных блоков данных. С помощью устройства формирования блоков данных тестирования канала связи 10 на информационных выходах 26 формируют серии блоков данных в соответствии с комбинациями заданных варьируемых параметров, а на первых и вторых управляющих выходах 27 и 28 формируются данные для первых и вторых дополнительных управляющих входов первого устройства управления 5 для идентификации скважности передач символов и количества передаваемых резервных блоков.Before using the system for its intended purpose, in contrast to the known method and system, a test transmission of data blocks via a communication channel is carried out. To do this, the user input-output 25 sets the set of variable parameters - the size of the transmitted data blocks, the duty cycle of transmitting data symbols to the communication channel, the number of backup data blocks. Using the device for generating data blocks for testing the communication channel 10, information series 26 form series of data blocks in accordance with combinations of specified variable parameters, and data for the first and second additional control inputs of the first control device 5 are generated at the first and second control outputs 27 and 28 identifying the duty cycle of symbol transmissions and the number of redundant blocks transmitted.
На приемной стороне во время тестовых передач для каждой серии передаваемых блоков данных с помощью устройства анализа помех 42 (в соответствии с данными с третьих управляющих выходов 55 второго устройства управления 39) проводят подсчет блоков, переданных без и с искажением (подсчитывается число сигналов с управляющих выходов 47). По завершению тестирования полученные оценки для каждой комбинации варьируемых параметров передач выдают с выходов 56 устройства анализа помех 42 через дополнительный вход второго кодирующего устройства 40, второй передатчик 41, по каналу обратной связи на передающую сторону.On the receiving side, during test transmissions, for each series of transmitted data blocks using the interference analysis device 42 (in accordance with the data from the third control outputs 55 of the second control device 39), the blocks transmitted without and with distortion are counted (the number of signals from the control outputs is counted 47). Upon completion of testing, the obtained estimates for each combination of variable transmission parameters are output from the outputs 56 of the interference analysis device 42 through an additional input of the second encoder 40, the second transmitter 41, through the feedback channel to the transmitting side.
На передающей стороне полученные оценки числа переданных блоков без и с искажением для каждой комбинации варьируемых параметров передают на информационные входы 30 устройства моделирования передач данных по каналу связи 11. С помощью устройства моделирования 11 пользователь по интерфейсу (входы-выходы 29) определяет оптимальные параметры передач в реальном времени (режим «репортаж», при использовании передач без подтверждения) и в отложенном режиме передач всех зарегистрированных измерительных данных, устанавливает эти параметры передач для передающей стороны (первому устройству управления 5 с выходов 31 и 32 устройства моделирования), а также по каналу прямой связи для приемной стороны (для второго устройства управления).On the transmitting side, the obtained estimates of the number of transmitted blocks without and with distortion for each combination of variable parameters are transmitted to the information inputs 30 of the data transmission simulation device over the communication channel 11. Using the simulation device 11, the user determines the optimal transmission parameters in the interface (inputs-outputs 29) real-time (“reporting” mode, when using transmissions without confirmation) and in the deferred transmission mode of all recorded measurement data, sets these transmission parameters h for the transmitting side (the first control device 5 from the outputs 31 and 32 of the simulation device), as well as through a direct communication channel for the receiving side (for the second control device).
В процессе репортажа о поведении сложного технического комплекса и экспресс-анализа данных телеизмерений наиболее значимых параметров из потока данных с выхода 12 источника данных 1 первое устройство управления 5 выбирает отрезки времени, в течение которых передаются данные телеизмерений по заданным параметрам сложного технического комплекса, и выдает соответствующие сигналы на передачу выбранных данных через первые входы мультиплексора 3 на входы первого кодирующего устройства 4, код с выхода которого, передается в качестве основного блока данных через первый передатчик 6 в прямой канал связи «передатчик-приемник». Данные в процессе репортажа и экспресс-анализа передаются по протоколу без подтверждения (например, по протоколу UDP).In the process of reporting on the behavior of a complex technical complex and express analysis of telemetry data of the most significant parameters from the data stream from output 12 of the data source 1, the first control device 5 selects the lengths of time during which the telemetry data is transmitted according to the given parameters of the complex technical complex, and outputs the corresponding signals for transmitting selected data through the first inputs of the multiplexer 3 to the inputs of the first encoding device 4, the code from the output of which is transmitted as the main block of data through the first transmitter 6 in a direct communication channel "transmitter-receiver". Data in the process of reporting and express analysis is transmitted over the protocol without confirmation (for example, via UDP).
