Устройство для управления передачей данных по радиоканалу

СОЮЗ СОВЕТСНИХссацщпмивижРЕСПУБЛИК Щ)5 Н 04 ГОСУДАРСТ 8 ЕКНЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГННТ СССР КОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ЕТЕНИ ВТОРСНС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ ПО РАДИОКАНАЛУ(57) Изобретение относится к.техникепередачи дискретной информации. Цельизобретения - повышение пропускнойспособности радиоканала путем уменьшения числа столкновений запросов различных абонентов. Устройство содержитэлемент 1 запрета, формирователь 2,801578827 А 1 импульсов, элемент ИЛИ 3, формирователь 4 импульсов, элемент 5 запрета, элемент И 6, формирователь 7 импульсов, элемент 8 задержки, триггеры 9-11, синхронизатор 12, реверсивный счетчик 13, дешифратор 14, блок 15 управляемой задержки, параллельный регистр 16, дешифратор 17, блок 18 мультиплексоров, блок 19 генераторов случайных чисел, формирователь 20 импульса при включении питания, элемент ИЛИ 21,элемент 22 задержки, элемент 23 запрета,. формирователь 24 импульсов, элемент И 25, линию 26 задержки, формирователь 27 импульсов. Передача начинается при подаче на вход запроса устройства сигнала запроса передачи, Введенные 3 блоки позволяют уменьшить число столкновений запросов различных абонентов.ил.35 изобретение относится к технике передачи дискретной информации и можетбыть использовано при построении сетей передачи данных на основе широко 5вещательной пакетной радиосвязи.Цель изобретения - повышение пропускной способности радиоканала путемуменьшения числа столкновений запросов различных абонентов, ОНа чертеже представлена структур-.ная электрическая схема предлагаемогоустройства,Устройство для управления передачей данных по радиоканалу содержит 5первый элемент 1 запрета, первый формирователь 2 импульсов, первый элементИЛИ 3, второй формирователь 4 импульсов, второй элемент 5 запрета, первыйэлемент И 6, третий формирователь 7импульсов, первый элемент 8 задержки,первый, второй и третий триггеры 9-11,синхронизатор 12, реверсивный счетчик 13, первый дешифратор 14,блок 15управляемой задержки, параллельный ре".истр 16, второй дешифратор 17, блок 18мультиплексоров, блок 19 генераторовслучайных чисел, Формирователь 20 импульса при включении питания, второйэлемент ИЛИ 21, второй элемент 22задержки, третий элемент 23 запрета,четвертый Формирователь 24 импульсов,второй элемент И 25, линию 26 задержки и пятый формирователь 27 импульсовУстройство работает следующим образом,При включении питания формирователь 20 импульса при включении питания вырабатывает короткий импульс,подаваемый на установочные входы генераторов псевдослучайных последовательностей (не показан) блока 19 генераторов случайных чисел, производя ихначальное заполнение (любое отличноеот нулевого), Кроме того, этим импульсом сбрасывается ренерсивный счет чик 13 и нулевая комбинация с еговыходов, подаваемая на адресные входымультиплексоров блока 18 мультиплексо 50ров, заставляет подключить к выходаммультиплексоров входы, на которые подаются логические нули из блока 19 генераторов случайных чисел. Нулеваякомбинация с выходов реверсивногосчетчика 13 дешифрируется вторым де 55шифратором 17, на втором выходе которого появляется сигнал, блокирующийработу третьего элемента 23 запрета. После этого импульсом с выхода формирователя 20, прошедшим через второй элемент ИЛИ 21 и задержанным на время, определяемое вторым элементом 22 задержки, производится запись в параллельный регистр 16 нулевоч комбинации с выходов блока 13 мультиплексоров. Появляется сигнал на нулевом выходе первого дешифратора 14, и в блоке 15 управляемой задержки устанавливается путь сигнала, соответствующий его нулевой задержке, Кроме этого, импульсом с выхода формирователя 20 устанавливаются единица в первом разряде линии 26 задержки и нули в остальных разрядах.В.исходном состоянии контролируется наличие внешнего сигнала несущей на первом входе первого триггера 9. При появлении этого сигнала, что свидетельствует о начале передачи другим абонентам, первый триггер 9 устанавливается в состояние, при котором блокируется появление выходного сигнала первого элементазапрета. После сброса внешнего сигнала несущей на выходе третьего формирователя 7 импульсов появляется сигнал. который через время, определяемое элементом 8 задержки, устанавливает первый триггер 9 н исходное состояние, Величина задержки, обеспечиваемая элементом 8 задержки, ранна максимальному времени распространения радиосигнала между абонентами.