SU1614118A1 - Устройство управлени передачей данных по радиоканалу - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике передачи дискретной информации и может использоватьс  при построении сетей передачи данных на основе широковещательной пакетной радиосв зи. Целью изобретени   вл етс  повышение пропускной способности за счет устранени  столкновений сообщений в радиоканале. Это достигаетс  введением блока начального пуска, распределител , делител , четырех элементов ИЛИ, трех элементов И, двух элементов запрета и двух формирователей импульсов. Устройство осуществл ет децентрализованное поочередное управление передачей данных по радиоканалу, исключа  столкновение сообщений, необходимость их повторной передачи, длительные простои абонентов. Кроме того, оно дает возможность предоставл ть наиболее приоритетным из абонентов более частый выход на передачу и соблюдать гарантированный пор док об зательного выхода на передачу каждого из абонентов. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике передачи дискретной информации и может быть использовано при построении сетей передачи данных на основе широковещательной пакетной радиосв зи.

Целью изобретени   вл етс  повышение пропускной способности за счет устра- нени  столкновени  сообщений в радиоканале.

На фиг.1 приведена структурна  электрическа  схема устройства управлени  передачей данных по радиоканалу; на фиг.2 - структурна  электрическа  схема синхронизатора , на фиг.З - структурна  электрическа  схема блока начального пуска.

Устройство содержит первый элемент 1 запрета, второй формирователь 2 импульсов , первый элемент ИЛИ 3, третий формирователь 4 импульсов, второй элемент 5 запрета, первый элемент И 6, первый формирователь 7 импульсов, элемент 8 задержки , первый 9, второй 10 и третий 11 триггеры , синхронизатор 12, третий элемент 13 запрета, делитель 14, второй элемент ИЛИ 15, распределитель 16, второй 17 и третий 18 элементы И, блок 19 начального пуска, третий элемент ИЛИ 20, четвертый 21 и п тый 22 формирователи импульсов, четвертый элемент ИЛИ 23, четвертый элемент 24 запрета, четвертый элемент И 25, п тый элемент ИЛИ 26.

Синхронизатор 12 содержит приемник 27 эталонного сигнала, первый 28 и второй 29 элементы задержки, генератор 30, входной блок 31, первый 32, второй 33 и третий . 34 элементы сравнени , интегратор 35, элемент 36 запрета и делитель 37.

Блок 19 начального пуска содер}кит формирователь 38 импульса при включении питани , приемник-дешифратор 39 сигнала начального пуска, первый 40 и второй 41

триггеры, однрвибратор 42, элемент И 43, генератор 44 одиночного импульса.

Устройство управлени  передачей данных по радиоканалу работает следующим образом.

Всем абонентам присваивают номера, в соответствии с которыми задействуютс  на этапе инженерной реализации те или иные установочные входы в распределителе 16. Длина распределител  16 выбираетс  с учетом количества абонентов и их приоритетности , так как у высокоприоритетных абонентов единица может быть в нескольких разр дах распределител  16 одновременно , при этом у других абонентов в этих разр дах единиц быть не должно.

При включении питани  в блоке 19 начального пуска формирователем 38 импульса при включении питани  формируетс  импульс, обнул ющий триггер 41 блока 19 и триггеры, вход щие в состав генератора 44 одиночного импульса блока 19 и устанавливающие в единичное состо ние триггер 40 блока 19, что приводит к открыванию элемента И 43, вход щего в состав блока 19. Перед началом работы одна из станций, например перва , вырабатывает специальный сигнал начального пуска сети передачи данных , принимаемый всеми абонентами сети, у которых включено питание станций. .Этот сигнал принимаетс  и дешифрируетс  приемниками-дешифраторами 39 сигнала начального пуска, вход щими в состав блока 19. Импульсом с выхода приемника-дешифратора 39 сигнала начального пуска запускаетс  одновибратор 42, вход щий в состав блока 19. Длительность импульса, формируемого одновибратором 42, выбираетс  большей, чем длительность интервала максимального времени распространени  радиосигнала между абонентами сети. Включившие питание устройства управлени  передачей данных по радиоканалу пропуст т этот запускающий импульс через элемент И 43 на первый вход генератора 44 одиночного импульса. Этим сигналом из последовательности импульсов с выхода синхронизатора 12, подаваемой с входа блока 19 на второй вход генератора 44 одиночного импульса, будет выделен один импульс на всех включивших питание станци х (не включившиес  станции или включившие питание позже в дальнейшей работе сети не участвуют до тех пор, пока они будучи включенными не получат новый сигнал начального пуска). Этим импульсом установитс  в единичное состо ние триггер 41, что через второй выход блока 19 приведет к разрешению работы элемента 1 запрета. Импульсом с выхода генератора 44.одиночного импульса блока 19 через первый выход блока 19 произойдет установка распределителей 16. У первого абонента единица будет установлена в последнем разр де распределител 

