Устройство для приема информации по двум параллельным каналам связи в системе передачи данных с решающей обратной связью
Владельцы патента RU 2689809:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении достоверности приема данных. Устройство содержит: входы первого и второго каналов, связанные соответственно с входами входных блоков первого и второго каналов; блоки повышения достоверности; блок формирования сигналов переспроса; ключ информационного сигнала, при этом первые выходы первого и второго блоков повышения достоверности являются информационными; анализатор текущего состояния каналов и два счетчика для подсчета количества посылок, при этом информационные выходы первого и второго блоков повышения достоверности соединены соответственно с первым и вторым входами ключа информационного сигнала выхода, управляющий вход ключа соединен с выходом анализатора текущего состояния каналов, управляющие выходы первого и второго блоков повышения достоверности соединены с входами анализатора текущего состояния каналов, второй выход анализатора текущего состояния каналов соединен с входом блока формирования сигналов переспроса, третий выход анализатора текущего состояния каналов соединен с входами обнуления первого и второго счетчиков битов данных, принятых с низким качеством в первом и во втором каналах связи. 1 ил.
Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах передачи данных.
Известно устройство для приема информации по двум параллельным каналам связи [Авторское свидетельство №473314 по МПК H04L 1/16 за 14.06.1972 г., от 05.06.1975 г.], содержащее блоки повышения достоверности, информационные входы от двух каналов связи, информационный выход и выход сигнала переспроса. Данное устройство для приема информации не обеспечивает необходимую достоверность приема информации.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для приема информации по двум параллельным каналам связи [Авторское свидетельство РФ №2543469, класс H04L 1/16, от 20.12.2012 г.], содержащее входные блоки первого и второго каналов, блоки повышения достоверности первого и второго каналов, блок формирования сигналов переспроса и его соответствующей выход, ключ информационного сигнала с соответствующим информационным выходом.
Данное устройство для приема информации также не обеспечивает необходимую достоверность приема информации, так как не обеспечивает оперативный выбор лучшего канала из двух по результатам текущего контроля их состояния. В условиях использования в территориальных АСУ реального масштаба времени двух параллельных каналов связи для обеспечения заданной надежности функционирования таких АСУ в процессе их эксплуатации обстановка может меняться в зависимости от внешних воздействующих факторов. А также от того, какими являются используемые каналы связи (проводные, радио, радиорелейные, тропосферные, космические и пр.). Внешними воздействующими факторами могут быть: грозовая обстановка, промышленные радиопомехи, природные радиопомехи, преднамеренные помехи, создаваемые противником и пр.
Таким образом, качество передачи данных по параллельным каналам связи может меняться существенным образом. Канал связи исходно являющийся качественным, лучшим из двух используемых, при изменениях внешних условий может оказаться менее качественным. Выбор в текущий момент из двух каналов лучшего и использование его в качестве основного позволяет повысить качество передачи данных за счет снижения числа обнаруженных ошибок, соответствующего снижения числа переспросов, повышения пропускной способности и снижения вероятности появления в принимаемых данных необнаруженных ошибок. В лучшем канале вероятность появления искажений данных ниже, в равной мере ниже и вероятность необнаруженных ошибок. Выбор в текущий момент времени лучшего из двух параллельных каналов позволяет повысить достоверность передачи данных.
Техническим результатом и целью предлагаемого изобретения является повышение достоверности приема данных за счет выбора для приема данных лучшего из двух каналов по результатам сопоставления их текущего состояния, с одновременным выбором правильно принятой кодограммы из не используемого канала в случаях неприема кодограмм из канала, выбранного в качестве основного.
