Анализатор состояния канала множественного доступа

:,)О 11 АНИЕ КОМУ СВИД ОПИ ЕЛЬСТВУ К АВ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1443186, кл, Н 04 В 3/46//// Н 04 В 3/04, 1987. РЕТЕНИЯ АТОР СОСТОЯНИЯ КАНАЛАЕННОГО ДОСТУПАь изобретения; анализатор соэлементов И, таймер, генераых импульсов, три блокатановки, четыре счетчика, триИ-НЕ, элемент ИЛИ, элементгистра, два электронных клюр, пять триггеров. 2 ил.(54) АНАЛИЗ МНОЖЕСТВ (57) Сущност держит семь тор тактов начальной ус элемента ИЛ И-НЕ, три ре ча, коммутатоИзобретение относится к электросвязи и может быть использовано при обмене данными между абонентами, использующими канал множественного доступа (КМД) для определения начала конфликтной ситуации, т,е, одновременного выхода в сеть двух и более абонентов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению следует считать анэли- затор состояния канала множественного доступа, содержащий четыре элемента И, три счетчика. генератор тактовых импульсов, таймер, три блока начальной установки, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ,Анализатор позволяет определить состояние сети. В случае, если произошло наложение пакетов друг на друга, выставляется сигнал на прекращение передачи без ожидания окончания передачиконфликтующих пакетовВ качестве исходных выбраны сигналы в виде импульсов. соответствующих пересечениям анализируемого процесса порогового уровня, Признаком состояния каналаявляется количество этих пересечений за выбранный интервал времени.Недостатком данного анализатора является то, что в нем определяется не начало конфликтной ситуации, а лишь ее наличие,причем скважность интервалов определения состояния КМД определяется таймером. Это снижает эффективность использования коллективного ресурса канала, так как от момента начала конфликтадо момента его обнаружения информации в КМД искажается, а значит требуется повторная ее передача, Кроме того, возможна ситуация, когда интервал одновременнойработы двух абонентов расположен между интервалами определения состояния КМД. Это также снижает эффективность работы анализатора.Цель изобретения - повышение эффективности анализа, что обеспечивает увеличение пропускной способности канала множественного доступа путем сокращения передачи в случае одновременного занятия канала множественного доступа двумя или 10 1520303540 более абонентами.50На фиг, 1 приведена структурная электрическая схема анализатора; на фиг. 2 - эпюры работы,Анализатор состояния канала множественного доступа содержит элемент И 1, таймер 2, генератор 3 тактовых импульсов, блоки начальной установки 4 - 6, элементы И7-9, счетчики 10-12, элемент ИЛИ-НЕ 13,элемент ИЛИ 14, счетчик 15, регистр 16,электронный ключ 17, регистр 18, коммутатор 19, элементы И 20. 21. 22, триггеры 23,24, 25, 26, 27, элементы ИЛИ - НЕ 28, 29,элемент И-НЕ 30. регистр 31, электронныйключ 32.Анализатор состояния канала множественного доступа работает следующим образом. Сигналы в виде импульсов.соответствующих пересечениям, принимаемым процессом (сигналом, шумом) порогового (нулевого) уровня поступают на входустройства. Известно. что число импульсов,соответствующих пересечению нулевого.порога, является функцией соотношенияэнергии сигнала и помехи. Применительнок каналу множественного доступа одновременная передача двух и более абонентовприводит к сложению их сигналов, что равноценно увеличению мощности помехи, аследовательно, и увеличению числа импульсов, соответствующих пересечению нулевого порога, Причем это число импульсов тембольше, чем больше накладывается сигналов,т,е. абонентов, одновременно получивших доступ к каналу.В исходном состоянии таймер 2, работающий от генератора 3, запускает блоки4-6, рассчитанные для различных ресурсовустановки счетчиками 10 - 12. Блок 6 устанавливает счетчику 12 ресурс, соответствующий числу нулевых пересечений дляприсутствия одного абонента в сети, Блок 5устанавливает счетчику 11 число, соответствующее числу присутствия двух и более абонентов в сети, Блок 4 устанавливаетсчетчику 10 ресурс, немного превышающийресурс счетчика 11. В этом случае счетчики10-12 работают в режиме слежения,Сигналы нулевых пересечений поступают на второй вход первого элемента И 1,Каждый раз, когда нулевые пересеченияпоступают на первый элемент И 1, они проходят затем на входы счетчиков 10-12, которые в этом случае работают в режимевычитания, следовательно, из ресурсов этихсчетчиков вычитается поступающее числонулевых пересечений в данный момент времени,Если в сети присутствует сигнал от одного абонента, то содержимое счетчика 12становится нулевым, а содержимое счетчиков 10 и 11 не равно нулю, следовательно. свыхода счетчика 12 поступает сигнал о занятости канала. Если в сеть одновременно поступили сигналы от двух и более абонентов.