Все данные телеизмерений заносят также в первое запоминающее устройство 2.All telemetry data is also recorded in the first storage device 2.
В зависимости от пропускной способности канала связи и объема данных, передаваемых в период репортажа и экспресс-анализа, формируют и передают для основных блоков один или несколько резервных блоков данных. Кратность передач резервных блоков данных регламентируется временными ограничениями реального времени (все передачи резервных блоков данных должны быть завершены до момента времени начала передачи следующего основного блока данных). Для передачи резервных блоков, вслед за передачей основного блока, из первого запоминающего устройства 2, в соответствии с сигналами на третьих управляющих выходах 18 первого устройства управления 5, зарегистрированные данные, соответствующие основному блоку, выдаются на входы первого кодирующего устройства 4 через вторые входы мультиплексора 3.Depending on the bandwidth of the communication channel and the amount of data transmitted during the reporting period and express analysis, one or more backup data blocks are generated and transmitted for the main blocks. The multiplicity of transfers of backup data blocks is regulated by real-time time limits (all transfers of backup data blocks must be completed before the start of transmission of the next main data block). To transfer redundant blocks, following the transfer of the main unit, from the first storage device 2, in accordance with the signals at the third control outputs 18 of the first control device 5, the registered data corresponding to the main unit is output to the inputs of the first encoding device 4 through the second inputs of the multiplexer 3 .
В отличие от известного способа по первому аспекту предлагаемого способа передачу символов данных основных и резервных блоков проводят с некоторой задержкой (со скважностью определенной по результатам моделирования). По второму аспекту предлагаемого способа размер передаваемых блоков устанавливают по результатам тестовых передач по каналу связи и по данным моделирования передач.In contrast to the known method according to the first aspect of the proposed method, the transmission of data symbols of the main and backup units is carried out with some delay (with a duty cycle determined by the simulation results). According to the second aspect of the proposed method, the size of the transmitted blocks is set according to the results of test transmissions on the communication channel and according to transmission simulation data.
На приемной стороне основной блок данных и резервные с выходов 44 второго приемника 33 запоминаются во втором запоминающем устройстве 34. С первых выходов 45 второго запоминающего устройства 34 основной и резервные блоки данных последовательно поступают на входы второго устройства декодирования 35. При отсутствии искажений, что определяется по сигналам с управляющих выходов 47 второго устройства декодирования 35, второе устройство управления 39 выдает соответствующие сигналы на первые 50 и вторые 51 свои выходы управления. В соответствии с ними неискаженные блоки данных (основной или один из резервных) со вторых выходов 46 второго запоминающего устройства 34 через первые входы второго мультиплексора 37 и через устройство передачи 38 выдаются потребителю.On the receiving side, the main data block and the backup from the outputs 44 of the second receiver 33 are stored in the second storage device 34. From the first outputs 45 of the second storage device 34, the main and backup data blocks are sequentially fed to the inputs of the second decoding device 35. In the absence of distortion, which is determined by the signals from the control outputs 47 of the second decoding device 35, the second control device 39 provides the corresponding signals to the first 50 and second 51 of its control outputs. In accordance with them, undistorted data blocks (main or one of the backup) from the second outputs 46 of the second memory 34 through the first inputs of the second multiplexer 37 and through the transmission device 38 are issued to the consumer.
При наличии таких искажений в основном или одном из резервных блоков, которые могут быть исправлены при использовании соответствующего корректирующего кода (что определяется соответствующими сигналами на управляющих выходах 47 второго устройства декодирования 35), второе устройство управления 39 управляет передачей одного из блоков (основного или резервного) по другому тракту. Тракт передачи блока данных с коррекцией искажений: первые выходы 45 второго запоминающего устройства 34 - второе устройство декодирования 35 - второе устройство коррекции 36 - вторые входы второго мультиплексора 37 - устройство передачи 38.In the presence of such distortions in the main or one of the backup blocks that can be corrected using the appropriate correction code (which is determined by the corresponding signals at the control outputs 47 of the second decoding device 35), the second control device 39 controls the transmission of one of the blocks (main or backup) on a different path. The transmission path of the data block with distortion correction: the first outputs 45 of the second storage device 34 - the second decoding device 35 - the second correction device 36 - the second inputs of the second multiplexer 37 - transmission device 38.