Указанные технический результат и цель достигаются тем, что в устройство для приема информации по двум параллельным каналам связи в системе передачи данных с решающей обратной связью, содержащем входные блоки первого и второго каналов, блоки повышения достоверности первого и второго каналов, блок формирования сигналов переспроса и ключ информационного сигнала выхода, при этом первые выходы первого и второго блоков повышения достоверности являются информационными, а вторые - выходами характеризующими качество приема посылок данных, дополнительно введены анализатор текущего состояния каналов и два счетчика для подсчета количества посылок, принятых входными блоками с низким качеством. Информационный выход первого входного блока соединен со входом первого блока повышения достоверности, информационный выход второго входного блока соединен со входом второго блока повышения достоверности, а выход сопровождающего сигнала качества приема первым входным блоком соединен со входом первого счетчика битов данных, принятых с низким качеством, выход сопровождающего сигнала качества приема вторым входным блоком соединен со входом второго счетчика битов данных, принятых с низким качеством, выходы первого и второго счетчиков соединены со входами анализатора текущего состояния каналов. Информационные выходы первого и второго блоков повышения достоверности соединены соответственно с первым и вторым входами ключа информационного сигнала выхода, а управляющий вход ключа соединен с выходом анализатора текущего состояния каналов. Управляющие выходы первого и второго блоков повышения достоверности соединены со входами анализатора текущего состояния каналов, второй выход анализатора текущего состояния каналов соединен с входом блока формирования сигналов переспроса. Третий выход анализатора текущего состояния каналов соединен со входами обнуления первого и второго счетчиков битов данных, принятых с низким качеством в первом и во втором каналах связи. Выход ключа информационного сигнала является информационным выходом устройства.
На чертеже приведена структурная схема устройства для приема информации по двум параллельным каналам связи в системе передачи данных с решающей обратной связью.
Устройство содержит: вход 1 первого канала, вход 2 второго канала, входной блок 3 первого канала, входной блок 4 второго канала, первый счетчик 5 первого канала, второй счетчик 6 второго канала, анализатор 7 текущего состояния каналов, блок 8 повышения достоверности первого канала, блок 9 повышения достоверности второго канала, ключ 10 выбора канала, информационный выход 11 устройства, блок 12 формирования сигнала переспроса, выход 13 сигнала переспроса.
Входные сигналы 1 первого и 2 второго каналов связи поступают на входные блоки 3 первого и 4 второго каналов связи. Входные блоки 3 и 4 по сути являются устройствами преобразования сигналов (модемами), стандартизованный стык С2 каждого из которых с блоками повышения достоверности содержит цепь 104 («Принимаемые данные») и цепь 110 («Детектор качества сигнала данных»). Стык С2 определен в РФ ГОСТ 18145-92 и международной рекомендацией МСЭ-Т (МККТТ) V.24. Информационный выход первого входного блока 3 соединен со входом первого блока повышения достоверности 8, информационный выход второго входного блока 4 соединен со входом второго блока повышения достоверности 9, а выход сопровождающего сигнала первого входного блока 3 соединен со входом первого счетчика 5 количества битов принятых с низким качеством по первому каналу, выход сопровождающего сигнала второго входного блока 4 соединен со входом второго счетчика 6 количества битов принятых с низким качеством по второму каналу, выходы первого 5 и второго 6 счетчиков соединены со входами анализатора текущего состояния каналов 7. Информационные выходы первого 8 и второго 9 блоков повышения достоверности соединены соответственно с первым и вторым входами ключа 10 информационного сигнала выхода, а управляющий вход ключа 10 соединен с выходом анализатора 7 текущего состояния каналов. Управляющие выходы первого и второго блоков повышения достоверности соединены со входами анализатора 7 текущего состояния каналов, второй выход анализатора 7 текущего состояния каналов соединен с входом блока формирования сигналов переспроса 12. Третий выход анализатора 7 текущего состояния каналов соединен со входами обнуления первого 5 и второго 6 счетчиков битов данных, принятых с низким качеством в первом 1 и во втором 2 каналах связи. Выход ключа 10 информационного сигнала является информационным выходом устройства 11. Анализатор 7 соединен с блоком переспроса 12, формирующий соответствующий сигнал на своем выходе 13.
Устройство работает следующим образом.
Принимаемые по двум каналам (основному и резервному) два потока битов принимаемых данных от входных устройств 3 и 4, которые обеспечивают синхронное поступление битов во времени в блоки повышения достоверности 8 и 9 для их декодирования в этих блоках.
