Способ и устройство управления передачей пакетов данных в канале связи общего пользования

 

Изобретение относится к связи, а именно к технике передачи данных и может быть использованы в сетях радиосвязи с пакетной передачей информации. Достигаемый технический результат - обеспечение при приоритетной передаче (ПД) в условиях высокой информационной нагрузки более высокой пропускной способности канала общего пользования (КОП). При генерировании с заданной вероятностью сигнала разрешения ПД предварительно на m-й установке пакетной радиосвязи (УПР), где m = {1, 2 ..., М}, формируют сигнал номера k-го приоритета ПД длительностью ΔT_mk, где k ∈ {1,2,..., K}, К - номер низшего приоритета ПД, причем ΔT_m1 >...> ΔT_mk и 0 < ΔT_mk < T, где Т - длительность такта работы КОП, и случайный импульс длительностью Δt_c, с равновероятным законом его . распределения на временном интервале ]0,T[. При выполнении условия Δt_c ∈ ]0, ΔT_mk[ передают ПД k-го приоритета, в противном случае или при наличии сигнала занятости действия по формированию сигнала разрешения передачи повторяют в n последующих тактах, где n = D · k, а P - число тактов работы УПР в сети, при которых с заданной вероятностью Р передача ПД первого приоритета происходит хотя бы один раз, при этом сигнал номера k-го приоритета ПД формируют k-раз по D тактов с соответствующими длительностями ΔT_mk,..., ΔT_m1. Устройство содержит счетчик, формирователь длинных импульсов, триггер, синхронизатор, элементы ИЛИ, генератор сигналов разрешения передачи, блок сравнения, два элемента ЗАПРЕТ, D-триггер, регистр сдвига, линию задержки, блок элементов И, дешифратор, К дозаторов импульсов, инкреминатор и блок считывания. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретения объединены единым изобретательским замыслом, относятся к области связи, а именно к технике передачи данных и могут быть использованы в сетях радиосвязи с пакетной передачей информации.

В радиосетях передачи данных с целью улучшения эффективности использования общего частотно-временного ресурса канала связи применяют различные методы и, в частности, метод, основанный на коммутации пакетов [1, с.6-10]. Использование этого метода позволяет всем установкам пакетной радиосвязи (УПР), работающим в системах управления, коллективно использовать выделенную общую для всех рабочую частоту приема-передачи канала связи (такие каналы связи называются каналами связи общего пользования (КОП)). В этом случае УПР сети осуществляют передачу пакетов в любые моменты времени независимо друг от друга. Однако в случае одновременной передачи пакетов данных (ПД) несколькими УПР в КОП происходят наложения во времени пакетов данных, приводящие к их столкновениям. Такие ситуации называются конфликтными. Возникающие столкновения искажают передаваемую информацию и не позволяют принять ПД. Такие конфликты не позволяют применять ПРС в системах управления, в которых при передаче приоритетной информации (пакетов данных) используется принцип - "своевременно или никогда" [15]. Для уменьшения числа столкновений, а следовательно и вероятности конфликтных ситуаций в КОП используют различные способы управления передачей пакетов данных. В общем случае управление передачей ПД заключается в определении однозначных и обязательных для выполнения всеми УПР сети действий по передачи пакетов данных в канал связи общего пользования.

Известен способ гибкого управления передачей пакетов данных в КОП [2, стр.54]. Данный способ предусматривает следующий порядок действий.

С поступлением на j-ю УПР пакета данных, где j∈{1,2,...N} , а N-общее число УПР, работающих в пакетной радиосети (ПРО), последняя осуществляет прием (или контроль) на рабочей частоте приема-передачи сигнала несущего колебания k-й УПР (где k ≠ j, k∈{1,2,...,N}), который понимается кар: сигнал занятости КОП. Если сигнал занятости не обнаружен, то j-я УПР передает ПД через случайный промежуток времени Δτ_c. В противном случае вышеперечисленные действия повторяются, начиная с момента контроля состояния КОП.

Временные диаграммы состояния КОП для способа с гибким управлением передачей ПД представлены в книге [2, стр. 54].

Известен также способ с "жестким" управлением передачей пакетов данных в КОП, описанный в книге [2, с. 55]. Его отличие от предыдущего заключается в том, что начало передачи ПД в КОП происходит не через случайный промежуток времени с момента окончания сигнала занятости (частоты несущего колебания) на рабочей частоте приема-передачи, а немедленно. При этом способе, так же, как и при предыдущем, после окончания передачи ПД УПР ожидает подтверждение (квитанцию) их приема в специально выделенном интервале времени Δt_ож сразу же после окончания передачи ПД.

В книге [2, стр. 55] представлены временные диаграммы состояния КОП для способа с "жестким" управлением передачей ПД.

Однако указанные аналоги имеют недостатки. Например, обладают невысокой пропускной способностью, что объясняется большим количеством конфликтных ситуаций в канале связи общего пользования при высоком входном информационном потоке ПД циркулирующего в сети пакетной радиосвязи. Процедура управления передачей пакетов данных в КОП не позволяет успешно осуществлять передачу ПД с учетом категорий срочности.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемому способу является способ P-жесткого управления передачей ПД в КОП, описанный в книге [2, с. 57]. Данный способ относится к числу синхронных, и предусматривает потактную работу ПРС с частотой 1/Т, где Т - длительность такта работы сети. В способе-прототипе j-я УПР, на вход которой поступил ПД, вначале осуществляет контроль занятости КОП на наличие сигнала несущей частоты. При отсутствии занятости j-я УПР с вероятностью P начинает передавать ПД, или с вероятностью (1-P) повторяет процедуру, описанную выше в следующем такте ее работы, начиная с момента контроля КОП. Прием квитанции (или подтверждения) аналогичен процедуре, приведенной в способах с гибким и "жестким" управлением передачей ПД в КОП.

Однако способ с P-жестким управлением передачей пакетов данных в КОП так же, как и другие, обладает недостаточной пропускной способностью в условиях высокой информационной нагрузки. Кроме того, способ-прототип не учитывает категории срочности ПД, поступающих на УПР для передачи в КОП. Вследствие этого ПД с различными категориями срочности имеют равные вероятности как быть переданными, так и попасть в конфликтные ситуации в КОП. Такие конфликты приведут к неравнозначным задержкам передачи ПД с различными приоритетами. Например, высокоприоритетный ПД и низкоприоритетный ПД будут обладать одинаковыми вероятностями быть переданными в КОП, тогда как согласно требованиям, предъявляемым к первым, предусматривается их доведение до соответствующей УПР немедленно, а ко вторым - в последнюю очередь.

Известны устройства для управления передачей пакетов данных по радиоканалу.

Так, устройство для управления передачей пакетов данных по радиоканалу [3] содержит последовательно соединенные первый триггер и первый элемент ЗАПРЕТА, а также элемент задержки, элемент И и элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый и второй формирователи импульсов, второй элемент запрета и второй триггер, а также третий формирователь импульсов и третий триггер. Выход синхронизатора подключен к второму входу первого элемента запрета, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ. К второму входу элемента ИЛИ подключен выход второго триггера. Первый вход первого триггера объединен с первым входом элемента И, вторым входом второго элемента запрета и входом третьего формирователя импульсов. Выход последнего через элемент задержки подключен к второму входу первого триггера. Выход второго формирователя импульсов подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего триггера. Второй вход третьего триггера объединен с вторым входом второго триггера и третьим входом первого элемента запрет.

