устройство управления передачей пакетов данных

Формула изобретения

Устройство управления передачей пакетов данных, содержащее последовательно соединенные регистр и дешифратор, отличающееся тем, что дополнительно введены шесть элементов ИЛИ, три элемента И, генератор тактовых импульсов (ГТИ), распределитель импульсов (РИ), таймер, ключ, два дешифратора, триггер, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), репрограммируемое запоминающее устройство (РПЗУ), причем первый и второй входы первого элемента И являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выход соединен с первым входом таймера, первым входом генератора тактовых импульсов и с первым входом триггера, первый выход которого является вторым выходом устройства; второй вход триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен со вторым входом ОЗУ и выходом второго элемента ИЛИ, являясь одновременно четвертым выходом устройства; второй вход первого элемента ИЛИ подключен ко второму входу генератора тактовых импульсов, ко второму входу третьего элемента ИЛИ и к выходу второго дешифратора, вход которого соединен с выходом ОЗУ, являясь одновременно третьим выходом устройства; первый вход ключа является третьим входом устройства и соединен с первым входом ОЗУ, второй вход ключа соединен со вторым выходом РИ, а выход - с первым входом регистра, третий вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, второй вход - с выходом четвертого элемента ИЛИ, а выход подключен к первому входу первого дешифратора, второй вход которого соединен с третьим выходом РИ, а выход - с первым входом РПЗУ, второй вход которого соединен с четвертым выходом РИ, а выход является первым выходом устройства; вход третьего дешифратора является четвертым входом устройства, а первый выход соединен с первым входом второго элемента И и вторым входом пятого элемента ИЛИ, второй и третий выходы соединены соответственно с первым и вторым входами шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, третьим входом третьего элемента ИЛИ и первым входом пятого элемента ИЛИ; четвертый выход третьего дешифратора соединен с первым входом третьего элемента И и вторым инверсным входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом ОЗУ; выход таймера соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, вторым инверсным входом третьего элемента И, вторым входом второго элемента ИЛИ и вторым входом РИ; выход третьего элемента И соединен со вторым входом четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым выходом РИ; первый вход РИ соединен с выходом ГТИ и третьим входом второго элемента И; выход пятого элемента ИЛИ соединен со вторым входом таймера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области связи, а именно к технике передачи данных, и может быть использовано для расширения функциональных возможностей комплексов технических средств при использовании его на линиях радиосвязи, в частности на линиях спутниковой связи.

Известные устройства управления передачей пакетов данных по каналам связи различного назначения. Один тип из таких устройств, описанный в книге Бунина С.Г., Войтера А.П. «Вычислительные сети с пакетной радиосвязью» - К.: Техника, 1989, с.223, функционируют обычно в реальном масштабе времени по постоянно действующим дискретным каналам связи, т.е. по каналам связи, в которых происходит постоянный обмен дискретной (цифровой) информацией. Однако при известных ограничениях ресурса ретрансляторов спутниковых систем передачи информации применение таких принципов управления нецелесообразно и энергетически, а также и экономически невыгодно.

Принцип действия других устройств управления передачей пакетов данных, известных из книги И.А.Мизина и др. «Передача информации в сетях с коммутацией» - М.: Связь, 1972, с.319, основан на маршрутизации пакетов при условии, что известна топология сети. Это также неприемлемо для сети спутниковой связи, так как в рассматриваемой системе обычно используется один спутник-ретранслятор, что также обусловлено спецификой систем спутниковой связи.

Известны также устройства управления передачей пакетов данных (Патент РФ № 1162057 от 04.05.83 г., дата публикации 15.06.85 г.), в которых с целью уменьшения вероятности возникновения конфликтных ситуаций (перекрытия пакетов данных во времени) используются команды ЗАПРОС/ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ПЕРЕДАЧИ, но не учитывается состояние канала связи при передаче запроса и подтверждения передачи.

Наиболее близкой по своей сущности к заявленному устройству является известное устройство управления, описанное в книге Усольцева А.Г., Кислина Б.П. Сопряжение дискретных каналов связи с ЭВМ. М.: Связь, 1973.

Ближайший аналог (прототип) содержит последовательно соединенные регистр номера канала, принимающего и хранящего код номера канала связи, поступающего из мультиплексного канала и дешифратора, вырабатывающего импульсы стробирования индивидуальных частей схемы в соответствии с кодом номера канала. Устройство управления принимает последовательность управляющих сигналов для связи с мультиплексным каналом.

Однако устройство-прототип не обеспечивает выполнение запуска аппаратуры автоматического ведения радиосвязи (АВРС) перед передачей пакета, преобразование адреса аппаратуры передачи данных (АПД) в позывной корреспондента, учет состояния спутникового радиоканала в текущий момент времени, возможность функционирования излучающей системы радиосредства по запросу (требованию).