то содержимое счетчиков 12 и 11 становитсянулевым, а содержимое счетчика 10 - неравно нулю, следовательно. с выхода счетчика. 11 поступает сигнал о наличии конфликта в сети, Если сеть свободна, тосодержимое всех счетчиков становится равным нулю, так как на вход анализатора поступает белый шум, которь 1 й имеет максимальное число нулевых пересечений, В результате сигнал с выхода счетчика 10 поступает на элемент ИЛИ-НЕ 13, который показывает незанятость канала. Этот процесс будет повторяться в зависимости от таймера 2.Учитывая, что запросы на передачу пакетов аппроксимируются пуассоновским законом распределения, вероятность одновременного начала передачи информации ничтожно мала. Следовател ьно в подавляющем большинстве случаев начальная часть одного из передаваемых пакетов, вступивших в конфликт, будет безыскаженной, Длительность ее будет определяться как временем начала передачи каждого из пакетов, так и взаимным удалением абонентов, передающих эти пакеты, Таким образом, перед началом наложений пакетов с выхода счетчика 12 поступит сигнал о занятости канала, свидетельствующий о передаче информации одним абонентом. Момент появления этого сигнала выбран началом анализа на возможный конфликт. Причем, в качестве критерия, в соответствии с кото. рым определяется наложение пакетов, выбраны размеры интервалов между моментами переходов сигнала через заданный уровень. Уменьшение этих интервалов в два и более раз свидетельствует о начале конфликтной ситуации.Измерение длительности интервалов между переходами через заданный уровень с целью. определения начала одновременной работы абонентов производится следующим образом.Выходы счетчиков 10 и 12 соединены со входом дешифратора состояния канала на основе элементов И-НЕ 30, ИЛИ-,НЕ 28,29, триггера 26. Для устранения неоднозначности времени установления счетчиков, в нулевое состояние используется стробирующий импульс, формируемый триггером 27 и подаваемый на стробирующий вход триггера 25. В исходном состоянии триггеры 26, 27 находятся в состоянии лог, 0". Стробирующий импульс формируется следующим образом. Триггер 27 устанавливается в состояние "1" задним фронтом импульса с таймера 2 и устанавливается в исходное состояние импульсом со второго выхода генератора 3. Таким образом, стробирующий импульс формируется уже после срабатывания счетчиков 10-12. Если к моменту формирования стробирующего импульса комбинация на выходе счетчиков 10 и 12 соответствует "Передача пакета", "1", с выхода элемента ИЛИ-НЕ 28 устанавливается триггер 26 в "1" состояние по приходу стробирующего импульса и разрешает прохождение импульсов пересечения нулевого уровня на вход схемы определения начала конфликтной ситуации через элемент И 20 5 В исходное состояние триггер 26 устанавливается при распознавании дешифратором состояния сети "Канал свободен", после этого прохождения импульсов пересечения нулевого уровня через элемент И 20 10 прекращается.Рассмотрим работу схемы определенияначала конфликтной ситуации, В исходном состоянии триггеры 23-25, регистры 16, 18, 31 находятся в состоянии "О". При наличии 15 сигнала разрешения с триггера 25 на элемент И 20 первый импульс пересечения нулевого уровня устанавливает триггер 24 в состояние "1", а счетчик импульсов 15 уста.