Однако известное устройство имеет следующие недостатки. Так, устройство обладает низкой пропускной способностью и не позволяет при высокой информационной нагрузке в КОП уменьшить вероятность возникновения конфликтных ситуаций (перекрытия пакетов данных во времени) между УПР при передаче ПД с различной категорией срочности. Кроме того, после неудачной передачи ПД в КОП на вход устройства необходимо повторно подать команду ЗАПРОС ПЕРЕДАЧИ с целью возобновления процесса, доведения ПД до соответствующей УПР.

Наиболее близким по своей технической сущности является устройство, описанное в [4].

Устройство-прототип состоит ив последовательно соединенных синхронизатора, первого элемента И, элемента задержки, элемента ИЛИ, счетчика, триггера цикла передачи, генератора случайных чисел, блока сравнения, триггера разрешения передачи, второго элемента И и формирователя импульсов. Вход последнего подключен к первому входу элемента ИЛИ, к входу которого, а также к входу элемента задержки подключен выход триггера разрешения передачи. Второй вход триггера разрешения передачи соединен с первым входом второго элемента И. К второму и третьему входам второго элемента И подключены соответственно выход синхронизатора и выход триггера цикла передачи. Второй вход последнего объединен с вторым входом первого элемента И, к третьему и четвертому входам которого подключены соответственно выход триггера цикла передачи и выход элемента задержки. Выход первого элемента И подключен к входу счетчика, второй выход которого подключен к второму входу блока сравнения, а выход второго элемента И подключен в входу генератора случайных чисел.

Однако устройство-прототип имеет недостатки. Во-первых, устройство имеет низкую пропускную способность канала связи общего пользования при передаче ПД с различными приоритетами в наихудших условиях передачи (высокой входной информационный поток в КОП). Это обусловлено большой вероятностью возникновения конфликтных ситуаций, в условиях, когда все УПР сети одновременно осуществляют попытки передавать пакеты данных в канал связи общего пользования. Во-вторых, оно не позволяет управлять передачей пакетов данных с учетом категорий срочности последних.

Целью заявляемых объектов изобретения является разработка способа и устройства управления передачей пакетов данных в канале связи общего пользования, которые обеспечивают при приоритетной передаче пакетов данных в условиях высокой информационной нагрузки более высокую пропускную способность канала связи общего пользования.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в приеме сигнала занятости канала связи общего пользования каждой из М установок пакетной радиосвязи, где М≥3, формировании с заданной вероятностью сигнала разрешения передачи пакетов данных, синхронном формировании сигналов команды управления, передаче пакетов данных при поступлении сигнала разрешения передачи и одновременном отсутствии сигнала занятости канала связи общего пользования, повторном синхронном формировании сигнала команды управления при отсутствии сигнала разрешения передачи или наличии сигнала занятости канала связи общего пользования в текущем такте и передаче в последующем такте работы канала связи, при генерирование с заданной вероятностью сигнала разрешения передачи пакетов данных, предварительно на m-й установке пакетной радиосвязи, где m={1,2,...,M}, формируют сигнал номера k-го приоритета пакета данных длительностью ΔT_mk , где k∈{1,2,...,K} K - номер низшего приоритета пакета данных, причем ΔT_m1>...>ΔT_mk-1>ΔT_mk>...>ΔT_mK и 0<ΔT_mk<T где T - длительность такта работы канала связи общего пользования, и случайный импульс длительностью Δt_c , с равновероятным законом его распределения на временном интервале ]O,Т[, а при выполнении условия Δt_c∈]0,ΔT_mk[ передают пакеты данных k-го приоритета, в противном случае или при наличии сигнала занятости действия по формированию сигнала разрешения передачи повторяют в n последующих тактах, где n=D·k, a D - число тактов работы установки пакетной радиосвязи в сети, при которых с заданной вероятностью P передача пакетов данных первого приоритета происходит хотя бы один раз, при этом сигнал номера k-го приоритета пакета данных формируют k-раз по D тактов с соответствующими длительностями ΔT_mk,ΔT_mk-1,...,ΔT_m2,ΔT_m1 Длительность случайного импульса Δt_c выбирают в пределах Δt_c= (0,05...0,1)(T/L). При приеме пакета данных с k-м приоритетом дополнительно на соответствующей установке пакетной радиосвязи формируют сигнал подтверждения его приема, передают сигнал подтверждения, а при отсутствии сигнала подтверждения действия по управлению передачей пакета данных с k-м приоритетом повторяют.

Указанная выше совокупность существенных признаков позволяет увеличить пропускную способность КОП при передаче пакетов данных с различными приоритетами путем потактного формирования возрастающих значений вероятностей передачи k-раз при управлении передачи ПД в условиях высокой информационной нагрузки.

Поставленная цель в заявленном устройстве достигается тем, что в известном устройстве управления передачей пакетов данных в канал связи общего пользования содержащем счетчик, формирователь длинных импульсов, триггер, синхронизатор, элемент ИЛИ, генератор сигналов разрешения передачи, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, дополнительно введены первый и второй элементы ЗАПРЕТ, D-триггер, информационный вход регистра сдвига подключен к выходу первого элемента ИЛИ, на первый вход которого подключен информационный вход устройства, а на второй - информационный выход регистра сдвига, с j-го по j+n-й информационные выходы регистра сдвига подключены к соответствующим информационным входам первого блока считывания, с 1-го по n-й информационные входы блока элементов ИЛИ подключены к соответствующим выходам первого блока считывания, где n={2,3,...}, а с 1-го по n-й разрешающие входы блока элементов ИЛИ подключены к соответствующим выходам блока элементов И, на n разрешающие входы которого подключен выход первого многовходового элемента ИЛИ, n выходов блока элементов ИЛИ подключены к соответствующим n входам регистра хранения и первого дешифратора, n выходов регистра хранения подключены к соответствующим n информационным входам второго блока считывания, на синхровход которого подключен выход второго многовходового элемента ИЛИ, n выходов второго блока считывания подключены к соответствующим информационным входам инкреминатора, на синхровход которого подключен выход первого многовходового элемента ИЛИ, n выходов инкреминатора подключены одновременно к соответствующим n информационным входам блока элементов И и n входам второго дешифратора, К выходов которого одновременно подключены к соответствующим К входам формирователя длинных импульсов и третьего многовходового элемента ИЛИ, K={2,3,...}, выход формирователя длинных импульсов подключен к информационному входу блока сравнения, к входу генератора сигналов разрешения передачи подключен выход третьего многовходового элемента ИЛИ, выход блока сравнения подключен к прямому входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого одновременно является выходом ВКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАТЧИКА и подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, на второй вход которого подключен выход D-триггера, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу дозатора управляющих импульсов, выход которого одновременно подключен к тактовому входу регистра сдвига и к входу счетчика, внешний вход СИГНАЛ ЗАНЯТОСТИ подключен к инверсному входу первого и второго элементов ЗАПРЕТ, выход первого из которых подключен одновременно к второму входу элемента И и к входу линии задержки, выход счетчика одновременно подключен к прямому входу первого элемента ЗАПРЕТ и к синхровходам К дозаторов импульсов, k-й выход первого дешифратора, где k={1,..., К}, подключен к входу ПУСК соответствующего k-го дозатора импульсов, выход ТАЙМЕР которого подключен к k-му входу первого многовходового элемента ИЛИ, а выход ПАЧКА к k-му входу многовходового элемента ИЛИ, внешний вход ЗАПРОС ПЕРЕДАЧИ одновременно подключен к S-входам первого и второго RS-триггера, на вход сброса регистра сдвига, на R-вход D-триггера, S-вход первого RS-триггера подключен внешний вход КВИТАНЦИЯ, выход синхронизатора подключен к информационному входу D-триггера, выход линии задержки подключен к R-входу второго RS-триггера, выход которого подключен к первое входу элемента И, а выход первого RS-триггера подключен к синхровходу D-триггера, выход элемента И подключен к входу сброс первого блока считывания, информационный выход регистра сдвига является выходом устройства.