16, у второго - в предпоследнем (если у первого не предусмотрена установка единиц и в предпоследнем разр де) и т.д.

В исходном состо нии все устройства сети контролируют наличие внешнего сиг0 нала несущей на первом входе триггера 9, на первом входе элемента ИЛИ 23 и входе запрета элемента 5 запрета. При по влении этого сигнала, свидетельствующего о начале передачи другим абонентом, триггер 9

5 устанавливаетс  в состо ние, при котором блокируетс  по вление выходного сигнала элемента 1 запрета. Кроме того, через элемент ИЛИ 23 блокируетс  прохождение импульсов с выхода синхронизатора 12 на вход

0 делител  14 и блокируетс  элемент запрета 24. После сброса внешнего сигнала несущей на выходе формировател  7 импульсов по вл етс  сигнал, который через врем , определ емое элементом В задержки,

5 устанавливает триггер 9 в исходное состо ние . Величина задержки, обеспечиваетс  элементом задержки, равна максимальному времени распространени  радиосигнала между абонентами. Этим же импульсом с

0 выхода формировател  7 импульсов происходит сброс триггера 11 и через элемент ИЛИ 20 - сброс делител  14.

При необходимости начать передачу 1-й абонент подает на третий вход элемента 1

5 запрета сигнал запроса передачи. Этот же сигнал подаетс  на третий вход элемента ИЛИ 23, rta третий вход элемента 24 запрета и второй вход элемента И 17. Робота элемента 1 запрета тактируетс  импульсами,

0 поступающими на второй вход элемента 1 запрета от синхронизатора 12с периодом / следовани , равным максимальному времени распространени  радиосигнала, между абонентами. Если на первый вход элемента

5 1 запрета поступает сигнал с триггера 9, то абонент, не снима  сигнала запроса, ожидает установки триггера 9 в исходное состо ние . После сброса триггера 9, а также когда при поступлении сигнала запроса он нахо0 дитс  в исходном состо нии, то тактирующему импульсу от синхронизатора 12 и.при разрешении с второго выхода блока 19 начального пуска на выходе элемента1 запрета по вл етс  сигнал,по переднему фронту

5 которого формирователь 2 импульсов выра,- батывает сигнал, длительность которого равна удвоенному периоду следовани  импульсов синхронизатора 12. Этот сигнал поступает на первый вход элемента И 6 и на второй вход элемента И 16. На выходе элемента И 18 сигнал по витс  только у того (1-го) устройства, у которого в данный момент времени установлена единица в последнем разр де распределител  16. Сдвиг распределител  16 не производитс , так как отсутствуют импульсы с выхода элемента ИЛИ 15, с делител  И, элемента 5 запрета и формировател  7 импульсов. Делитель 14 не работает ввиду блокировки сигналом запроса элемента 13 запрета и сигналом с распределител  16 элемента 24 запрета. Таким образом, одно (i-e) из устройств сети выдает через элемент И 18 и элемент ИЛИ 3 сигнал на включение передатчика, обес- . печие   включение передатчика на врем  длительности сигнала с выхода формировател  2 импульсов. Синхронизаторы 12 во всех устройствах вырабатывают импульсы синхронно.