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение устойчивости функционирования спутниковой радиолинии в сложной сигнально-помеховой обстановке при использовании устройств адаптации и автоматического ведения радиосвязи за счет учета состояния спутникового радиоканала в текущий момент времени.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройство управления передачей пакетов данных, содержащее последовательно соединенные регистр и дешифратор, дополнительно введены шесть элементов ИЛИ, три элемента И, генератор тактовых импульсов (ГТИ), распределитель импульсов (РИ), таймер, ключ, два дешифратора, триггер, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), репрограммируемое запоминающее устройство (РПЗУ). Заявляемое устройство поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства управления передачей пакетов данных.

Заявляемое устройство, содержит следующие блоки и элементы: 1 - первый элемент И, 2 - триггер, 3 - первый элемент ИЛИ, 4 - ключ, 5 - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), 6 - второй элемент ИЛИ, 7 - генератор тактовых импульсов (ГТИ), 8 - таймер, 9 - третий элемент ИЛИ, 10 - регистр, 11 - второй дешифратор, 12 - второй элемент И, 13 - четвертый элемент ИЛИ, 14 - распределитель импульсов (РИ), 15 - первый дешифратор, 16 - шестой элемент ИЛИ, 17 - третий элемент И, 18 - пятый элемент ИЛИ, 19 - репрограммируемое запоминающее устройство (РПЗУ), 20 - третий дешифратор.

Первый и второй входы первого элемента И (1) являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выход соединен с первым входом таймера (8), первым входом генератора тактовых импульсов (7) и с первым входом триггера (2), первый выход которого является вторым выходом устройства; второй вход триггера (2) соединен с выходом первого элемента ИЛИ (3), первый вход которого соединен со вторым входом ОЗУ (5) и выходом второго элемента ИЛИ (6), являясь одновременно четвертым выходом устройства; второй вход первого элемента ИЛИ (3) подключен ко второму входу генератора тактовых импульсов (7), ко второму входу третьего элемента ИЛИ (9) и к выходу второго дешифратора (11), вход которого соединен с выходом ОЗУ (5), являясь одновременно третьим выходом устройства; первый вход ключа (4) является третьим входом устройства и соединен с первым входом ОЗУ (5), второй вход ключа (4) соединен со вторым выходом РИ (14), а выход - с первым входом регистра (10), третий вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ (9), второй вход - с выходом четвертого элемента ИЛИ (13), а выход подключен к первому входу первого дешифратора (15), второй вход которого соединен с третьим выходом РИ (14), а выход - с первым входом РПЗУ (19), второй вход которого соединен с четвертым выходом РИ (14), а выход является первым выходом устройства; вход третьего дешифратора (20) является четвертым входом устройства, а первый выход соединен с первым входом второго элемента И (12) и вторым входом пятого элемента ИЛИ (18), второй и третий выходы соединены соответственно с первым и вторым входами шестого элемента ИЛИ (16), выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ (6), третьим входом третьего элемента ИЛИ (9) и первым входом пятого элемента ИЛИ (18); четвертый выход третьего дешифратора (20) соединен с первым входом третьего элемента И (17) и вторым инверсным входом второго элемента И (12), выход которого соединен с третьим входом ОЗУ (5); выход таймера (8) соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ (9), вторым инверсным входом третьего элемента И (17), вторым входом второго элемента ИЛИ (6) и вторым входом РИ (14); выход третьего элемента И (17) соединен со вторым входом четвертого элемента ИЛИ (13), первый вход которого соединен с первым выходом РИ (14); первый вход РИ (14) соединен с выходом ГТИ (7) и третьим входом второго элемента И (12); выход пятого элемента ИЛИ (18) соединен со вторым входом таймера (8).

Устройство работает следующим образом. При поступлении сигнала (в виде «1») от аппаратуры ПД на второй вход первого элемента И (1), при условии исправности аппаратуры АВРС (о чем свидетельствует единичный сигнал на первом входе первого элемента И (1)), на его выходе появляется также единичный сигнал, которым запускаются блок ГТИ (7) и блок РИ (14). Кроме того, под воздействием этого сигнала триггер (2) переходит в состояние «1». Появление этого сигнала на первом выходе триггера (2) (и соответственно втором выходе устройства) идентифицируется как запрос пакета данных в составе адреса и информационного блока на передачу по радиоканалу. Пакет данных через третий вход устройства записывается в блок ОЗУ (5). Адрес информационного блока из состава пакета данных записывается еще и в регистр (10), (что обеспечивается открытием ключа (4) на длину адреса пакета за счет подачи на второй его вход соответствующего сигнала со второго выхода блока РИ (14)). По сигналу с третьего выхода блока РИ (14) сформированный в АПД адрес при помощи первого дешифратора (15) идентифицируется с позывным корреспондента, записанным в блок РПЗУ (19), который затем транслируется через первый выход устройства к аппаратуре АВРС, воспринимаясь ею еще и как команда на вхождение в связь.