При необходимости начать передачу абонент подает на вход запроса передачи устройства, т.е. на третий вход первого элемента 1 запрета, сигнал запроса передачи. Работа пернсго элементазапрета тактируется импульсами, поступающими на второй вход элемента 1 запрета от синхронизатора 12 с периодом следования, равным максимальному времени распространения радиосигнала между абонентами. Если на первый вход первого элемента 1 запрета поступает сигнал с первого триггера 9, то абонент, не снимая сигнала запроса, . ожидает установки первого триггера 9 н исходное состояние. После сброса первого триггера 9, а также когда при поступлеиии сигнала он находится н исходном состоянии по тактирующему сигналу от синхронизатора 12 на выходе первого элемента 1 запрета появляется сигнал, по переднему фронту которого первый фор5157 мирователь 2 импульсов вырабатывает сигнал длительностью, равной удвоенному периоду следования импульсов синхронизатора 12Этот сигнал, проходя через блок 15 управляемой задержки (в начальный момент - с нулевой задержкой, в другий последующих случаях - с задержкой, определяемой состоянием реверсивного счетчика 3 и состоянием соответствующего генератора псевдослучайной последовательности блока 19 генераторов случайных чисел, выбираемого в блоке 18 мультиплексоров), поступает через первьй элемент ИЛИ 3 на выход включения передатчика устройства и обеспечивает включение передатчика на время своей длительности.Синхронизаторы 12 во всех устройствах генерируют импульсы синхронно.Допустим, что сигнал включения передатчика (не показан) выдало только одно устройство, тогда в момент появления на первом входе второго элемента 5 запрета сигнала с выхода второго формирователя 4 импульсов, вырабатываемого по заднему фронту сигнала с выхода первого формирователя 2 импульсов, прошедшего через соответствующий путь в блоке 15 управляемой задержки, на втором входе второго элемента 5 запрета внешний сигнал несущей.отсутствует и, следовательно, на выходе этого элемента запрета появляется сиг нал, устанавливающий второй триггер 10 в состояние, при котором на выходеустройства появляется сигнал разрешения передачи. При этом сигнал с выхо да второго триггера 10 поступает на .второй вход элемента ИЛИ 3, что приводит к появлению на его выходе сигнала, а следовательно,и на выходе устройства появляется сигнал включения передатчика. Одновременно сигнал с выхода второго элемента 5 запрета поступает на первый вход третьего элемента 23 запрета. Если реверсивный счетчик 13 находится в нулевом состоянии, например, в начальный момент или в один из последующих, то логическая единица на втором (нулевом) выходе второго дешифратора 17 блокирует появление сигнала на выходе третьего элемента 23 запрета и уменьшение содержимого реверсивного счетчика 13. Та-. ким образом, при успешной передаче данного абонента (без столкновений в радиоканале) содержимое реверсивного 8827 6счетчика, если оно было нулевым,не изменяется. В этом случае состояние первого дешифратора 14 не измейяется и в блоке 15 управляемой задержки сохраняется путь сигнала, соответствующий нулевой задержке.Если реверсивный счетчик 13 находится (при успешной передаче данного абонента) в нулевом состоянии, то третийэлемент 23 запрета разблокирован иимпульс с выхода второго элемента 5запрета, пройдя через третий элемент 23 запрета на вход уменьшения содержимого реверсивного счетчика 3,уменьшая его содержимое на единицу.После окончания передачи данныхабонент снимает с входа устройствасигнал запроса, что приводит к установ ке в исходное состояние второго триггера 10.В общем случае сигнал запроса может быть выдан несколькими абонентами одновременно. Следовательно, и 25 сигнал с выхода первого формирователя 2 импульсов, а следовательно,вобщем случае и сигнал включения передатчика могут .