На фиг. 1 представлены временные диаграммы состояния канала связи общего пользования при использовании в ПРС заявляемого способа управления передачей ПД; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг. 3 - схема регистра сдвига; на фиг. 4 - схема блока считывания; на фиг.5 - схема блока элементов ИЛИ; на фиг.6 - схема формирователя длинных импульсов; на фиг. 7 и 8 - соответственно схема генератора сигналов разрешения передачи и временные диаграммы поясняющие принцип его работы; на фиг.9 - схема блока памяти; на фиг.10 - схема дозатора импульсов; на фиг.11 - схема счетчика; на фиг. 12 - схема элемента "ЗАПРЕТ"; на фиг. 13 - схема синхронизатора: на фиг. 14 - схема регистра хранения; на фиг. 16 и 15 - соответственно вероятностно-временные характеристики заявляемого способов и таблицы их расчета; на фиг. 18 и 17 - соответственно, вероятностно-временные характеристики известного способа и таблица их расчета. Возможность реализации заявляемого способа подтверждается следующим образом.

Все N УПР сети работают синхронно с тактовой частотой 1/Т. Синхронизация в пакетной сети поддерживается путем приема синхропосылок, передаваемых одной из УПР сети [10, 13]. При поступлении на j-ю УПР для передачи ПД k-го приоритета (где k∈{1,2,...,K} - номер приоритета срочности. К - наименьший приоритет срочности) формируется сигнал номера приоритета - импульс длительностью ΔT_jk Длительность данного импульса соответствует ПД k-го приоритета, где 0<ΔT_jk<T а ΔT_j1>ΔT_j2>..>ΔT_jk..>ΔT_jK (фиг. 1b). Одновременно генерируется случайный импульс Δt_c с равновероятным законом распределения на интервале ]O,Т[ (фиг.1с) и осуществляется прием сигнала занятости (СЗ) в КОП на рабочей частоте приема-передачи. Если СЗ в КОП не обнаружен и сгенерированный импульс Δt_c совпал во времени с длительностью сформированного сигнала номера приоритета ΔT_jk то выдается сигнал разрешения передачи ПД k-го приоритета (фиг.1d).

Сигнал разрешения передачи ПД будет сформирован с вероятностью P_jk= ΔT_jk/T величина которой прямо пропорциональна длительности сигнала номера приоритета ΔT_jk (фиг. 1b). Импульс длительностью Δt_c, местоположение которого на временном интервале Т равновероятно, перекрывается с импульсом ΔT_jk статистически ровно ΔT_jk/T - число раз, т.е. вероятность их совпадения равна P_jk= ΔT_jk/T . Таким образом, вероятность формирования сигнала разрешения передачи пакета данных k-го приоритета есть отношение длительности импульса Т к длительности импульса ΔT_jk .

Для пакета данных K-го приоритета вероятность формирования сигнала разрешения передачи будет P_jk= ΔT_jk/T.

С завершением формирования сигнала разрешения передачи будет выдан сигнал разрешения передачи пакетов данных k-го приоритета, если в этот момент времени, соответствующий данному циклу работы пакетной радиосети в КОП, сигнал занятости на частоте приема-передачи будет отсутствовать.

Однако с вероятностью Q_jk=1-P_jk или Q_jk= 1-ΔT_jk/T сигнал разрешения передачи ПД k-го приоритета не будет сформирован.

В этом случае процедура передачи ПД k-го приоритета повторяется в следующих D-тактах работы УПР, а также в случаях, когда отсутствует подтверждение приема ПД (сигнал КВИТАНЦИЯ), начиная с контроля состояния КОП.

Количество D-тактов равно числу попыток, при которых с вероятностью P₁ (например P₁=0,998) передача ПД 1-го приоритета произойдет хотя бы один раз [14, с.16-26].

Однако передача ПД k-го приоритета в D-тактах может и не произойти т.к. вероятность передачи будет намного меньше P₁: P₁ > P_k ---> P_k = 1-(1-p_k)^D, т.к. p_k < P₁.

С этой целью по завершении D-тактов работы сети процесс передачи продолжается в последующих D-тактах с той лишь разницей, что сигнал номера приоритета формируется уже длительностью ΔT_jk-1 т.е. ΔT_jk-1<ΔT_jk . При сохранении вышеописанных условий это сигнал номера ΔT_jk-1 и сигнал команды управления Δt_c совпали во времени, а СЗ отсутствует в КОП, осуществляется передача ПД k-го приоритета. В противном случае или в отсутствие сигнала подтверждения описанная процедура повторяется в последующих D-тактах работы УПР. Однако, как и в первом случае, вероятность передачи ПД k-го приоритета будет меньше чем P₁, поэтому процесс передачи может осуществляться еще по крайней мере k-2-раз по D-тактов при формировании каждый раз сигнала номера приоритета соответствующей длительности ΔT_jk-2<...<ΔT_j2<ΔT_j1 В последней попытке - передача ПД k-го приоритета произойдет уже с вероятностью P₁= 0,998, т.к. сигнал номера приоритета ΔT_j1 соответствует номеру первого приоритета и событие произойдет хотя бы один раз в течение D-тактов работы УПР. Таким образом, в наихудшем случае ПД k-го приоритета будет передан за k·D-тактов работы УПР.