По окончании импульса с выхода формировател  2 импульсов по его заднему фронту формирователем 4 импульсов формируетс  сигнал, проход щий через открытый элемент И 17 на первый вход триггера 10, устанавлива  его в состо ние, при котором на выходе устройства по вл етс  сигнал разрешени  передни. При этом сигнал с выхода триггера 10 поступает на второй вход элемента ИЛИ 3, что приводит к по влению на его выходе, а значит, и на выходе устройства сигнала включени  передатчика . По окончании передачи данных абонент снимает с входа устройства сигнал запроса, что приводит к установке в исходное состо ние триггера 10 и сн тию сигналов включени  передатчика и разрешени  передачи. Кроме этого, по заднему фронту сигнала запроса формирователь 21 импульсов выдает короткий импульс, проход щий через разблокированный (при отсутствии чужой несущей ) элемент 5 запрета и элемент ИЛИ 15 на вход сдвига распределител  16 данного устройства. Единица в распределителе данного устройства передвигаетс  из последнего разр да в первый. По этому же заднему фронту сигнала запроса формирователь 22 импульсов вырабатывает длинный импульс, удерживающий на врем  своей длительности элемент 13 запрета в заблокированном состо нии. Длительность импульса, вырабатываемого формирователем 22, равна интервалу максимального времени распространени  радиосигнала между абонентами . в данном устройстве начало работы делител  синхронизируетс  относительно других абонентов сети.

В устройствах управлени  других абонентов сети продвижение единицы в распределителе 16 обеспечиваетс  следующим образом. Передача, осуществл вша с  данным 1-м устройством, воспринималась ими; как наличие внешнего сигнала несущей на их соответствующих входах. По заднему фронту этого сигнала формирователь 7 им- 5 пульсов вырабатывал короткий импульс, подаваемый через элемент ИЛИ 15 на вход сдвига распределител  16, обеспечива  продвижение единицы в нем. Единица Ё последнем разр де распределител  16 по в- 10 л етс  у следующего (1+1)-го по номеру устройства, если у предшествующего не было двух единиц подр д в распределителе 16. Через врем , обеспечиваемое элементом 8 задержки и равное максимальному времени 15 распространени  радиосигнала между абонентами , триггер 9 у всех устройств, кроме предшествующего, но в том числе и у очередного , устанавливаетс  в исходное состо ние . Если у очередного (1+1)-го устройства 0 есть сигнал запроса, то оно начинает передачу , аналогично рассмотренному.

У предшествующего 1-го абонента в это врем  происходит следующее. После разблокировани  элемента 13 запрета начина- 5 етс  поступление импульсов с выхода синхронизатора 12 на вход делител  14. Его емкость выбираетс  из следующих соображений . Импульс на его выходе должен по вл тьс  только тогда, когда обнаружено, что 0 очередной абонент гарантированно с учетом максимального времени распространени  радиосигнала между абонентами и процессов переключений и последовательности выработки сигналов в устройстве уп- 5 равлени  не включает свой передатчик и не выходит на передачу, т.е. только тогда все устройства должны осуществить сдвиг распределителей 16 и передать радиоканал следующему абоненту. В этом случае мини- 0 мальную емкость делител  14 можно выбрать следующим образом. Рассмотрим это на примере i-й станции, только что завершившей передачу. Через максимальное врем  распространени  радиосигнала меж- 5 ду абонентами от момента завершени  в нем начнетс  поступление импульсов на вход делител  14. Если остальные абоненты удалены от i-ro на рассто ние, соответствующее максимальному времени распростра- 0 нени  радиосигнала, то у них сброс внешнего сигнала несущей произойдет примерно в это же врем  и тоже начнетс  (при отсутствии запроса на передачу) поступление импульсов в делитель 14. Если же у них 5 есть запрос на передачу, то у (i+1)-ro абонента еще через интервал времени, равный максимальному времени распространени  радиосигнала между абонентами, сброситс  триггер 9 и начнетс  формирование им- пульса на выходе формировател  2

импульсов и тем самым по витс  сигнал включени  передатчика. Через интервал времени, равный максимальному времени распространени  радиосигнала между абонентами несуща  oT(i-H)-ro передатчика достигнет 1-го абонента и заблокирует элемент 13 запрета. Поступление импульсов на вход делител  14 прекратитс . Таким образом, минимальна  емкость делител  14 должна быть равна 5-6 (с учетом процессов переключений у абонентов и т.п.). Максимально коэффициент делени  делител  14 выбираетс  суметом приемлемой длины интервала времени между соседними по номерам абонентами при отсутствии у них запросов. Выбор емкости делител  14 осуществл етс  на этапе инженерной реализации схемы с учетом приведенных соображений.