выработать одновременнонесколько устройств. Тогда по заднему 30 фронту сигнала с первого формирователя 2 импульсов на первом входе первого элемента И 6 присутствует сигналнесущей в течение максимального времени распространения радиосигнала междуабонентами, включающими в это времясвои передатчики. Это позволяет распознать ситуацию столкновения при попытке передачи, Для этого по заднемуфронту сигнала с выхода первого форми О рователя 2 импульсов на выходе второго формирователя 4 импульсов появляется сигнал, а следовательно, ина выходе первого элемента И 6 появляетсясигнал, который, поступая на вход пря мого счета реверсивного счетчика 13,увеличивает его состояние на единицу,Задержанным импульсом с выхода второго элемента 22 задержки в параллельный регистр 16 записывается число свыхода блока 18 мультиплексоров, Таккак содержимое реверсивного счетчи.ка 3 увеличивается, то, следовательно, на блок. 18 поступает большее значение адреса, поэтому к выходу блока 18 подключаются те входы мультиплексоров, которые соответствуют выходам генератора псевдослучайной по-,следовательности блока 19, вырабатывающего диапазон чисел большей абсо 1578827 в5 О лютндй значимости, у которого меньше старших. разрядов дополнено нулями, т.:е.-более удаленного от сплошной нулевой комбинации. Таким образом, в параллельный регистр 6 записывается такое число, которое, будучи дешифрировано первым дешифратором 14, обеспечивает с определенной вероятностью (определяемой свойствами генераторов псевдослучайных носледовательностей блока 19) путь сигнала через блок 15 с большим значением задержки при последующей попытке передачи. Задержка, обеспечиваемая вторым элементом 22 задержки, выбирается исходя из следующего; фронты сигнала, вырабатываемого первым формирователем 2 импульсов, привязаны к моментам появления соответствующих импульсов последователь, с ности с выхода синхронизатора 12. Из- менения состояния генераторов псевдослучайных последовательностей бло" ка 19 генераторов случайных чисел про" исходят в моменты появления импуль сов с выхода синхронизатора 12, Состояния сигналов на входах блока 18 мультиплексоров соответственно изменяются в эти же или близкие к ним моменты времени. Если задержка сигнала в блоке 15 будет нулевой или кратной периоду последовательности с выхода синхронизатора 12, то импульсы с выхода второго формирователя 4 импульсов через первый элемент И 6 вызывают срабатывание реверсивного счетчика 13 примерно в те же моменты. Поэтому, чтобы обеспечить точную запись числа иэ блоков 19 через блок 18 в параллельный регистр 16, надо обеспечить 40 задержку сигнала записи в параллельный регистр 16 на время, достаточное для окончания всех переходных процессов при переключениях в указанных цепях относительно импульсов с выхода синхронизатора 12 и второго формирователя 4 импульсов.Если перед столкновением устройство несколько раэ осуществляло успешные передачи, то, если реверсивный счетчик 13 был в нулевом состоянии, после первого столкновения он переходит в состояние, соответствующее выдаче первого адреса на адресные входы блока 18 мультиплексоров, и тогда к входам параллельного регистра 16 подключаются выходы первого генератора блока 19 генераторов случайных чисел. Если перед столкновением устройство несколько раз осуществляло успешные передачи, а реверсивный счетчик 13 был не в нулевом состоянии, то содержимое реверсивного счетчика 13 уменьшается с каждым импульсом от второгоформирователя 4 импульсов, приходящимчерез второй и третий элементы 5 и 23 запрета. После перлогоже столкновения содержимое реверсивного счетчика 13 увеличивается на единицу и, будучи выданным в качестве адреса в блок 18, определяет запись в параллельный регистр 16 по импульсу с выходов первого элемента И 6, второго элемента ИЛИ 21 и второго элемента 22 задержки случайного числа с выходов определенного генератора блока 19 генераторов случайных чисел.Генераторы блока 19 изменяют свои состояния по импульсам с выхода синхронизатора 12, Количество Ю генера- торов блока 19 однозначно связано с разрядностью Я реверсивного счетчика 13 как Н = 2 , где И включает в себбяи нулевой генератор, т. е группу выходов с постоянными нулевыми значениями на них, Разрядность всех генераторов (не показаны) выбирается различной (возрастающей от генератора к генератору) и затем выравнивается до К путем добавлений старших постоянно нулевых разрядов, Тогда количество групп входов блока 18 булет равно К, а разрядность каждой группы - Н. Количество мультиплексоров в блоке 18 и, соответственно, разрядность параллельного регистра 16, а также количество входов первого дешифратора 14 будет равно К. Число выходов первого дешифратора 14, т.