При высоком уровне искажений, которые не могут быть скорректированы, блок данных потребителю не выдается.With a high level of distortion that cannot be corrected, the data block is not issued to the consumer.
Непосредственно после завершения периода регистрации измерений телеметрируемых параметров (регистрация осуществляется в первом запоминающем устройстве 2, в качестве которого может быть использованы, например, жесткие диски ЭВМ) или с некоторой задержкой выполняется передача всех данных из первого запоминающего устройств 2 по протоколу с подтверждением (например, по стеку протоколов TCP/IP). При этом передача резервных блоков не используется. Несколько блоков передаваемых данных группируется в окно. В отличие от известного способа по третьему аспекту предлагаемого способа передачу символов данных проводят с некоторой задержкой (со скважностью определенной по результатам моделирования). По четвертому и пятому аспектам предлагаемого способа размер блока данных и количество блоков данных устанавливают по результатам тестовых передач по каналу связи и по данным моделирования передач. По шестому аспекту предлагаемого способа следующее окно данных передают в канал связи не после получения квитанции о правильной передаче данных по каналу связи, а непосредственно после окончания передачи предыдущего окна блоков, с некоторой незначительной задержкой во времени (упомянутая выше первая задержка). По седьмому аспекту предлагаемого способа при выдаче в канал связи каждого блока данных первое устройство управления 5 регистрирует время выдачи блока данных в канал связи и с помощью своих входов-выходов, связанных с входами выходами 14 первого запоминающего устройства 2, записывает в это устройство сумму этого времени и детерминированного времени от подачи блока данных до момента возможного прихода квитанции (если этот блок будет искажен в канале связи). По восьмому аспекту предлагаемого способа для последнего блока к указанной сумме добавляют упомянутую выше вторую задержку.Immediately after the end of the recording period of measurements of telemetry parameters (registration is carried out in the first storage device 2, for which, for example, computer hard disks can be used) or with some delay, all data from the first storage device 2 is transmitted using a confirmation protocol (for example, over the TCP / IP protocol stack). In this case, the transfer of backup units is not used. Several blocks of transmitted data are grouped into a window. In contrast to the known method according to the third aspect of the proposed method, the transmission of data symbols is carried out with some delay (with a duty cycle determined by the simulation results). According to the fourth and fifth aspects of the proposed method, the data block size and the number of data blocks are set according to the results of test transmissions over the communication channel and according to the data of transmission simulations. According to the sixth aspect of the proposed method, the next data window is transmitted to the communication channel not after receiving a receipt of the correct data transmission through the communication channel, but immediately after the transmission of the previous block window is completed, with some slight delay in time (the first delay mentioned above). According to the seventh aspect of the proposed method, when each data block is transmitted to the communication channel, the first control device 5 registers the time for issuing the data block to the communication channel and, using its inputs and outputs, connected to the outputs 14 of the first memory device 2, writes the sum of this time to this device and deterministic time from the submission of a data block until the moment of a possible receipt (if this block is distorted in the communication channel). According to the eighth aspect of the proposed method for the last block, the above-mentioned second delay is added to the specified amount.