Таким образом, у предществующего 1-го абонента происходит подача импульсов на вход делител  14 до поступлени  внешнего сигнала несущей от последующего абонента ВТОМ случае, если у него нет собственного очередного запроса на передачу. При по влении сигнала несущей устанавливаетс  триггер 9, блокиру  работу элемента 1 запрета , При сн тии сигнала несущей по заднему фронту формирователь 7 импульсов выдает импульс, продвигающий единицу в распределителе 16, сбрасывающий недоза- полненный делитель 14 и через элемент 8 задержки устанавливающий триггер 9 в исходное состо ние. Управление передаетс  {1+2)-му абоненту.

Предположим, что в этом случае у 1-го абонента возникает запрос на передачу, Перзым же после сн ти  блокировки с триггера 9 импульсом с выхода синхронизатора 12 запуститс  формирователь 2 импульсов, Однако через закрытый у данного i-ro устройства элемент И 18 он не пройдет и включени  передатчика не будет. По окончании импульса с выхода формировател  2 импульсов формирователь 4 импульсов выдаст импульс, который не будет пропущен через закрытый у данного 1-го абонента элемент И 17 на первый вход триггера 10, поэтому сигнал разрешени  передачи выдан не будет. Если (1+2)-й абонент имеет запрос на передачу и начал ее, получив управление, то сигнал несущей от его работы будет получен 1-м абонентом через интервал времени распространени  сигнала между ними. Если это врем  равно максимальному времени распространени  радиосигнала в данной сети, то сигнал несущей будет получен 1-м устройством примерно после окончани  импульса с выхода формировател  2 импульсов. Если же врем  распространени  сигнала между Ними будет меньше максимального, то сигнал несущей будет получен во врем  импульса с выхода формировател  2 импульсов , В этом случае сработает элемент И 6 и сигналом с его выхода триггер 11 будет установлен в положение, при котором на выход устройства будет выработан сигнал столкновени . По этому сигналу 1-й абонент снимет с выхода своего устройства управлени  сигнал запроса. При сн тии сигнала за0 проса по его заднему фронту будет подтверждено сброшенное состо ние триггера 10 и будут выработаны импульсы формировател ми 21 и 22 импульсов. Импульс с выхода формировател  21 импульсов сбро5 сит на чавший работу, но недозаполненный делитель 14, и не вызовет ложного срабатывани  распределител  16, так как будет заблокирован сигналом несущей элемент 5 запрета. Импульс с выхода формировател 

0 22 импульсов не окажет никакого действи  ввиду наличи  на втором входе элемента 24 запрета и на первом входе элемента ИЛ И 23 внешнего сигнала несущей, После сн ти  сигнала несущей у -го и остальных, кроме

5 (i+2)-ro, абонентов импульсом с выхода формировател  7 импульсов сброситс  триггер 11, делитель 14 и подвинетс  единица в распределителе 1Q. У )-го абонента по заднему фронту сигнала запроса передачи

0 произойдет сброс триггера 10 и импульсом с выхода формировател  21 импульсов через открытый элемент 5 запрета и элемент ИЛИ 15 сдвиг единицы в распределителе 16. Рассмотрим работу устройства в том

5 случае, когда запрос на передачу у очередного абонента, которому передано управление , отсутствует, У предшествующего абонента, который только что завершил передачу , при сн тии сигнала запроса форми0 рователь 22 импульсов выработает импульс длительностью, равный максимальному времени распространени  радиосигнала между абонентами, по окончании которого будут разблокированы элемент 13 запрета и

5 элемент 24 запрета, после чего начнетс  поступление импульсов на вход делител  14 через элемент 34 запрета. У остальных абонентов, не имеющих запросов на передачу , по заднему фронту сигнала несущей