навливается в исходное состояние (обнуля ется). Стробирующие импульсы с частотой 12заполняют счетчик 15, второй импульс пересечения нулевого уровня через схему И 21 устанавливает триггер 25 в состояние "1", переписывает. кодовую комбинацию с (т) 25 выходов счетчика 15 (число И 1) в регистр 16и сбрасывает счетчик 15 в исходное положение, который начинает вновь заполняться счетными импульсами с первого выхода генератора, Третий импульс пересечения ну левого уровня последовательноосуществляет через схему И 22 запись в регистры 18 и 31 кодовых комбинаций соответственно из регистра 16 (число гч 1) и из счетчика 15 (число й 2 - соответствующее 35 временному интервалу между вторым итретьим импульсами пересечения нулевого уровня. сигнала) и перезапись числа й 2 в регистр 16, Электронные ключи 17 и 32 позволяют исключить младшие разряды (п 1-и) 40 из кодовых комбинаций длиной гп с выходовсчетчика 15 (М) и регистра 16 (М;-1) с целью устранения случайных изменений интервалов отсчетов. Далее процессы измерения продолжаются. Таким образом, в регистре 45 18 запоминается предыдущий (М;-1) отсчет,а в регистре 31 - текущий (М;) отсчет.Схема сравнения работает следующимобразом. Если значение Мь которое запоминается в регистре 31 больше или равно зна чению М(запоминаемому в регистре 18),то на выходе. схемы сравнения - лог."0", а если М М, то на выходе схемы сравнения - лог,"0". При отсутствии конфликтной ситуации (М =- М 1-1) триггер 23 находится в 55 состоянии "О". В случае возникновения конфликтной ситуации значение временного интервала между соседними отсчетами становится меньше (ММ) предыдущего(когда еше нет конфликта), На выходе схемысравнения появится уровень лог,"1", этотуровень установит триггер 23 в единичное вым входом первого элемента И, первый состояние, что является сигналом о начале электронный ключ, второй регистр, комконфликта двух пользователей. В исходное мутатор и первый триггер, последовасостояние триггер 23 устанавливается тельно соединенные второй триггер, .лог."0" с выхода триггера 26, при определе шестой элемент И, третий триггер и седьнии анализатором состояния канала множе- мой элемент И, второй вход которогообъственного доступа состояния "Канал единен с вторым входом шестого свободен". элемента И входом второго триггераЕслиобозначитьчерезЬ - интервал оп-. вторым входом четвертого счетчика и оеделения состояния канала (в известном 10 подключен к выходу пятого элемента И, анализаторе),аТ- период следования этих. последовательно соединенные второй интервалов, определяемый таймером, то электронный ключ, вход которого соедидлительность. одновременной работы двух и нен с выходом четвертого счетчика, и тре,более абонентов до момента обнаружения. тий регистр, второй вход которого будет лежать в пределах Ь = Ь-Т. В пред объединен с вторым входом второго релагаемомустройствеэтовремя определяет- гистра и соединен с выходом седьмого ся периодом несущей (1 я 1 к), элемента И, а выход третьего регистраСледовательно, время неиспользования ка- подключен к второму входу коммутатонала по причине конфликта в устройстве ра, последовательно соединенные эленамного меньше, чем в известном анализа мент И-НЕ, вход которого соединен с торе. Следовательно, предлагаемое реше-, выходом первого счетчика, второй эление позволяет повысить пропускную мент ИЛИ-НЕ, второй вход которого способность КМД. соединен с выходом третьего счетчика,Ф о р м у л а изобретен и я и четвертый триггер. выход которого Анализатор состояния канала множест-. 25 подключен к второму входу первого венногодоступа поавт,св. %1443186,отли- триггера и второму входу пятого элеч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения мента И, третий элемент ИЛИ - НЕ, выход достоверности анализатора первый выход которого подключен к второму входу четгенератора тактовых импульсов подключен вертого триггера, а входы соединены сок первому входу введенного четвертого ЗО ответственно с выходом первого счетчика, кроме того, введены последова- счетчика и выходом третьего счетчика, тельно соединенные первый регистр, пер- пятый триггер, один вход которого соедивый вход которого соединен с выходом нен с выходом таймера. другой вход - с четвертого счетчика. а второй вход соеди- выходом генератора тактовых импульнен с выходом введенного пятого элемента 35 сов, а выход подключен к третьему входу И, первый вход которого соединен с пер- четвертого триггера.1727202 оставитель А.Лари ехред М,Моргентал ов Корректор ЛЯа ельдма едакто аз 1283 ВНИИПИ Г ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарин Производственно Тираж ственного комитета.по изо 113035, Москва. Ж, РаГ)одписноеретениям и открытиям ори ГКНТ СССРшская наб,. 4/5101