Устройство управления передачей пакетов данных в канале связи общего пользования, показанное на фиг.2, состоит из первого 1 и второго 12 элементов ИЛИ, регистра сдвига (PC) и, первого 3 и второго 7 блока считывания (БСч), блока элементов ИЛИ 4, регистра хранения (РХ) 5, блока элементов И 6, инкреминатора (Ин) 8, элемента И 9, второго 10 и первого 20 RS-триггеров, дозатора управляющих импульсов (ДУИ) 11, линии задержки (ЛЗ) 13, первого 14 и второго 22 дешифраторов (Дш), счетчика 17, первого 18 и второго 25 элементов ЗАПРЕТ, К дозаторов импульсов 15.1-15.К, первого 16.1, второго 16.2 и третьего 26 многовходовых элементов ИЛИ, D-триггера 20, синхронизатора (Сн) 21, формирователя длинных импульсов (ФДИ) 23, блока сравнения (БС) 24, генератора сигналов разрешения передачи (ГСРП) 27, информационного входа 28 и выхода 29 устройства, внешнего входа 30 сигнала (СЗ), внешнего входа 31 сигнала ЗАПРОС ПЕРЕДАЧИ (ЗАПРОС ПРД), внешнего входа 32 сигнала КВИТАНЦИЯ, выхода 33 управляющего сигнала ВКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАТЧИКА (ВКЛ ПРД). Информационный вход PC 2 подключен к выходу первого элемента ИЛИ 1, на первый вход которого подключен информационный вход 28 устройства, а на второй - информационный выход PC 2, с j-го по j+n-й информационные выходы PC 2 подключены к соответствующим информационным входам первого БСч 3, с 1-го по n-й информационные входы блока элементов ИЛИ 4 подключены к соответствующим выходам первого БСч 3, где n={2,3,...}, а с 1-го по n-й разрешающие входы блока элементов ИЛИ 4 подключены к соответствующим выходам блока элементов И 6, на n разрешающие входы которого подключен выход первого многовходового элемента ИЛИ 15.2, n выходов блока элементов ИЛИ 4 подключены к соответствующим n входам РХ 5 и первого Дш 14, n выходов РХ 5 подключены к соответствующим n информационным входам второго БСч 7, на синхровход которого подключен выход второго многовходового элемента ИЛИ 15.1, n выходов второго БСч 7 подключены к соответствующим информационным входам Ин 8, на синхровход которого подключен выход первого многовходового элемента ИЛИ 15.2, n выходов Ин 8 подключены одновременно к соответствующим n информационным входам блока элементов И 6 и n входам второго Дш 22, К выходов которого одновременно подключены к соответствующим К входам ФДИ 23 и третьего многовходового элемента ИЛИ 26, К=-(2,3, . . . 3-, выход ФДИ 23 подключен к информационное входу БС 24, к входу ГСРП 27 подключен выход третьего многовходового элемента ИЛИ 26, выход БС 24 подключен к прямому входу второго элемента ЗАПРЕТ 25, выход которого одновременно является выходом управления ВКЛ ПРД 33 и подключен к первому входу второго элемента ИЛИ 12, на второй вход которого подключен выход D-триггера 20, выход второго элемента ИЛИ 12 подключен к входу ДУИ 11, выход которого одновременно подключен к тактовому входу PC 2 и к входу счетчика 17, внешний вход СЗ 30 подключен к инверсному входу первого 18 и второго 25 элементов ЗАПРЕТ, выход первого из которых подключен одновременно к второму входу элемента И 9 и к входу ЛЗ 13, выход счетчика 17 одновременно подключен к прямому входу первого элемента ЗАПРЕТ 18 и к синхровходам ДИ импульсов 15.1-15. К, k-й выход первого Дш 14, где k={1,...,K}, подключен к входу ПУСК соответствующего k-го ДИ 15.k, выход ТАЙМЕР, которого подключен к k-му входу первого многовходового элемента ИЛИ 16.2, а выход ПАЧКА к k-му входу второго многовходового элемента ИЛИ 16.1, внешний вход ЗАПРОС ПРД 31 одновременно подключен к S-входам первого 18 и второго 10 RS-триггера, на вход сброса PC 2, на R-вход D-триггера 20, S-вход первого 19 RS-триггера подключен внешний вход КВИТАНЦИЯ 32, выход Сн 21 подключен к информационному входу D-триггера 20. выход ЛЗ 22 подключен к R-входу второго 10 RS-триггера, выход которого подключен к первому входу элемента И 9, а выход первого 19 RS-триггера подключен к синхровходу D-триггера 20, выход элемента И 9 подключен к входу сброс первого БСч 3, информационный выход PC 2 является выходом устройства.

PC 2 предназначен для записи пакета данных k-го приоритета в виде двоичной информации, поступающей на его информационный вход от внешнего источника под воздействием тактовых импульсов и перезаписи ранее записанного пакета данных k-го приоритета на свой информационный вход и одновременно его выдачи на выход устройства.

Схема построения PC 2, реализующая такие задачи в заявляемом устройстве, известна и описана, например, в [9; с. 135, рис. 3.35].

В отличие от указанной ссылки в заявляемом устройстве с учетом особенностей взаимосвязей PC 2 с другими элементами устройства схема приобретает вид, показанный на фиг. 3.

Схема PC 2 включает совокупность m последовательно соединенных D-триггеров. Выходы D-триггеров соединены соответственно с D-входом последующего D-триггера. Выход последнего m-го D-триггера является выходом PC 2, а вход первого - входом PC 2. Параллельно на C-входы всех D-триггеров подключен вход для тактовых импульсов, а на R^*-входы - установочный вход.

Первый 3 и второй БСч 7 предназначены для считывания части служебной информации пакета данных, первый - информации о истинном приоритете, второй - команды на изменение номера приоритета по синхросигналу поступающих соответствующие входы. Схемы построения БСч 3 и 7, реализующие такие функции, идентичны и представлена на фиг. 4.

БСч содержит n элементов И1- Иn. Первые входы элементов И1-Иn являются n входили БСч. Вторые входы элементов И1-Иn подключены к входу считывания. Выходы n элементов И1-Иn являются n-выходами БСч.

Блок элементов ИЛИ 4 предназначен для логической развязки между сигналами поступающих с выходов первого БСч 3 и с выходов блока элементов И 6 на входы РХ 5. Схема построения блока элементов ИЛИ 4, реализующие такие функции, представлена на фиг. 5.

Блок элементов И 6 предназначен для выдачи команды изменения номера приоритета. Схема построения блока элементов И 6, реализующая такие функции, аналогична схеме блока считывания 3(7) и представлена на фиг.4.

Инкреминатор 8 предназначен для пропускания поданного на n-входы n-разрядного двоичного числа l_n, соответствующего номеру приоритета ПД без изменения при уровне на управляющем входе, равном уровню логической "1", или отнимания от n-разрядного числа единицы, т.е. формирования на n-выходах числа l_n-1.

Схема построения Ин 8, реализующая такие задачи в заявляемом устройстве, известна и описана, например [8, с. 132-133].

ДУИ 11 предназначен для выдачи по сигналу поступающей на его вход одиночной серии импульсов, которая содержит ровно m импульсов, вырезанных из непрерывной последовательности тактовых импульсов, поступающих с задающего генератора.

Схема построения ДУИ 11, реализующая такие задачи в заявляемом устройстве, известна и описана, например, в [8; с. 273, рис. 9.11а]. С учетом взаимосвязей с другими элементами схема ДУИ 11 принимает вид, показанный на фиг. 10.

ДУИ 11 содержит задающий генератор (ЗГ) 11.1, элемент ЗАПРЕТ 11.2, двоичный счетчик (ДС) 11.3. Выход ЗГ 11.1 подключен к прямому входу элемента ЗАПРЕТ 11.2. Выход элемента ЗАПРЕТ 11.2 является одновременно выходом ДИ 11 и суммирующим входом ДС 11.3. Вход ДИ 11 подключен к R-входу ДС 11.3, выход которого подключен к инверсному входу элемента ЗАПРЕТ 11.2.

Счетчик 17 предназначен для выдачи на его выходе одиночного импульса в момент поступления последнего тактового импульса из серии m-импульсов на его вход.

Схема построения счетчика 17, реализующая такие задачи в заявляемом устройстве, известна и описана, например [8; с. 265-266, рис. 9.8а]. С учетом взаимосвязей с другими элементами, схема счетчика 17 принимает вид, показанный на фиг. 11.

Первый 18 и второй 25 элементы ЗАПРЕТ предназначены для формирования на его выходе логической единицы только при одновременном присутствии на его инверсном входе логического нуля, а на прямом входе логической единицы. Принципиальная схема данного элемента приведена на фиг. 12.