Тракты передачи следующие:The transmission paths are as follows:
при передаче блоков данных по прямому каналу связи - выходы 13 первого запоминающего устройства 2 - вторые входы первого мультиплексора 3 - первое кодирующее устройства 4 - первый передатчик 6 - прямой канал связи - второй приемник 33 - первые 45 и вторые 46 выходы второго запоминающего устройства 34; дальнейшее прохождение данных зависит от того характера искажений переданных данных;when transmitting data blocks on a direct communication channel, outputs 13 of the first memory device 2 — second inputs of the first multiplexer 3 — first encoder 4 — first transmitter 6 — direct communication channel — second receiver 33 — first 45 and second 46 outputs of the second memory device 34; the further passage of the data depends on the nature of the distortion of the transmitted data;
при определении наличия искажений - первые 45 выходы второго запоминающего устройства 34 - второе устройство декодирования 35 - управляющие выходы 47 второго устройства декодирования 35;when determining the presence of distortion - the first 45 outputs of the second storage device 34 - the second decoding device 35 - the control outputs 47 of the second decoding device 35;
при отсутствии искажений (под действием сигналов с первых 50 и вторых 51 управляющих выходов второго устройства управления 39) - вторые 46 выходы второго запоминающего устройства 34 - первые входы второго мультиплексора 37 - устройство передачи данных пользователю 38;in the absence of distortion (under the influence of signals from the first 50 and second 51 control outputs of the second control device 39) - the second 46 outputs of the second storage device 34 - the first inputs of the second multiplexer 37 - data transfer device to the user 38;
при наличии искажений, исправление которых возможно (под действием сигналов с первых 50 и вторых 51 управляющих выходов второго устройства управления 39) - первые 45 выходы второго запоминающего устройства 34 - второе устройство декодирования 35 - второе устройство коррекции 36 - вторые входы второго мультиплексора 37 - устройство передачи данных пользователю 38;in the presence of distortions, the correction of which is possible (under the influence of signals from the first 50 and second 51 control outputs of the second control device 39) - the first 45 outputs of the second storage device 34 - the second decoding device 35 - the second correction device 36 - the second inputs of the second multiplexer 37 - device transmitting data to user 38;
по завершению передачи всех блоков окна без искажений (определяется соответствующими сигналами с управляющего выхода 47 второе устройство декодирования 35) передается сообщение по обратному каналу связи об успешной передаче окна блоков;upon completion of the transmission of all window blocks without distortion (determined by the corresponding signals from the control output 47 of the second decoding device 35), a message is sent via the reverse communication channel about the successful transmission of the window of blocks;
в отличие от известного способа по девятому аспекту предлагаемого способа выдачу сообщения (квитанции) на незначительное время задерживают (упомянутая выше по тексту вторая задержка);in contrast to the known method according to the ninth aspect of the proposed method, the issuance of a message (receipt) is delayed for a short time (the second delay mentioned above);
при наличии искажений, исправление которых невозможно (определяется соответствующими сигналами с управляющего выхода 47 второе устройства декодирования 35), передается сообщение по обратному каналу связи о необходимости повтора передач начиная с искаженного блока данных - управляющие выходы 47 второго устройства декодирования 35 (сигналы о невозможности коррекции) - второе устройство управления 39 - информационные выходы 52 второго устройства управления 39 (сформированное сообщение) - второе кодирующее устройство 40 (кодирование сообщения) - второй передатчик 41 - канал обратной связи - первый приемник 7 (сообщение о необходимости повтора передачи данных, начиная с искаженного блока данных, номер которого также указывается в сообщении).in the presence of distortions, the correction of which is impossible (determined by the corresponding signals from the control output 47 of the second decoding device 35), a message is transmitted via the reverse communication channel about the need to repeat the transmission starting from the distorted data block - control outputs 47 of the second decoding device 35 (signals about the impossibility of correction) - the second control device 39 - information outputs 52 of the second control device 39 (message generated) - the second encoding device 40 (message encoding) - the second transmitter 41 — the feedback channel — the first receiver 7 (a message about the need to retry data transmission, starting with a distorted data block, the number of which is also indicated in the message).
В известных способах передач при возможных искажениях передач на передающую сторону сообщений (квитанций) либо возможна потеря отдельных блоков данных, либо (при передачах и квитанций с подтверждением или установкой так называемых тайм-аутов) существенно и непроизводительно расходуется время, в течение которого фактически данные не передаются.In the known transmission methods, in case of possible distortions of the transmissions to the transmitting side of messages (receipts), either the loss of individual data blocks is possible, or (during transmissions and receipts with confirmation or setting of so-called time-outs), time is essentially and unproductively spent during which data is not actually transmitted.
По десятому аспекту предлагаемого способа при обнаружении искажений передач квитанций (по обратному каналу связи), по сигналу с управляющего выхода 24 первого устройства декодирования, первое устройство управления 5 регистрирует время прихода искаженной квитанции, запрашивает через свои входы-выходы и входы-выходы 14 первого запоминающего устройства 2 упомянутые выше суммы времен, занесенные при выдаче блоков данных, находит блок данных, у которого такая сумма совпадает с приходом искаженной квитанции, тем самым, идентифицируя блок по которому пришла квитанция об искажении передачи. По одиннадцатому аспекту предлагаемого способа, если совпадающая со временем прихода искаженной квитанции совпадает занесенная в первое запоминающее устройство 2 сумма для последнего блока окна, то искаженная квитанция является сообщением о правильной передаче всех блоков окна. Если время прихода искаженной квитанции меньше на вторую задержку, чем сумма, занесенная для последнего блока окна, то искаженная квитанция является сообщением об искажении передачи последнего в окне блока данных.According to the tenth aspect of the proposed method, when detecting distortions in the transmission of receipts (via the reverse communication channel), by the signal from the control output 24 of the first decoding device, the first control device 5 registers the arrival time of the distorted receipt, requests through its inputs and outputs and inputs and outputs 14 of the first memory devices 2, the above sums of times recorded during the issuance of data blocks, finds a data block for which such a sum coincides with the arrival of a distorted receipt, thereby identifying the block by oromu come receipt on the distortion of the transmission. According to the eleventh aspect of the proposed method, if the amount coinciding with the arrival time of the distorted receipt coincides with the amount entered in the first storage device 2 for the last window block, then the distorted receipt is a message about the correct transfer of all window blocks. If the arrival time of the distorted receipt is less by the second delay than the amount entered for the last block of the window, then the distorted receipt is a message about the distortion of the transmission of the latter in the window of the data block.