Подсчет количества битов, принятых с низким качеством по двум каналам, осуществляется по сигналам от входных устройств счетчиками 5 и 6. При переполнении какого - либо из счетчиков 5 или 6 из анализатора 7 на счетчики 5 и 6 поступает сигнал, осуществляющий их обнуление. В анализаторе 7 запоминается факт переполнения счетчика 5 или 6. Накопление в анализаторе 7 фактов постоянного переполнения какого-либо из счетчиков 5 или 6 позволяет принять решение о том, какой из каналов связи в текущий период времени является наиболее качественным, и его следует считать основным. Если более качественным оказывается первый канал 1, то по сигналу от анализатора 7, поступающему в ключ 10, при условии правильного декодирования принимаемых данных в блоке повышения достоверности 8, на информационный выход 11 через ключ 10 передаются принимаемые данные от блока повышения достоверности 8. Если более качественным оказывается второй канал 2, то по сигналу от анализатора 7, при условии правильного декодирования принимаемых данных в блоке повышения достоверности 9, на информационный выход 11 через ключ 10 передаются принимаемые данные от блока повышения достоверности 9 второго канала.
Если наиболее качественным каналом в текущий момент времени считается первый, но кодограмма в этом канале декодировалась с ошибкой, а во втором канале декодирование не обнаружило ошибок, анализатор 7 своим управляющим сигналом открывает ключ 10 для передачи на информационный выход 11 принятой кодограммы от блока повышения достоверности второго канала 9. Совершенно аналогично устройство работает, если более качественным оказывается второй канал связи. На информационный выход 11 через ключ 10 передаются правильно декодировавшиеся кодограммы второго канала. Если в этом втором канале кодограмма декодировалась с ошибкой, а в первом канале декодирование не обнаружило ошибок, анализатор 7 своим управляющим сигналом открывает ключ 10 для передачи на информационный выход 11 принятой кодограммы от блока повышения достоверности 8 второго канала.
Если в обоих каналах в блоках повышения достоверности 8 и 9 принимаемая кодограмма декодировалась с ошибками, анализатором 7 формируется сигнал в блок 12 для формирования сигнала переспроса.
Инерционность принятия решения о качестве первого и второго каналов определяется емкостью счетчиков 5 и 6, в которых накапливается число битов, принятых из первого и из второго каналов с низким качеством. Решение о том, какой из двух каналов связи в текущий момент времени является лучшим, принимается анализатором 7 на основании сопоставления данных о текущей статистке переполнения счетчиков 5 и 6. Частота переполнения первого 5 или второго 6 счетчиков, усредняемая в анализаторе 7 с учетом необходимой инерционности принятия решения о назначении первого или второго канала основным, определяет поведение устройства в зависимости от типов и характеристик используемых каналов связи.
Выбор для работы лучшего из двух каналов связи позволяет повысить качество передачи данных за счет снижения общей вероятности появления искажений данных, уменьшения количества переспросов и как следствие уменьшения временных задержек передачи данных (что является важным фактором в АСУ реального масштаба времени), а также понизить вероятность необнаруженных ошибок. В потоке принимаемых данных в канале с наименьшей вероятностью ошибки вероятность необнаруженной ошибки также меньше.
Устройство для приема информации по двум параллельным каналам связи в системе передачи данных с решающей обратной связью, содержащее входы первого и второго каналов, связанные соответственно с входами входных блоков первого и второго каналов, блоки повышения достоверности первого и второго каналов, блок формирования сигналов переспроса и его соответствующий выход, ключ информационного сигнала и его информационный выход, при этом первые выходы первого и второго блоков повышения достоверности являются информационными, а вторые - выходами, характеризующими качество приема посылок данных, информационный выход первого входного блока соединен с входом первого блока повышения достоверности, информационный выход второго входного блока соединен с входом второго блока повышения достоверности, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены анализатор текущего состояния каналов и два счетчика для подсчета количества посылок, принятых входными блоками с низким качеством, а выход сопровождающего сигнала качества приема первым входным блоком соединен с входом первого счетчика битов данных, принятых с низким качеством, выход сопровождающего сигнала качества приема вторым входным блоком соединен с входом второго счетчика битов данных, принятых с низким качеством, выходы первого и второго счетчиков соединены с входами анализатора текущего состояния каналов, информационные выходы первого и второго блоков повышения достоверности соединены соответственно с первым и вторым входами ключа информационного сигнала выхода, а управляющий вход ключа соединен с выходом анализатора текущего состояния каналов, управляющие выходы первого и второго блоков повышения достоверности соединены с входами анализатора текущего состояния каналов, второй выход анализатора текущего состояния каналов соединен с входом блока формирования сигналов переспроса, третий выход анализатора текущего состояния каналов соединен с входами обнуления первого и второго счетчиков битов данных, принятых с низким качеством в первом и во втором каналах связи.
