Устройство для управления передачей данных по радиоканалу

790 О 37 ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКЕСПУБЛИК 04 70 5 ДВ ч О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1 (21) 4809237/09. (22) 02.04.90 (46) 23.01.93. Бюл, йю 3 .(71) Московское приборостроительное конструкторское бюро "Восход" (72) С.С.Мощицкий, С.Н.Ткаченко, Г.Н,Тимонькин, В.С.Харченко, Р,И.Могутин и В.А.Ткаченко (56) Авторское свидетельство СССР М 1739501, кл. Н 04 1 7/00, 1989, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ ПО РАДИОКАНАЛУ (57) Изобретение относится к технике передачи данных и может быть использованоЦ при построении информационно-вычисли.тельных сетей на основе широковещатель- ной пакетной радиосвязи. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем контроля работоспособности следующего по очереди абонента, Устройство для управления передачей данных по радиоканалу содержит счетчик 1 импульсов, дополнительный счетчик 2 импульсов, триггер 3, дополнительный триггер 4, элемент И 5, дополнительный элемент И 6, элемент ИЛИ 7, элемент ИЛИ-НЕ 8, первый второй дополнительные- элементы ИЛИ 9 и 10, генератор 11 тактовых импульсов и формирователь 12 импульсов. 2 ил.1790037 Рвх = Ртс С учетом (2) вьракение (1) преобразуеттора соединен со вторым входом элемента И, Недостатками этого устройстваявляются " ся к видунизкая надежность и узкая область применения. Причиной низкой надежности прото Рпр = 2 Ртс" Ртс .2(3) типа является отсутствие в его структуретехнических средств, которые позволяли бы"Из соотношения (3) следует, что надежобеспечить работоспособность устройства ность устройства-прототипа существенно независимо отвнешнихфакторов. Рассмот- снижается в связи с отсутствием средств рим этй обстоятельства более детально. 51 обеспечения работоспособности при отсутУказанный прототип предназначен для ис- ствии информации на входе устройства изпользования в составе информационно-вы- за отказа устройства, получившего право на числительной сети на основе передачу. Поэтомуцельюизобретения явля- широковещательной пакетной радиосвязи. ется повышение надежноСти работы устПри этом алгоритм функционирования, под- ройства путем контроля работоспособности 3Изобретение относится к технике пере- держиваемый техническими средствами дачи данных и может быть использовано прототипа, в общем виде состоит в следуюпри построении информационно-вычисли- щем: в сети существует строго заданная очетельйых сетей на основе широковещатель- редь между узлами на занятие среды ной пакетной радиосвязи, . 5 передачи, При этом узел сети, владеющийИзвестно устройство, содержащее пер-правом на занятие среды передачи, передавый, второй и третий триггеры, Синхрониза- . ет пакет, если таковой имеется, либо обязан тор, первый, второй и третий формиро- передать короткий маркер (сигнал несуватели импульсов, первый и второй элемен- щей). Т.е, среда передачи должна быть обяты запрета, элемент ИЛИ, элемент И и эле- "0 зательно занята узлом, владеющим правом мент задержкй. Недостатком этого . на передачу, И, кроме того, только через устройства является то, что оно не предотв- занятие среды осуществляется координаращает конфликты, что снижает козффици- ция работы сети в целом, происходит циклиент использования радиоканала, ческий сдвиг очереди й очередной узел сетиИзвестно устройство, содержащее пер- "5 получает право на передачу. Из сказанноговый элемент И, счетчик, блок сравнения, следует,что вслучаеотказаустройства-протриггер цикла передачи, триггер разреше- тотипа,владеющегоправомпередачи,катания передачи, второй элемент И, генератор рый может быть обнаружен другими случаййых чисел, формирователь импуль- . устройствами, например, по отсутствию инсов,элементИЛИ,синхронизаториэлемент 20 формации на входе устройства (в канале задержки, . Недостатком этого устройства связи) сеть не может продолжать нормаль- является низкий коэффициент испальзова- ное функционировайие, что эквивалентно ния радиоканала и отсутствие гарантиро- отказу устройства-прототипа и вычисливанЙого предельного времени ожидания тельной сети в целом. Узкая область приме-передачи., , 25 нения прототипа обусловлена невозможИз"известных устройств наиболее близ- ностью его применения в сетях, работаюкимпотехнической.