0 произойдет сдвиг распределител  16 импульсами с выхода формировател  7 импульсов . Кроме того, после сброса сигнала несущей через разблокированный элемент- 13 запрета начнетс  поступление импуль5 сов на вход делител  14. Это будет происходить и у того абонента, чь  оч ередь на управление каналом наступила, но при отсутствии с него запроса на передачу (если же у него запрос на передачу есть, то все произойдет аналогично описанным процессам ), У тех же абонентов, чь  очередь еще не наступила, но они имеют запрос на передачу , будет происходить следующее. Если это предшествующий абонент, только что завершивший работу и вновь имеющий за- прос, то у него через максимальное врем  распространени  радиосигнала между абонентами разблокируес  элемент 24 запрета, откроетс  элемент И 25 и через элемент ИЛИ 26 начнут поступать импульсы на вход делител  14. У других абонентов, чь  очередь еще не наступила, но запрос имеетс , по сн тии сигнала несущей, достигнувшей их.через врем  распространени  радиосигналов , разблокируетс  также элемент 24 за- прета, откроетс  элемент И 25 и аналогично начнет работать делитель 14. При достижении коэффициента делени  делитель 14 во всех устройствах выдаст импульс на вход распределител  16 через элемент ИЛИ 15. Произойдет сдвиг единицы в них и все устройства таким образом ускоренно осуществ т передачу управлени  следующему, очередному по номеру, абоненту. Св зь выхода последнего разр да распределител  16 с входом его первого разр да обеспечит цикличность процесса передачи управлени  в сети. Столкновени  сообщений в радиоканале , а значит, и их искажени  в предлагаемом устройстве фактически иск- лючаютс  при любой интенсивности возникновени  запросов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство управлени  передачей дан- ных по радиоканалу, содержащее последовательно соединенные первый формирователь импульсов, элемент задержки, первый триггер , первый элемент запрета и второй формирователь импульсов, синхронизатор, выход которого подключен к второму входу первого элемента запрета, второй элемент запрета, третий формирователь импульсов, последовательно соединенные второй триггер, выход которого  вл етс  выходом разрешени  пе- редачи, и первый элемент ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом включени  передатчика, и последовательно соединенные первый элемент И и третий триггер, выход которого  вл етс  выходом столкновени , третий вход первого элемента запрета соединен с первым входом второго триггера и  вл етс  входом запроса передачи, а вход первого формировател  импульсов подключен к входу запрета вторЬго элемента запрета, к второму входу первого триггера, к первому входу первого элемента И и  вл етс  входом несущей, о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  пропускной способности за счет устра-- нени  столкновени  сообщений в радиоканале , введены второй элемент И, выход которого подключен к второму входу второго триггера, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, распределитель и третий элемент И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, последовательно соединенные четвертый формирователь импульсов, третий элемент ИЛИ и делитель, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, последовательно соединенные п тый формирователь импульсов, четвертый элемент ИЛИ, третий элемент запрета и п тый элемент ИЛИ, выход которого подключен к второму входу делител , блок начального пуска, первый выход которого соединен с четвертым входом первого элемента запрета , а второй его выход - с вторыми входами распределител , и последовательно соединенные четвертый элемент запрета и четвертый элемент И, выход которого подключен к второму входу п того элемента ИЛИ, выход синхронизатора соединен с вторыми входами третьего элемента запрета и четвертого элемента И и с входом блока начального пуска, вход четвёртого формировател  импульсов соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, с входом п того формировател  импульсов, с первым входом четвертого элемента запрета, с первым входом второго элемента И и с входом запроса передачи, третий вход четвертого элемента ИЛИ подключен к второму входу четвертого элемента запрета и к входу несущей , выход четвертого формировател  импульсов соединен с вторым входом второго элемента запрета, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход первого формировател  импульсов соединен с вторыми входами третьего триггера и третьего элемента ИЛИ и с третьим входом второго элемента ИЛИ, выход п того формировател  импульсов подключен к третьему входу чегвертого элемента запрета , выход второго формировател  импульсов соединен с вторыми входами первого и третьего элементов .И и с входом третьего формировател  импульсов, выход которо/о подключен к второму входу второго элемента И, второй вь ход третьего триггера соединен с третьим входом второго элемента И. а выход распределител  подключен к третьему входу распределител  и к четвертым вхо- дам второго элемента И и четвертого элемента запрета.

   Синхронизатор 11

   fpue.2

   Но элемента i запрета

   Фи&.Ъ