Процесс подготовки к испытаниям, эксплуатации сложного технического комплекса проводится заранее. В этот период нет жестких временных ограничений на выполнение подготовительных работ.The process of preparation for testing, operation of a complex technical complex is carried out in advance. During this period, there are no strict time limits on the implementation of preparatory work.
В процессе подготовки системы к работе из центра контроля, обработки и анализа телеизмерений параметров сложных технических комплексов (приемная сторона) с помощью второго устройства управления 39 формируют данные (исходные данные) о параметрах, необходимых для выделения из потока телеизмерений в период репортажа и экспресс-анализа. В период подготовки исходные данные передаются на передающую сторону по протоколу с подтверждением, чем обеспечивается гарантированная доставка исходных данных (например, по стеку протоколов TCP/IP). Исходные данные разбивают на блоки, кодируют с помощью второго кодирующего устройства 40 и передают через второй передатчик 41 и канал связи на первый приемник 7. Поступившие блоки данных декодируют в первом устройстве декодирования 8 и с его информационных выходов поступают на входы первого устройства коррекции 9. Если блок передан без ошибок или скорректирован в первом устройстве коррекции 9, данные с выходов 23 первого устройства коррекции 9 поступают на вторые информационные входы первого устройства управления 5. При невозможности коррекции (количество искажений блока данных превышает корректирующие возможности, кода) по данным с управляющих выходов 24 первого устройства декодирования 8, передаваемым на управляющие входы первого устройства управления 5, формируется сообщение о необходимости повторной передачи блока данных. Сообщение по информационным выходам 15 первого устройства управления 5 поступает на третьи входы первого мультиплексора 3 и под управлением сигналов с первых 16 и вторых 17 выходов управления первого устройства управления 5 кодируется первым кодирующим устройством 4 и передается через первый передатчик 6 в прямой канал связи «передатчик-приемник». После завершения сеанса передачи исходных данных в первом устройстве управления 5 занесены данные, необходимые для выбора из потока от источника 1 телеизмерений параметров, необходимых для репортажа и экспресс-анализа.In the process of preparing the system for operation from the center for monitoring, processing and analysis of television measurements of the parameters of complex technical complexes (receiving side) using the second control unit 39, they generate data (initial data) about the parameters necessary for extraction from the television measurement stream during the reporting and express analysis . In the preparation period, the source data is transmitted to the transmitting side via the protocol with confirmation, which ensures guaranteed delivery of the source data (for example, via the TCP / IP protocol stack). The initial data is divided into blocks, encoded using the second encoder 40 and transmitted through the second transmitter 41 and the communication channel to the first receiver 7. The received data blocks are decoded in the first decoding device 8 and from its information outputs are fed to the inputs of the first correction device 9. If the block is transmitted without errors or corrected in the first correction device 9, data from the outputs 23 of the first correction device 9 are fed to the second information inputs of the first control device 5. If correction is not possible (the number of distortions of the data block exceeds the correcting capabilities of the code) according to the data from the control outputs 24 of the first decoding device 8, transmitted to the control inputs of the first control device 5, a message is generated about the need to retransmit the data block. The message on the information outputs 15 of the first control device 5 is fed to the third inputs of the first multiplexer 3 and under the control of the signals from the first 16 and second 17 control outputs of the first control device 5 is encoded by the first encoding device 4 and transmitted through the first transmitter 6 to the direct communication channel "transmitter- receiver". After the end of the initial data transfer session, the first control device 5 contains the data necessary for selecting from the stream from the source 1 television measurements of the parameters necessary for reporting and express analysis.