сущности идостигаемо-щих в реальном масштабе времени, когда му положйтельному эффекту является время на перезапуск и инициализацию при устройство для управления передачей дан- отказе сравнимб с минимальным временем ных по радиоканалу, содержащее счетчик, 30 допустимогопростоя сети.триггер, элемент И, первый и вторОй эле- . Рассмотрим оценку вероятности отказа мейты ИЛИ, элемент НЕ и одновибратор, Рпр устройства-прототипа в зависимости от причем вход"запросасоединен с первымвероятности отказа технических средств входом элемента И с инверснь 1 м входом .,прототипа Ртс,атакжеотвероятностиотсуттриггера, выход которого соединен с выхо ствия информации на входе устройства Рвх.дом разрешения передачи и с первым вхо- Беличйна Рпр определяется выракением; дом первого элемента ИЛИ, выход которогоявляется выходом управления включением Рпр-: Ртс+ Рах - Ртс Рвх (1) передатчика, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом одновибратора вход не .," .Поскалькузначение величины Рвх опресущей соединен ссчетным входом счетчика деляется отказом устройства, владеющего и первым входом второго элемента ИЛИ, правом передачи Р,с, то справедливо следу- остальные входы которого соединены свы. ющее равенствоходами счетчика, а выход соединен со вхо дом элемента НЕ, выход которого соединен 45 , (2) с входом одновибратора, выход одновибра 1790037следующего по очереди абонента. При использовании изобретения может быть получен положительный эффект, заключающийся в снижении вероятности отказа устройства. Сущность изобретения состоит в повышении надежности работы устройства за счет органиэации контроля работоспособности следующего по очереди узла сетй, узлом (устройством), осуществляющим передачу в свою очередь и передачи им короткого импульса (несущей) синхронизи- рующего работу сети, при фиксации отказа следующего узла.Сущность изобретения реализуется путем введения следующей совокупности конструктивных признаков; дополнитель. ных счетчика импульсов, триггера, элемента И, первого и второго элементов ИЛИ и генератора тактавых импульсов.На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.Устройство для управления передачей данных по радиоканалу содержит счетчик 1 импульсов, дополнительнйй счетчик 2 импульсов, триггер 3, дополнительный триггер 4, элемент И 5, дополнительный элемент И6, элементы ИЛИ 7, ИЛИ-НЕ 8, первый 10 и второй 9 дополнительные элементы ИЛИ, генератор 11 тактовых импульсов и формирователь 12 импульсов, входы 13 сигнала запроса и сйгнала несущей устройства, выходы 15 сигнала разрешения передачи и 16 сигнала управления включением передатчика. Входы счетчика 1 соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ 8, формирователь 12 импульсов последовательно соединен с элементом ИЛИ 7, другой вход которого соединен с выхОдом триггера 3, инверсный вход которого соединен с первым входом эле-мента И 5 и является входом 13 сигналазапроса устройства, Выходом 15 сигнала разрешения передачи и выходом 16 сигнала управления включением передатчика устройства являются соответственно выход . триггера 3 и выход элемента ИЛИ 7. В ыход формирователя 12 импульсов через элемент И 5 соединен со входом единичного сигнала триггера 3. Счетный вход счетчика 1 импуль-.сов является входом 14 сигнала несущей устройства, Дополнительные триггер 4, первый элемент ИЛИ 10 и счетчик 2 импульсов соединены последовательно. Выход дополнительного элемента И 6 соединен с входом генератора 11 тактовых импульсов, второй дополнительный элемент ИЛИ 9 включен между выходом элемента ИЛИ.