Схема элемента ЗАПРЕТ включает элемент НЕ 1 и элемент И 2. Вход элемента НЕ 1 и второй вход элемента И 2 являются, соответственно, инверсным и прямым входами элемента ЗАПРЕТ. Выход элемента НЕ 1 соединен с первым входом элемента И 2, выход которого является выходом элемента ЗАПРЕТ.

D-триггер 20 предназначен для формирования сигнала начала процесса управления передачей пакета данных с k-м приоритетом по синхросигналам проступающих с выхода синхронизатора 21 на его D-вход и притом только тогда, когда на его C-входе присутствует потенциал напряжения, соответствующий, напряжению логической единицы.

Схема построения D-триггера 20, реализующая такие задачи в заявляемом устройстве, известна и описана, например, [8; с. 172- 174, рис. 6.6в].

Синхронизатор (Сн) 21 предназначен для поддержания тактовой синхронизации между синхронизаторами устройств управления передачей ПД установок пакетной радиосвязи по сигналам синхронизации, передаваемых одной из УПР.

Схема построения Сн 21 с такими функциями в заявляемом устройстве известна, принцип работы и ее расчет приведены, соответственно, в [5; с.17-30] и [6; 1962, N6, с.3-9]. С учетом особенностей взаимосвязей с другими элементами устройства схема Сн 21 преобретает вид, представленный на фиг. 13. В качестве радиоприемного устройства можно использовать, например, радиоприемник Р-160п, [12], который имеет режим приема сигналов синхронизации и выдачи на линейный выход соответствующей последовательности импульсов синхронизации.

Схема Сн 21 включает радиоприемное устройство (ПРМ) 21.2 с антенной 21.1, выход которого подключен на вход дискретной следящей системы с управляемым делителем (ДСС) 21.3, В свою очередь ДСС 21.3 содержит удвоитель частоты 21.4 на вход которого подключен выход ПРМ 21.2, а выход к первому входу фазового дискреминатора (ФД) 21.5. Выход ФД 21.5 подключен к входу усреднителя 21.6 Выход усреднителя 21.6 подключен к первому входу управляемого устройства 21.7 (УУ). Выход УУ 21.7 подключен на вход УД 21.8. Выход генератора 21.9 подключен к входу УУ 21.7. На второй вход ФД 21.5 и на выход Сн 21 подключен выход УД 21.8.

Дозаторы импульсов (ДИ) 15.1-15. k предназначены для выдачи по сигналу ПУСК на выходе ПАЧКА одиночную пачку, содержащую заданное число импульсов, вырезанных из непрерывной последовательности синхроимпульсов, и на выходе ТАЙМЕР-импульса завершения формирования одиночной пачки. Схема построения ДИ 15.1-15. k, реализующая такие задачи в заявляемом устройстве, известна и описана в [8, с. 273, рис. 9.11a].

Регистр хранения 5 предназначен для хранения номера приоритета ПД. Схема построения РХ 5, реализующая такие задачи в заявляемом устройстве, известна и описана, например, [9, с.134, рис.4.34]. С учетом (связей с другими блоками устройства схема РХ 5 принимает вид, показанный на фиг. 14.

ФДИ 23 предназначен для формирования, при поступлении на один из K его входов, сигнала номера приоритета - импульса соответствующей длительности ΔT_k где k∈{1,K} ; K - номер ПД с наименьшей категории срочности, при этом ΔT₁>ΔT₂>...>ΔT_k>...>ΔT_K Схема ФДИ 23, реализующая такие функции в заявляемом устройстве, известна и описана, например, в [9; c.211-212, рис.7.5г] и с учетом особенностей взаимосвязей с другими элементами устройства приобретает вид показанный на фиг. 6.

ФДИ 23 включает K формирователей импульсов (ФИ) 23.1, выходы которых подключены к K-входовому элементу ИЛИ 23. 2. Выход K-входового элемента ИЛИ 23.2 является выходом ФДИ 23, K-входами которого являются выходы соответствующих K-ФИ 23.1. В свою очередь каждый ФИ 23.1 содержит: первый 23.3 и второй 23.8 элементы ИЛИ-НЕ. Первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ 23.3 является входом ФИ 23.1, а второй подключен к выходу второго элемента ИЛИ-НЕ 23.8. Эмиттер транзистора 23.6 и вывод первого резистора 23.7 подключены к входу второго элемента ИЛИ-НЕ 23.8. Второй вывод первого резистора 23.7 подключен к общему корпусу. База транзистора 20.6 подключена к первому выводу второго резистора 23.5 и первому выводу конденсатора 23.4, на вторые выводы которых подключены соответственно положительный вывод внешнего источника питания Un и выход первого ИЛИ-НЕ 23.3. Kоллектор транзистора 23.6 соединен с положительным выводом внешнего источника питания. Для формирования импульсов требуемых длительностей в ФИ 23.1 емкости конденсаторов 23.4 выбраны таким образом, чтобы длительность формируемых импульсов на выходе первого ФИ 23.1 была больше, чем у второго ФИ 23.1 и т.д. до K-1-го ФИ 23.1, т.е. при C₁ > C₂ >..> C_k >..> C_K, длительности формируемых, импульсов были бы упорядочены ΔT₁>ΔT₂>...>ΔT_k>...>ΔT_K/ БС 24 предназначен для выдачи сигнала разрешения включения передатчика в случае, если на его обеих входах произошло совпадение во времени двух входных сигналов.

Схема построения БС 24, реализующая такую функцию в заявляемом устройстве, известна и описана, например, в [8; с. 14, Рис. 1.2] и может быть реализована на элементе И, выполняющую логическую операцию - конъюнкцию.

ГСРП 27 предназначен для формирования импульса о равномерным законом распределения на временном интервале ]О,Т[.

Схема ГСРП 27, реализующая такие задачи в заявляемом устройстве, приведена на фиг. 7.

ГСРП 27 состоит из источника шума (ИШ) 27.1, фиксатора мгновенных значений напряжения (ФМЗ) 27.2, генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) 27.3, компаратора 27.4, линии задержки (ЛЗ) 27.5 и элемента ЗАПРЕТ 27.6. Информационный вход ФМЗ 23.2 подключен к выходу ИШ 27.1. Выход ФМЗ 27.2 подключен к первому входу компаратора 27.4. Выход ГЛИН 27.3 подключен к второму входу компаратора 27.4. Вход ГСРП 27 подключен одновременно к входу ГЛИН 27.3 и управляющему входу ФМЗ 27.2. Инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 27.6 через ЛЗ 27.5 подключен к выходу компаратора 27.4. Прямой вход элемента ЗАПРЕТ 27.6 непосредственно подключен к выходу компаратора 27.4. Выход элемента ЗАПРЕТ 27.6 является выходом ГСРП 27.

В свою очередь ФМЗ 27.2 предназначен для запоминания в течение заданного промежутка времени мгновенных значений напряжения, поступающих с выхода ИШ 27.1. Схема такого ФМЗ 27.2 известна и его работа описана, например, в [7, с. 46, рис. 2.6]. В заявляемом ГСРП 27 с учетом особенностей взаимосвязей о другими элементами схема ФМЗ 27.2 приобретает вид, показанный на фиг. 9, и включает: первый резистор 27.21, первый вывод которого является информационным входом ФМЗ 27.2, а второй подключен одновременно к первому выводу второго резистора 27.22 и прямому входу элемента ЗАПРЕТ 27.23, на инверсный вход которого подключен управляющий вход ФМЗ 27.2. Выход элемента ЗАПРЕТ 27.23 одновременно подключен к первому выводу конденсатора 27.24 и к входу усилителя постоянного тока (УПТ) 27.25. Выход УПТ 27.25 соединен с вторыми выводами второго резистора 27.22 и конденсатора 27.24, а также с выходом ФМЗ 27.2.