е. число различных путей прохождения сигнала с разными задержками, включая нулевую, л блоке 15 бу-. дет равно 2. При нулевом содержимом реверсивного счетчика 13 в блоке 15 выбирается путь с нулевой задержкой, при ненулевом " путь с задержкой шЬ 1., где С - элементарная градация задержки, значение которой выбирается на этапе инженерной реализации устройств в зависимости от количества станций, предполагаемой интенсивности их ра" боты, расстония между станциями и т.п.; ш- случайное число, вырабатываемое 1-м генератором блока 19 в диапазоне от 1 до М разрядности К, Значение М - максимально возможное число, вырабатываемое 1-м генератором, увеличивается с увеличением по78827 10му в нем числу (единицы во всех разрядах), это сигнализирует устройствуо перегрузке в сети. В этом случаепоявляется сигнал на первом выходевторого дешифратора 17, по переднемуфронту которого четвертый формирователь 24 импульсов вырабатывает короткий импульс, устанавливающий третийтриггер 11 в состояние, при которомоткрывается второй элемент И 25 иэаблокируется первый элемент 1 запрета. Через открытый второй элементИ 25 на вход сдвига линии 26 задержки начинают поступать импульсы с выхода синхронизатора 12, обеспечиваясдвиг единицы в ней. Длина линиизадержки выбирается на этапе инженер.ной реализации исходя иэ количества 2 О станций, интенсивности их работы ит.п. так, чтобы, например, у первого абонента она была самой короткой,у второго - на один или несколькотриггеров больше и т.д., с тем чтобы 25 способствовать разнесению моментаразблокирования у них первых элементов 1 запрета после завершения задержки, вызванной перегрузкой в сети, ав конечном счете с учетом случайного 30выбора задержки в блоке 15 способствовать уменьшению вероятности их одновременного выхода на передачу. 9 15 рядкового номера 1 генератора, изме няющегося с учетом нулевого генерато. ра, изменяющегося с учетом нулевого генератора от 0 до М. Увеличение И дбстигается за счет увеличения разрядности используемых генераторов и соответственного уменьшенияколичества нулевых старших разрядов, добавляемых к числу, вырабатываемому данным генератором,для доведения его разряднос" ти до К, Конкретные значения числа генераторов Н, т.е. и емкость реверсивного счетчика 13, и разрядности чисел К, выбираются на этапе инженерной реализации устройств с учетом количества станций в сети, предполагаемой интенсивности их работы, предполагаемого .порога перегрузки сети, и т.п.; так чтобы произведение шЬй обеспечивало, с одной стороны, минимальную вероятность столкновения сообщений в радиоканале, с другой стороны, не приводило к существенному увеличению задержки сообщений в сети, В этом случае с учетом случайного и независимого характера возникновения запросов у абонентов и, следовательно, случайного изменения содержимого реверсивного счетчика 13, а также с учетом случайного характера формируе" мых генераторами блока 19 чисел выбираемые в блоках 15 различных станций задержки сигналов при первом же и любом столкновении будут различными для участвующих в конфликте абонен. тов, Это, в отличие от линейного н одинакового для всех конфликтующих абонентов наращивания задержки, свойственного.известному устройству, позволяет уменьшить вероятность после- дующих столкновений без снятия при . этом запросов абонентами.Поэтому при обнаружении столкновения и выборе иовсго значения задержки в блоке 15 после разблокировки первого элемента 1 запрета первым триггером 9 вновь вырабатывается сигнал первым формирователем 2 импульсов и с учетом задержки в блоке 15 сигнал включения передатчика и т.д.После осуществления успешной (без столкновений) передачи абонент снима. ет сигнал запроса передачи, что приводит к установке в исходное состояние второго тригера 10.1Если в процессе работы реверсивный счетчик 13 достигает состояния, соответствующего максимально возможноПри появлении сигнала логическойединицы в последнем разряде линии 26 35 задержки по его переднему фронту пятый формирователь 27 импульсов вырабатывает короткий импульс, устанавливающий третий триггер 11 в исходноесостояние. Второй элемент И 25 закры 4 Овается, продвижение единицы в линии 26задержки останавливается, разблокируется первый элемент 1 запрета. Работаустройства возобновляется. При этомвначале в блоке 15 имеет место задерж- .45 ка, соответствующая случайному числу,выработанному старшим из генераторовблока 19, так как при достижении реверсивным счетчиком 13 максимальногоссстояния, соответствующего перегруз О ке, оно было подано в качесте адресана адресные входы блока 18,.