-НЕ 8 и входом формирователя 12 импульсов. Счетный выход счетчика 1 импульсов соединен со входом синхронизации дополнительноготриггера 4 и с первым входом дополнительного элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом дополнительного триггера 4, информационный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 7. Выходэлемента ИЛИ-НЕ 8 соединен с дополнительным входом элемента И 5. Выход формирователя 12 импульсов соединен с другими входом дополнительйого элемента10 ИЛИ 10, а выход дополнительногосчетчика 2 импульсов соединен с другим входомвторого дополнительного элемента ИЛИ 9. Устройство работает следующим образом 15 20 2530 3540 45 50 В исходном состоянии счетчик 2, триггеры 3 и 4 обнулены, в счетчике 1 записан код номера данного устройства в сети (цепи начальной установки на фиг, 1 условно не показаны), Каждое из аналогичных устройств в сети имеет свой индивидуальный номер, поэтому в различных устройствах счетчики 1 будут находиться в различных состояниях, Работусети после включения начнетустройство, счетчик 1 которого будет установлен в нулевое состояние. Рассмотрим работу одного, например, М-го устройства. После включения сети устройство контролирует наличие внешнего сигнала несущей на входе 14 устройства. При каждом появленииединичного сигнала на входе 14 несущей устройства, что свидетельствуето передаче в канале (в общем случае другим узлом), счетчик 1 по заднему фронту этого сигнала будет уменьшать свое состояние на единицу, Пусть в текущий момент времени в счетчике рассматриваемого устройствахранится единица см, фиг, 2 а), а на входе 13запроса устройства присутствует единичный сигнал; означающий наличие пакетадля передачи у абонента. По окончании очередного занятия канала(на входе 14 сигнала несущей устройства сформируется задний фронт единичного сигнала). Счетчик 1 уменьшит свое значение до нуля. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 8 появится единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 9 поступит на вход одновибратора 12 и по его переднему фронту последний сформирует единичный импульс. Импульс, сформированный формирователем 12 импульсов поступит через элемент ИЛИ 7 на выход 16 сигнала управления устройства (в результате чего включится передатчик) и через открытый элемент И 5 на единичный входтриггера 3. По этому импульсу триггер 3 перейдет в единичное состояние и единичный сигнал с его выхода поступит на выход 15 разрешения устройства, разрешая передачу пакета абоненту, и, кроме того, на вход элемента ИЛИ 7. Поэтому после окончания17900377 8импульса, сформированного формировате- венного занятия канала до первой передачи лем 12 импульсов на выходе 16 сигнала уп- другим узлом сети, При получении устройстравления устройства по-прежнему будет вом права на передачу(в счетчике 1 - ноль) прйсутствовать единичный сигнал и пере- и отсутствии у абонента пакета для переда- датчик остается включенным. После переда чи (см. фиг, 2 б) устройство функционирует чи пакета абонент снимает единйчныйаналогично тому, как и при наличии пакета сигнал со входа 13 запроса устройства, у абонента. Разница заключается в том, что Триггер 3 обнулится, на выходе 16 управле- на входе 13 сигнала запроса присутствует ния йропадет единичный сигнал и передат- нулевой сигнал, блокирующий триггер 3 и чик выключается. На входе 14 сигнала 10 элемент И 5, Поэтому на выход 16 сигнала несущей устройства сформируется задний управления устройства поступит только имфронтедиййчного сигнала и счетчик 1 изме- пульс, сформированный формирователем н Рт свое состояйие на (М -1) - (т,к, счетчик 1 12 импульсов, и передатчик будет включен циклический). Таким образом; осуществля-на время равное. длительности этого имется передача информации, До момента 15 пульса. Таким образом; при отсутствии инполученйя устройствомправа на передачу формации для передачи у абонента будет (нулевое состояние счетчика 1) схемаконт- передан короткий импульс несущей, благо- роля,состоящая из счетчика 2, триггера 4, даря чему произойдет циклический сдвиг элементов И 6 и ИЛИ 10, генератора 11 очереди в сети и устройство начнет конт-тактовых импульсов - блокирована, т.