Все остальные элементы, входящие в общую (фиг. 2) и частные (фиг. 3, 7, 8, 9, 11, 12) схемы заявляемого устройства, известны. Так принцип работы и схема элемента ИЛИ приведены в [8; с. 15, рис. 3.1], элемента И в [8; с. 14, рис. 1.2], дешифратора в [8; с.87-89, рис. 3.1], задающего генератора 10.1 в [8; с. 240-241, рис. 7.9в]; счетчика [8; с. 252-253; рис. 9,1]; RS-триггера в [8; с. 166-172, рис. 6.1].

Заявляемое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии осуществляется контроль канала связи общего пользования путем приема сигнала занятости - несущего колебания на частоте приема-передачи. Синхронизатор 21 формирует тактовые синхроимпульсы с периодом следования Т, которые постоянно поступают на информационный вход D-триггера 20. Однако синхроимпульсы в данном случае не изменяют логическое состояние последнего, т. к. первый RS-триггер 19 находится в нулевом состоянии и следовательно на синхровход D-триггера 20 подан сигнал с уровнем логического "0", что делает последний "непрозрачным".

Допустим, что КОП занят - на частоте приема-передачи принят сигнал несущего колебания. С внешнего входа СЗ 3D сигнал с уровнем напряжения, равный уровню логической "1", поступает на первый 18 и второй 25 входы элементов ЗАПРЕТ, первый из которых блокирует процесс управления передачей пакетов данных k-го приоритета, а второй - выход ВКЛ ПРД 33 на время длительности сигнала занятости в КОП. В этом случае при поступлении на информационный вход 28 устройства ПД k-го приоритета передача осуществляться не будет.

Предположим, что КОП свободен (или освободился) и на информационный вход 28 устройства поступил ПД k-го приоритета. Одновременно с внешнего входа ЗАПРОС ПРД 31 поступает сигнал в виде импульса с уровнем напряжения, равным уровню логической "1", который запускает устройство в целом и процесс управления передачей пакетов данных в частности. В этом случае импульс с уровнем напряжения логической "1" поступает на S-вход второго RS-триггера 10 и S-вход первого RS-триггера 19, который переводит первый триггер в нулевое состояние, а второй триггер в единичное состояние, в котором формируется на прямом выходе сигнал с уровнем логической "1". Сигнал логической "1" с прямого выхода первого RS-триггера 19 поступает на синхровход D-триггера 20 и переводит его в "прозрачное" состояние. Теперь логическое состояние D-триггера 20 на выходе будет определяться синхросигналами, поступающими на его информационный вход с выхода синхронизатора 21. В момент прихода на информационный вход D-триггера 20 очередного синхроимпульса на его выходе будет сформирован импульс с уровнем логической "1", который поступит через второй вход второго элемента ИЛИ 12 на вход ДУИ 11. По этой команде ДУИ 11 формирует единственную серию тактовых импульсов, число которых равно n, где n - объем ПД в битах. Сформированная серия тактовых импульсов поступает на считывающий вход PC 2 и производит запись ПД k-го приоритета в ячейки памяти. Одновременно также серия тактовых импульсов поступает на вход счетчика 17. В момент прихода последнего n-го импульса данной серии на выходе счетчика 17 формируется импульс, который поступает на прямой вход первого элемента ЗАПРЕТ 18 и синхровходы K дозаторов импульсов 15.1-15.K. С выхода первого элемента ЗАПРЕТ 18 импульс логической "1" одновременно поступает на второй вход элемента И 9 и через ЛЗ 13 на R-вход второго RS-триггера 10, который будет находится в нулевом состоянии еще в течение времени t_з, где t_з - время задержки ЛЗ 13. В данной ситуации, когда на втором входе элемента И 9 будет находится импульс логической "1", а на первом входе в течение времени t_з, импульс логической "1", на его выходе будет сформирован импульс с уровнем логической "1". Данный импульс поступит на вход-СЧИТЫВАНИЕ первого блока считывания 3. По этой команде произойдет считывание информации о номере приоритета, поступившего ПД и записанного в PC 2 в РХ 5 и в первый Дш 14 через первый БлС 3 и блок элементов ИЛИ 4.

В первом Дш 14 происходит преобразование двоичного кода приоритета ПД в унарный код, который появится в виде сигнала логической "1" на соответствующем k-м выводе. Данный сигнал запускает k-й ДИ 15.k, в котором на своем выходе-ПАЧКА будет сформирована пачка импульсов D. Количество импульсов в пачке равно числу тактов работу устройства в сети, при которых с заданной вероятностью P передача ПД произойдет хотя бы один раз. Пачка импульсов "вырезается" из последовательности импульсов поступающих на синхровход k-го ДИ 15. k с выхода первого элемента ЗАПРЕТ 18. Импульсы пачки потактно через k-й вход многовходового элемента ИЛИ 16.k поступают на синхровход второго БлС 7. По этой команде происходит считывание двоичного кода номера приоритета ПД в инкреминатор 8.

Инкреминатор 8 работает следующим образом. При отсутствии логической "1" на синхровходе Ин 8 пропускает поданное на его входы n-разрядное двоичное число без изменения, при наличии сигнала логической "1" на синхровходе отнимает единицу от n-разрядного двоичного числа, поступившего на вход.

Таким образом, на выходах Ин 9 будет сформировано n-значное число, соответствующее k-му номеру приоритету ПД. Далее n-значное двоичное число одновременно поступает на вторые входы блока элементов И 6 и второй Дш 22. При отсутствии сигнала на разрешающих входах блока элементов И 6 и на синхровходе Ин 8 n-значное число не изменится при повторной перезаписи в РХ 5. Одновременно n-значное число, поступившее на второй ДШ 22, будет преобразованно в унарный код, который будет представлен в виде логической "1" на k-м выходе. Данная логическая "1" поступит на k-й вход ФДИ 23 и k-й вход третьего многовходового элемента ИЛИ 26.

ФДИ 23 генерирует длинный импульс ΔT_K где 0<ΔT_k<T ; k∈{1,2,...,K} Длительность данного импульса однозначно соответствует только k-му приоритету ПД. Третий многовходовой элемент ИЛИ 26 выдаст сигнал на запуск ГСРП 27. Этот сигнал одновременно поступит на управляющий вход ФМЗ 27.2, на выходе которого произойдет запоминание напряжения (фиг. 8b), соответствующее в этот момент времени мгновенному значению напряжения шума на выходе ИШ 27.1 (фиг. 8а). Одновременно запускается ГЛИН 27.6. В момент равенства напряжений на выходах ГЛИН 27.6 (фиг. 8с) и ФМЗ 27.2 (фиг. 8b) срабатывает компаратор 27.3. В результате на выходе компаратора 27.3 формируется импульс (фиг. 8f) с уровнем напряжения, равным уровню логической "1" и длительностью с равномерным законом распределения на временном интервале ]O,Т[. Это объясняется тем, что выборка мгновенных значений напряжении из реализации случайного процесса ИШ 27.1 равномерно распределена в некотором интервале напряжений шума. Полученный импульс со случайной длительностью поступает на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 27.6 и на вход ЛЗ 27.5. В ЛЗ 27.5 импульс задерживается на величину Δt_c . Далее с выхода ЛЗ 27.5 импульс поступает на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 27.6. Известно, что элемент ЗАПРЕТ 27.6 формирует на своем выходе логическую единицу только при одновременном присутствии на своем инверсном входе логического нуля, а на прямом входе логической единицы. Таким образом, на выходе ГСРП 27 будут формироваться импульсы длительностью Δt_c (фиг..8n), нахождение которых в интервале ]O,Т[ равновероятно.