В результате применения предлагаемого способа по сравнению с известными способами достигаются первичные эффекты, заключающиеся в повышении функциональных возможностей систем сбора и передачи информации в вычислительных сетях за счет повышения достоверности передаваемой в реальном времени измерительной информации и повышении эффективной пропускной способности канала связи (объем переданных без искажений данных в единицу времени) при передаче всей зарегистрированной измерительной информации.As a result of the application of the proposed method, in comparison with the known methods, primary effects are achieved consisting in increasing the functionality of the systems for collecting and transmitting information in computer networks by increasing the reliability of real-time measurement information and increasing the effective throughput of the communication channel (the amount of data transmitted without distortion per unit time) when transmitting all recorded measurement information.
Вышепредставленный подход позволит получить значительный экономический эффект за счет:The above approach will allow you to get a significant economic effect due to:
- сокращения затрат на испытания и эксплуатацию сложных технических комплексов за счет повышения качества контроля их поведения в реальном времени;- reducing the cost of testing and operating complex technical complexes by improving the quality of control of their behavior in real time;
- увеличения вероятности предотвращения аварийных ситуаций за счет повышения достоверности информации, прогнозирующей их начало;- increase the likelihood of preventing emergency situations by increasing the reliability of information predicting their onset;
- сокращения затрат на эксплуатацию систем сбора и передачи информации из-за исключения необходимости систематического решения вопросов, связанных с недостаточной достоверностью передаваемых данных.- reducing the cost of operating systems for collecting and transmitting information due to the elimination of the need for a systematic solution to issues related to the insufficient reliability of the transmitted data.
От использования предлагаемого изобретения следует ожидать и вторичный эффект, заключающийся в уменьшении затрат на создание систем обеспечения испытаний и эксплуатации сложных технических комплексов за счет повышения уровня унификации компонентов этих систем, так как предлагаемый способ обмена универсален для различных информационных обменов между средствами телеизмерений параметров сложных технических комплексов и центрами контроля поведения сложных технических комплексов, обработки и анализа данных телеизмерений параметров сложных технических комплексов. Дополнительный вторичный эффект заключается в сокращении персонала, необходимого для эксплуатации систем сбора и передачи информации за счет реализации возможности телеуправления со стороны центров контроля, обработки и анализа средствами передающих пунктов.From the use of the present invention, a secondary effect should also be expected, consisting in reducing the cost of creating systems for testing and operating complex technical complexes by increasing the level of unification of the components of these systems, since the proposed exchange method is universal for various information exchanges between telemetry means for parameters of complex technical complexes and centers for controlling the behavior of complex technical complexes, processing and analysis of data of telemetry parameters complex technical complexes. An additional secondary effect is to reduce the staff needed to operate the systems for collecting and transmitting information by realizing the possibility of telecontrol from the control, processing and analysis centers by means of transmitting points.
Реализация предлагаемого способа не вызывает затруднений, так как все компоненты системы, реализующей способ, известны и используются на практике.The implementation of the proposed method does not cause difficulties, since all components of a system that implements the method are known and used in practice.
Библиографические данныеBibliographic data
1. С.И.Бычков. Космические радиотехнические комплексы. - М.: Советское радио, 1967.1. S.I. Bychkov. Space radio engineering complexes. - M.: Soviet Radio, 1967.
2. Л.М.Финк. Теория передачи дискретных сообщений. - М.: Советское радио, 1963.2. L.M. Fink. Theory of discrete message transmission. - M .: Soviet Radio, 1963.
3. Способ передачи дискретной информации в системах с обратной связью. Патент на изобретение №2239951 от 10.11.2004.3. A method for transmitting discrete information in feedback systems. Patent for invention No. 2239951 dated 10.11.2004.
4. Устройство и способ для передачи/приема битового потока в сети. Патент на изобретение №2224377 от 20.02.2004.4. Device and method for transmitting / receiving a bitstream in a network. Patent for invention No. 2224377 dated 02.20.2004.