к. 20 роль работоспособности следующего потриггер 4 будет находиться в нулевом саста-очереди узла, Если до истечения заданногоянии и на вход сброса счетчика 2 будет по- времени на входе 14 сигнала несущей уст стоянно поступать единичный сигнал. При ройства не появится единичный сйгнал (что ; получении устройством права на передачу будетсвидетельствовать об отказе следую(см. фиг, 2 а) на выходе 16 сигналауправле щего по очередй узла сети), то на выходе ния устройства появится единичный сигйал," счетчика 2 появится единичный сигнал (см.который поступит на ийформационный вход фиг. 26), Сигнал, сформированный на выхотриггера 4. Включение передатчика по это- де счетчика 2 поступит через элемент ИЛИ му сигналу йриведет к появлению на входе 9 на вход формирователя 12 импульса и он 14 сигнала несущей устройства единичного 30 по его переднему фронту сформирует едисигнала, по переднему фронту которого внйчнйй импульс. В результате передатчик триггер 4 запишется единица и на входе "окажетсявключеннымнавремяегодлительсбросасчетчика 2 пропадет. единичный сиг- ности и очередь продвинется еще на едининал, При появлений заднего фронта единиц- цу. Кроме того, импульс с выхода ного сигнала на входе 14 несущей 35 формирователя 12 импульсов поступитче. устройства на выходе элемента И 6 йоявйт-" рез элемент ИЛИ.10 на вход сброса счет- .ся единица и генератор 11 начнет формиро-. чика 2 й обйулит его - начнется очереднойваниена своемвыходе последовательности цикл контроля. При зайятии канала другим,тактовых импульсов, число которых будет узлом (т.е, работоспособным узлом) койт "подсчитывать счетчик 2,"При появлении на 40 роль прекращается как в ситуации описанвходе 14 сигнала несущей устройства.оче- ной ранее. Таким образом, устройство, редногосигнала,появйвшегосядо пойвле- передающее пакет(или корот,:ий импульс)ния-сигйала на выходе счетчика 2 и начинает контроль состояния следующегообусловленного передачей в канале другим по очереди узла сети. В случае.его отказа узлом,"в триггер 4 запишется ноль (т.к. на 45 оно формирует короткий импульс, коордиего информационном входе будет присутст- нирующий работу сети. Передача функциивовать нулевой сигнал) и на входе сброса координации работы сети передается персчетчика 2 появится блокирующий единиц- вому работоспособному узлу сети, следуюный сигйал, Такимобразом, контроль за ра- щему в очереди после данного (т.е.ботоспособностью очередного узла сети 50 контроль прекращается при первом заняосуществляется устройством после собст- тии канала другим узлом),11:..Формула изобретения Устройство для управления передачейданных по радиоканалу, содержащее последовательно соединенные счетчик импульсов и элемент ИЛИ-НЕ, последовательносоединенные формирователь импульсов и эле-. мент ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом триггера, инверсный вход которого1790037 10 Составитель Р.МогутинРедактор Т,Шаговз Техред М;Моргентал рректор С,Па аказ 352 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор гарина, 101 соединен с первым входом элемента И и является входом сигнала запроса устройства, выходом сигнала разрешения передачи и выходом сигнала управления включением передатчика которого являются соответственно выход триггера и выход элемента ИЛИ, выход формирователя импульсов через элемент И соединен с входомединичного сигнала триггера, причем счетный вход счетчика импульсов является входом сигнала несущей устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем контроля работоспособности следующего по очереди абонента, введейы последовательно соединенные дополнительные триггер, первый элемент ИЛИ и счетчик импульсов, последовательно соединенные дополнительный элемент И и генератор тактовых импульсов, а также второй дополнительный элемент ИЛИ, включенный между выходом элемента 5 ИЛИ-НЕ и входом формирователя импульсов, при этом счетный вход счетчика импульсов соединен с входом синхронизации дополнительного триггера и с первым входом дополнительного элемента И, второй 10 вход которого соединен с выходом даполнител ьного триггера, ийфо рмацио нный вход которого соединен с выходом элемента И, выход формирователя импульсов соединен с другим входом дополнительного элемента15 ИЛИ, а выход дополнительного счетчика импульсов соединен с другим входом второгодополнительного элемента ИЛИ.