При получении с четвертого входа устройства от аппаратуры АВРС сигнала о готовности радиоканала, на первом выходе третьего дешифратора (20) появляется единичный сигнал, который через второй вход пятого элемента ИЛИ (18) поступает на второй вход таймера (8) и останавливает его. Кроме того, данный сигнал, поступая на первый вход второго элемента И (12), обеспечивает прохождение импульсов от ГТИ (7) на третий вход блока ОЗУ (5), чем обеспечивается последовательное считывание адреса и самого пакета в радиоканал через третий выход устройства. По окончании передачи пакета на выходе второго дешифратора (11) появляется управляющий сигнал «1», который через второй вход третьего элемента ИЛИ (9), воздействует на третий вход регистра (10) и обнуляет его, а также поступает на второй вход ГТИ (7) и через второй вход первого элемента ИЛИ (3) - на второй вход триггера (2), чем обеспечивается остановка ГТИ (7) и появление сигнала «0» на первом выходе триггера (2), который сигнализирует АПД о готовности устройства к передаче следующего пакета.

В момент установления связи состояние радиоканала может быть различным, а при передаче пакета может возникнуть необходимость и в смене частоты. В связи с этим рассмотрим работу устройства в подобных ситуациях.

Если в момент передачи вследствие ухудшения сигнально-помеховой обстановки потребуется смена частоты, на четвертом выходе третьего дешифратора (20), а следовательно, и на втором инверсном входе второго элемента И (12) появится единичный сигнал. В результате этого прекратится тактирование блока ОЗУ (5), что остановит считывание информации из него. Тот же сигнал, с четвертого выхода третьего дешифратора (20), через первый вход третьего элемента ИЛИ (17) воздействует на второй вход регистра (10), чем обеспечивается повторное считывание из них адреса и его трансляцию в аппаратуру АВРС. При появлении сигнала готовности радиоканала на входе 4 устройства считывание информации из блока ОЗУ (5) продолжается.

Если в момент вхождения в связь происходит смена частот, на четвертом выходе третьего дешифратора (20) также появится сигнал «1», и если время вхождения в связь, регламентируемое таймером (8), не истекло, т.е. на его выходе запрещающий передачу пакета сигнал («0») отсутствует, на выходе третьего элемента И (17) появится единичный сигнал, который через четвертый элемент ИЛИ (13) поступает на второй вход регистра (10), чем обеспечивается повторное считывание из них адреса и его трансляцию в аппаратуру АВРС.

Если же время вхождения в связь превышает допустимую величину, на выходе таймера появляется сигнал «1», который:

а) воздействует на второй вход РИ (14), на первом выходе которого формируется сигнал «0» и совместно с нулевым сигналом с выхода третьего элемента И (17) через третий элемент ИЛИ (13) снимает со второго входа регистра (10) команду на повторное формирование позывного корреспондента;

б) через первый вход третьего элемента ИЛИ (9) поступает на третий вход регистра (10) и обнуляет его;

в) через второй вход второго элемента ИЛИ (6) появляется на четвертом выходе устройства и сигнализирует об отказе радиоканала;

г) с выхода второго элемента ИЛИ (6) воздействует на второй вход блока ОЗУ (5) и обнуляет его;

д) через первый вход первого элемента ИЛИ (3) поступает на второй вход триггера (2), переводя его в состояние «0», обеспечивая сигнализацию АПД о готовности устройства к передаче нового пакета.

В случае если при первоначальном вхождении в связь не будет найдено свободной частоты или будет занят корреспондент (что соответствует появлению единичного сигнала на втором или третьем выходах третьего дешифратора (20)), на выходе шестого элемента ИЛИ (16) появится сигнал «1», который поступает через третий вход третьего элемента ИЛИ (9) на третий вход регистра (10) и обнуляет его. Этот же сигнал, поступая через первый вход пятого элемента ИЛИ (18) на второй вход таймера, обнуляет его, а также, поступая через первый вход второго элемента ИЛИ (6) на выходе 4 устройства формирует сигнал отказа радиоканала. Этот же сигнал поступает на второй вход блока ОЗУ (5) и обнуляет его, а через первый элемент ИЛИ (3) и триггер (2) обеспечивает сигнализацию АПД о переводе устройства в исходное состояние.

Реализованная схема обеспечивает выполнение запуска аппаратуры автоматического ведения радиосвязи перед передачей пакета, преобразование адреса аппаратуры передачи данных в позывной корреспондента, учет состояния спутникового радиоканала в текущий момент времени, возможность функционирования излучающей системы радиосредства по запросу (требованию). То есть, благодаря новой совокупности признаков устройство автоматизирует процесс установления радиосвязи и позволяет учесть частотные и энергетические ограничения системы спутниковой связи, а также повысить ее помехоустойчивость и степень использования ресурса ее пропускной способности.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявляемого технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявляемого устройства условию патентоспособности «новизна». Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».