а посксльку максимальное состояние в ре-версивном счетчике 13 могло быть достигнуто только после очередного столкновения, то этот адрес определяеткоммутацию в блоке 18 выходов старшего генератора блока 19 на входы параллельного регистра 16. Если при возобновлении работы происходит успешнаяФормула изобретенияУстройство для управления передачей данных по радиоканалу, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, первый элемент запрета, первый формирователь импульсов, блок 25 управляемой задержки, к управляющим входам которого подключены выходы первого дешифратора, и второй формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу второго эле- мента запрета и к первому, входу первого элемента И, второй вход которогосоединен с вторым входом второго элемента запрета, с первым входом первого триггера и с входом третьего формирователя импульсов, выход которого через первый элемент задержки подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента запрета, третий вход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго элемента запрета и с одним входом первого элемента ИЛИ, к второму входу которого под-. 15 ключен выход блока управляемой задержки, и третий триггер, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повьппения пропускной способности радиоканала путем уменьшейия числа столкновений запросов различных абонентов, 1 50 1 15788 передача, то содержимое ревер:; нного счетчика 13 уменьшается. Если сразу происходит столкновение, то вначале содержимое реверсивного счетчика 13 становится равным нулю и при последу ющих столкновениях начинает вновь увеличиваться. При очередном достижении .им максимального состояния импульсом с выхода четвертого формирсвателя 2 ч устанавливается третий триггер 11,10 открывается второй элемент И 25 пер-. вым импульсом с него единица в линии 26 задержки перемещается из по. следнего разряда, где она оставалась по окончании предшествующей ситуации перегрузки, в первый и вновь начинает продвигаться и т.д. 27 12введены четвертый ч пятый формирователи импульсов, второй дешифратор, блок мультиплексоров, блок генераторов случайных чисел, второй элемент И, линия задержки, реверсивный счетчик, формирователь импульса включения питания, третий элемент запрета и последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, второй элемент задержки и параллельный регистр, выходы и информационные входы которого соединены соответственно с входами первого дешифратора и с выходами блока мультиплексоров, адресные и информационйые входы которого соединены соответственно с выходами реверсивного счетчика, которые подключены к входам второго дешифратора, и с выходами блока генераторов случайных чисел, сдвиговый и установочные входы которого со" единены соответственно с выходом синх" ронизатора, который подключен к первому входу второго элемента И, и с выходом формирователя импульса включения питания, который подключен к сбросовому входу реверсивного счетчика, первый счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, к первому входу второго элемента ИЛИ второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, и к установочным входам линии задержки, выход которой соединен с входом пятого формирователя импульсов, выход которого подклю- чен к первому входу третьего триггера, и с сигнальным входом линии задержки, к сдвиговому входу которой подключен выход второго элемента И, второй вход которого соединен с четвертым входом первого элемента запрета .и с выходом третьего триггера, к второму входу которого подключен выход четвертого формирователя импульсов, вход которого соединен с первым выходом второго дешифратора, второй выход которого подключен к первому ,входу третьего элемента запрета, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго элемента запрета и с вторым счетным входом реверсивного счетчика.