Полученный таким образом длинный импульс ΔT₁ и равномерно распределенный импульс Δt_c поступают на входы БС 24. В случае несовпадения во времени на выходе БС 24 будет отсутствовать сигнал ВКЛ ПРД и до окончания времени текущего такта функционирования сети ПРС никакие действия в устройстве происходить не будут. С началом следующего такта работы УПР и сети в целом синхронизатор 21 снова выдаст очередной синхроимпульс. Данный синхроимпульс поступит на D-вход D-триггера 20 и процесс, описанный выше, повторится, начиная с момента формирования одиночной серии тактовых импульсов.

Сн 21 работает следующим образом. ПРМ 21.1 осуществляет прием на известной частоте сигналов синхронизации и выдает на своем линейном выходе последовательность импульсов сигналов синхронизации (ПСС). Далее ПСС поступает на вход ДСС 21.4. В ДОС 21.4 происходит слежение за эталонной частотой сигналов синхронизации и ее подстройка в случае ухода частоты, обеспечивая тем самым постоянную частоту следования ПСС.

Если произошло совпадение во времени длинного импульса ΔT₁ и равномерно распределенного импульса Δt_c с выхода БС 24 на прямой вход второго элемента ЗАПРЕТ 25 будет подан сигнал разрешения передачи ПД. Если на инверсный вход второго элемента ЗАПРЕТ 25 поступит внешний СЗ, то последний не выдаст сигнал ВКЛ ПРД и процесс управления передачей ПД повторится аналогично описанному выше, с той лишь разницей, что внешний СЗ, присутствующий и на инверсном входе первого элемента ЗАПРЕТ 18, не выдаст сигнал на второй вход элемента И 9 и не произойдет считывания информации о номере приоритета ПД.

В случае свободного канала связи общего пользования, а следовательно и отсутствия на внешнем входе 30 СЗ, на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 25 будет сформирован сигнал ВКЛ ПРД, который одновременно поступит на выход управления ВКЛ ПРД 33 и на первый вход элемента ИЛИ 12. Пройдя через элемент ИЛИ 12, сигнал осуществит запуск ДУИ 11. В ДУИ 11 сформируется единственная серия тактовых импульсов, которая поступит на считывающий вход PC 2 и счетчик 17. В PC 2 произойдет считывание ПД с k-м приоритетом на информационный выход 29 и перезапись по цепи обратной связи через второй вход первого элемента ИЛИ 1 на свой информационный вход. Оставшееся время на текущем такте работы УПР в сети, равное времени t_ож (где: T=t_пр+t_рж; t_пр - время передачи; t_ож - время ожидания КВИТАНЦИИ), осуществляется прием подтверждения приема ПД с 1-м приоритетом с внешнего входа КВИТАНЦИЯ 32.

Если сигнал КВИТАНЦИЯ не получен, то процесс повторной передачи ПД аналогичен вышеописанному, начиная со следующего такта. Для этого случая и служит обратная связь в PC 2 для сохранения ПД с K-приоритетом для последующей передачи.

В противном случае ПД передан успешно, сигнал КВИТАНЦИЯ поступит на установочный вход PC 2, на R-вход первого RS-триггера 19 и на ВХОД-СБРОС D-триггера 20. В PC 2 происходит обнуление ячеек памяти, а в первом RS-триггере 19 и D-триггере 20 - приведение в исходное (нулевое) состояние.

Проведем сравнительный анализ известного способа управления передачей ПД в канал связи общего пользования и заявляемого. Для проведения такого исследования воспользуемся известной методикой [13], в которой в качестве обобщенного показателя качества информационного объема ПД в сетях радиосвязи с коммутации пакетов использована вероятностно-временная характеристика пребывания сообщения (пакета данных) в канале связи общего пользования.

Функция распределения времени пребывания пакета данных Т_пд можно представить в компактной форме как F_Tпд(t) = P(T_пд ≅ t). (1) Вследствие пуассоновского характера потока передачи ПД в пакетной радиосети интервалы времени между поступлением соседних пакетов данных, являются случайными величинами с показательной функцией распределения [13,1 с.16]. С учетом этого утверждения функция распределения F_Tпд(t) будет выглядеть следующим образом FT_пд(t) = P(T_пд≅t) = 1-exp(-νt), (2) где ν - - среднее число пакетов данных, передаваемых в единицу времени.

Анализ заявляемого и известного способов управления передачей ПД в КОП будем проводить в ситуации высокой информационной нагрузки являющейся наихудшей в функционировании пакетной радиосети, при которой на все УПР сети одновременно поступили ПД для передачи. В этих условиях в КОП происходит наибольшее количество конфликтов между УПР в канале связи общего пользования. В этой ситуации вероятность успешной передачи ПД i-й УПР в текущем такте работы сети определяется выражением [11, с.78] (3) где p_i - вероятность передачи ПД в КОП i-й УПР сети.

Если известна скорость передачи R, то с учетом выражения (3) можно определить среднее время передачи пакета данных заданного объема V
T^*_пд= V/(RP^*_i), (4)
а среднее число пакетов данных передаваемых в единицу времени найти из выражения
ν = 1/T^*_пд. (5)
Для упрощения расчетов положим, что в ПРО развернуто 9 установок пакетной радиосвязи. Согласно первому способу при передаче ПД не учитываются приоритеты, а согласно заявляемому способу при передаче ПД происходит учет категорий срочности. Кроме того, считаем объем пакета данных V и скорость передачи R равен 1, ПД 1-й, 2-й и 3-й категорий поступает соответственно только каждой трети УПР от общего количества.

На фиг. 16.1-16.3 и фиг. 18 приведены графики функции распределения F_Tпд(t) для анализируемых способов. Расчеты проводились по выражениям (2)-(5) и методике, описанной в книге [13]. Сопоставление графиков на фиг. 16.1-16.3, фиг. 18 и таблиц на фиг.15.1-15.3, фиг. 17 показывает, что УПР, использующая заявляемый способ передачи пакетов данных в КОП, имеет лучшие ВВХ по сравнению с известным. Это объясняется тем, в первые 11 тактов функционирования сети по предлагаемому способу имеет наибольшую вероятность формирования и вероятность быть переданным в допустимое время доведения ПД 1-го приоритета. Тогда как ПД 2-го и 3-го приоритета имеют в тот же период меньшую вероятность передачи. С наступлением следующих 11 тактов уже ПД 2-го приоритета будет передано обязательно, а к концу последних 11 тактов уже ПД 3-го приоритета также будут переданы. При работе ПРО, использующей известные способы [2, 3, 4], разноприоритетные ПД имеет одинаковую вероятность быть переданными, а следовательно, КОП имеет низкую пропускную способность. Поэтому использовать такие сети в системах управления, осуществляющих обмен информации (пакеты данных) различных приоритетов по принципу - "своевременно или никогда" весьма проблематично [15].