5. Способ передачи информации по каналам связи в реальном времени и система для его осуществления. Заявка на патент РФ №2009128929/09(040205) от 27.07.2009.5. A method of transmitting information over communication channels in real time and a system for its implementation. Application for a patent of the Russian Federation No. 2009128929/09 (040205) dated July 27, 2009.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117432/08A RU2450466C1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Method of transmitting information over communication channels and system for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117432/08A RU2450466C1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Method of transmitting information over communication channels and system for realising said method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2450466C1 true RU2450466C1 (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=46312459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011117432/08A RU2450466C1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Method of transmitting information over communication channels and system for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2450466C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2577484C1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина" | Method for guaranteed transmission of information over a communication channel and system for its implementation |
| RU2610686C1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-02-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина" | Method for adaptive transmission of information via communication channel in real time and system for its implementation |
| RU2749877C1 (en) * | 2020-06-01 | 2021-06-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Method for forming structurally secretive, noise-immune single-sideband modulation radio signals using barker codes |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0572865A2 (en) * | 1992-05-26 | 1993-12-08 | Alcatel N.V. | Method for implementing a data communication protocol stack |
| WO2001063824A1 (en) * | 2000-02-26 | 2001-08-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for transmitting/receiving bitstream in network and method thereof |
| RU2009128929A (en) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Войсковая часть 73835 (RU) | METHOD FOR TRANSFER OF INFORMATION ON COMMUNICATION CHANNELS IN REAL TIME AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION |
-
2011
- 2011-04-29 RU RU2011117432/08A patent/RU2450466C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0572865A2 (en) * | 1992-05-26 | 1993-12-08 | Alcatel N.V. | Method for implementing a data communication protocol stack |
| WO2001063824A1 (en) * | 2000-02-26 | 2001-08-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for transmitting/receiving bitstream in network and method thereof |
| RU2224377C2 (en) * | 2000-02-26 | 2004-02-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Device and method for transmitting/receiving network bit stream |
| RU2009128929A (en) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Войсковая часть 73835 (RU) | METHOD FOR TRANSFER OF INFORMATION ON COMMUNICATION CHANNELS IN REAL TIME AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2577484C1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина" | Method for guaranteed transmission of information over a communication channel and system for its implementation |
| RU2610686C1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-02-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина" | Method for adaptive transmission of information via communication channel in real time and system for its implementation |
| RU2749877C1 (en) * | 2020-06-01 | 2021-06-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Method for forming structurally secretive, noise-immune single-sideband modulation radio signals using barker codes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8386901B2 (en) | Method, device and software application for transmitting data packets in a communication system | |
| US10237023B2 (en) | Hybrid automatic repeat request method and apparatus in relay wireless communication system using compressed-and-forward scheme | |
| JP3512755B2 (en) | Communication system, communication device, and communication system using this communication device | |
| CN107257270B (en) | Data transmission method and system based on hybrid automatic repeat request | |
| JP2007043550A (en) | Communication method and communication system | |
| JPH01228340A (en) | Error control system | |
| US8397140B2 (en) | Error correction coding for recovering multiple packets in a group view of limited bandwidth | |
| CN113783662B (en) | Adaptive data transmission method and device, computer equipment and readable storage medium | |
| JP2012147197A (en) | Communication device, communication method, and communication program | |
| CN112751644B (en) | Data transmission method, device and system and electronic equipment | |
| US8811500B2 (en) | Data transmission | |
| JP6126698B2 (en) | Method and apparatus for a modified HARQ procedure after a receiver down event | |
| CN113132063A (en) | Physical layer retransmission control method | |
| RU2450466C1 (en) | Method of transmitting information over communication channels and system for realising said method | |
| CN105406915A (en) | File transmission method facing satellite-to-earth link | |
| CN105391518B (en) | A kind of document transmission method towards deep space network | |
| RU2423004C2 (en) | Method to transfer information along communication channels in real time and system for its realisation | |
| KR102136761B1 (en) | Base station and a plurality of member nodes of transmitting and receiving network coding based multicast traffic | |
| CN104396172B (en) | Automatic retransmission processing method, sending ending equipment and receiving device | |
| Vadori et al. | Markov analysis of video transmission based on differential encoded HARQ | |
| RU2595556C1 (en) | Method for guaranteed transmission of information over communication channel and system therefor | |
| RU2577484C1 (en) | Method for guaranteed transmission of information over a communication channel and system for its implementation | |
| Bansal et al. | Analysis of Sliding Window Protocol for Connected Node | |
| CN112751730B (en) | Statistical method, evaluation method, device, equipment and medium for packet loss prevention introduced delay | |
| US6981194B1 (en) | Method and apparatus for encoding error correction data |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130430 |