Список источников информации:
[1] Электосвязь, N9,1994.

[2] Бунин С. Г..Войтер А.П. Вычислительные сети с пакетной радиосвязью. К. : Техника, 1989. 223 с.

[3] А.С. 1162057 H 04 L 7/00 Б.и.22.85 г.

[4] А.С. 1162058 H04L 7/00 Б.и.22.85 г.

[5] Бухвинер В. Е. Дискретные схемы в фазовых системах радиосвязи. М.. Связь, 1969, 144 с.

[6] Бухвинер В.Е. Расчет дискретной системы синхронизации/ Электросвязь, 1962, N6, С. 3-10.

[7] Бобнев М.П. Генерирование случайных, сигналов.М.:Энергия. 1971, 240 с.

[8] Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики.-М.: Энергоатомиздат, 1988.-300с.: ил. [9]
[9] Микросхемы и их применение: Справочное пособие/ В. А. Батушев и др. -М. : Радио и связь, 1983 - 272 с., ил.- (Массовая радиобиблиотека; вып. 1070)
[10] Радио N9, 1990.

[11] Проблемы передачи информации, том XV, вып. 4, 1979.

[12] Радиоприемник Р-160п: Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ЦЛ2.003.067 ТО, Омск, 1987.

[13] Сети радиосвязи с пакетной передачей информации. А. Н. Шаров и др./ Под ред. А.Н.Шарова. СПб.: ВАС, 1994, с.216.

[14] Заездный А.М. Основы расчетов по статистической радиотехнике. -М., Связь, 1969.

[15] Связь на море. В.И.Соловьев и др., -Л..- Судостроение, 1988.

Формула изобретения

1. Способ управления передачей пакетов данных в канале связи общего пользования, заключающийся в приеме сигнала занятости канала связи общего пользования каждой из М установок пакетной радиосвязи, где М ≥ 3, формировании с заданной вероятностью сигнала разрешения передачи пакетов данных, синхронном формировании сигналов команды управления, передаче пакетов данных при поступлении сигнала разрешения передачи и одновременном отсутствии сигнала занятости канала связи общего пользования, повторном синхронном формировании сигнала команды управления при отсутствии сигнала разрешения передачи или наличии сигнала занятости канала связи общего пользования в текущем такте и передаче в последующем такте работы канала связи, отличающийся тем, что для генерирования с заданной вероятностью сигнала разрешения передачи пакетов данных предварительно на m-й установке пакетной радиосвязи, где m= {1,2,... М} , формируют сигнал номера k-го приоритета пакета данных длительностью ΔT_mk, где k ∈ {1,2..., K} , К-номер низшего приоритета пакета данных, причем ΔT_m1 > ..> ΔT_mk-1 > ΔT_mk >...> ΔT_mk и 0 < ΔT_mk < T , где Т-длительность такта работы канала связи общего пользования, и случайный импульс длительностью Δt_c с равновероятным законом его распределения на временном интервале] О, Т[, а при выполнении условия Δt_c ∈ ]0, ΔT_mk[ передают пакеты данных k-го приоритета, в противном случае или при наличии сигнала занятости действия по формированию сигнала разрешения передачи повторяют в n последующих тактах, где n = D ^oC k, а D-число тактов работы установки пакетной радиосвязи в сети, при которых с заданной вероятностью Р передача пакетов данных первого приоритета происходит хотя бы один раз, при этом сигнал номера k-го приоритета пакета данных формируют k-раз по D тактов с соответствующими длительностями ΔT_mk, ΔT_mk-1,..., ΔT_m2, ΔT_m1
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что длительность случайного импульса Δt_c выбирают в пределах Δt_c = (0,05...0,1) (Т/К).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при приеме пакета данных с k-м приоритетом дополнительно на соответствующей установке пакетной радиосвязи формируют сигнал подтверждения его приема, передают сигнал подтверждения, а при отсутствии сигнала подтверждения действия по управлению передачей пакета данных с k-м приоритетом повторяют.

4. Устройство для управления передачей пакетов данных в канале связи общего пользования, содержащее счетчик, формирователь длинных импульсов, триггер, синхронизатор, первый элемент ИЛИ, генератор сигналов разрешения передачи, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены, первый и второй элементы ЗАПРЕТ, D-триггер, информационный вход регистра сдвига подключен к выходу первого элемент ИЛИ, на первый вход которого подключен информационный вход устройства, а на второй - информационный выход регистра сдвига, с J-го по J + n-й информационные выходы регистра сдвига подключены к соответствующим информационным входам первого блока считывания, с 1-го по n-й информационные входы блока элементов ИЛИ подключены к соответствующим выходам первого блока считывания, где n={2,3,...}, а с 1-го по n-й разрешающие входы блока элементов ИЛИ подключены к соответствующим выходам блока элементов И, на n разрешающие входы которого подключен выход первого многовходового элемента ИЛИ, n выходов блока элементов ИЛИ подключены к соответствующим n входам регистра хранения и первого дешифратора, n выходов регистра хранения подключены к соответствующим n информационным входам второго блока считывания, на синхровход которого подключен выход второго многовходового элемента ИЛИ, n выходов второго блока считывания подключены к соответствующим информационным входам инкреминатора, на синхровход которого подключен выход первого многовходового элемента ИЛИ, n выходов инкреминатора подключены одновременно к соответствующим n информационным входам блока элементов И и n входам второго дешифратора, К выходов которого одновременно подключены к соответствующим К входам формирователя длинных импульсов и третьего многовходового элемента ИЛИ, К={2,3,...}, выход формирователя длинных импульсоы подключен к информационному входу блока сравнения, к входу генератора сигналов разрешения передачи подключен выход третьего многовходового элемента ИЛИ, выход блока сравнения подключен к прямому входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого одновременно является выходом ВКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАТЧИКА и подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, на второй вход которого подключен выход D=триггера, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу дозатора управляющих импульсов, выход которого одновременно подключен к тактовому входу регистра сдвига и к входу счетчика, внешний вход СИГНАЛ ЗАНЯТОСТИ подключен к инверсному входу первого и второго элемента ЗАПРЕТ, выход первого из которых подключен одновременно к второму входу элемента И и к входу линии задержки, выход счетчика одновременно подключен к прямому входу первого элемента ЗАПРЕТ и к синхровходам К дозаторов импульсов, k-й выход первого дешифратор, где k= {1,...,K}, подключен к входу ПУСК соответствующего k-го дозатора импульсов, выход ТАЙМЕР которого подключен к k-му входу первого многовходового элемента ИЛИ, а выход ПАЧКА к k-му входу многовходового элемента ИЛИ, внешний вход ЗАПРОС ПЕРЕДАЧИ одновременно подключен к S-входам первого и второго RS-триггера, на вход сброса регистра сдвига, на R-вход D-триггера, S-вход первого RS-триггера подключен к внешнему входу КВИТАНЦИЯ, выход синхронизатора подключен к информационному входу D-триггера, выход линии задержки подключен к R-входу второго RS-триггера, выход которого подключен к первому входу элемента И, а выход первого RS-триггера подключен к синхровходу D-триггера, выход элемента И подключен к входу сброс первого блока считывания, информационный выход регистра сдвига является выходом устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18