Способ гарантированной передачи информации по каналу связи и система для его осуществления



Способ гарантированной передачи информации по каналу связи и система для его осуществления
Способ гарантированной передачи информации по каналу связи и система для его осуществления
Способ гарантированной передачи информации по каналу связи и система для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2595556:

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИЙ ЦЕНТР "ПРОГРЕСС" (АО "РКЦ "Прогресс") (RU)

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат - обеспечение гарантии полноты передачи в случае нестабильности условий передач в канале связи, например, при потере последних блоков передаваемых данных и при непрерывной выдаче передатчиком данных в канал связи с запросами приемной стороной на повторение передач только искаженных или потерянных блоков. Для этого на передающей стороне запоминают в первом массиве передаваемые пронумерованные блоки данных, которые используют при повторных передачах. На приемной стороне в период регистрации декодируют, выбирают неискаженные блоки. При приеме неискаженных блоков по порядку номеров заносят во второй массив переданных данных. После нарушения порядка следования номеров новые серии неискаженных блоков заносят также во второй массив. По пропущенным номерам формируют запросы на повторные передачи. Запросы запоминают в третьем массиве, из которого удаляют записи при приеме неискаженных ответов по ним. Затем по таймеру невыполненные запросы повторяют. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи, электросвязи и вычислительной техники, а конкретнее к области способов и систем сбора и передачи информации в вычислительных сетях.

Известен способ передачи информации (см., например, С.И. Бычков. Космические радиотехнические комплексы. М.: Советское радио, 1967. стр. 395-427).

В вышеназванном способе передаваемые по каналам связи данные разбивают на блоки. При этом по каналу обратной связи передают сообщение об ошибочном приеме сообщений.

Однако в ряде применений систем сбора и передачи информации в вычислительных сетях известный способ передачи имеет существенные недостатки. Например, при сборе и передаче значительных объемов данных измерений по большому числу параметров сложных технических комплексов необходимы каналы связи со спутниковыми сегментами (в том числе и с передачей данных через один или несколько спутников на геостационарной орбите). Спутниковый сегмент канала связи в указанном применении обуславливает повышенную интенсивность искажений передаваемых данных. При задействовании обратной связи также возможны потери сообщений и при этом вероятны потери фрагментов полезной информации.

Известен способ передачи информации (RU, патент на изобретение 2224377, H04L 1/18, 2004).

В этом способе передаваемые по каналам связи данные разбивают на блоки, на передающей стороне данные блока кодируют для возможности контроля и коррекции ошибок, к блоку добавляют заголовок каждого уровня протокола связи.

Недостатком этого способа является отсутствие полной гарантии доставки данных. Искажение (потеря) заголовков приводит к невосполнимым потерям полезной информации.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ передачи информации по каналам связи (RU, патент на изобретение, 2450466, H04L 9/00, 2012). Известный способ передачи информации по каналам связи, при котором на передающей стороне разбивают данные на блоки, кодируют, добавляют заголовок каждого уровня протокола связи, на приемной стороне по результатам контроля искажений в принятых блоках передают на передающую сторону сообщения о необходимости повторных передач блоков данных, передачу следующих блоков данных проводят без ожидания сообщения от приемной стороны.

Недостатками известного способа является то, что на практике сообщения (передача блока данных от передатчика к приемнику, сообщения о результатах передач от приемника к передатчику) могут быть переданы без искажений, с искажением и могут быть «потеряны» (вообще не дойти до адресата), в частности, вероятны потери последних из передаваемых блоков данных. Указанные возможные потери блоков передаваемых данных не гарантирует полной доставки данных.

Известно устройство для передачи информации (RU, патент на изобретение 2224377, H04L 1/18, 2004), содержащее на передающей стороне кодер для кодирования данных, блок добавления заголовка, а на приемной стороне блок обработки для определения ошибок (в заявляемой системе эти компоненты эквивалентны соответственно первому устройству кодирования, блоку формирования служебных данных, второму устройству декодирования).

Недостатком вышеназванного устройства является отсутствие полной гарантии доставки данных. Искажение (потеря) заголовков приводит к невосполнимым потерям полезной информации.

Известно устройство для передачи информации (RU, патент на изобретение, 2423004, H04L 1/00, 2011), содержащее на передающей стороне источник данных, первое запоминающее устройство, мультиплексор, первое кодирующее устройство, первый передатчик, первый приемник, первое устройство декодирования, первое устройство управления, а на приемной стороне второй приемник, второе запоминающее устройство, второе устройство декодирования, второе устройство управления и устройство передачи данных пользователю. Для гарантированной передачи данных в вышеназванном устройстве используются общеизвестные протоколы передачи данных с подтверждением.

Недостатком вышеназванного устройства является низкий процент использования потенциальной пропускной способности канала связи при значительных расстояниях между передатчиком и приемником данных.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является система для передачи информации по каналам связи (RU, патент на изобретение, 2450466, H04L 9/00, 2012), содержащая источник данных, мультиплексор, первый передатчик, первый приемник, первое устройство кодирования, первое устройство декодирования, первое запоминающее устройство, первое устройство управления на передающей стороне, а также второй передатчик, второй приемник, второе устройство кодирования, второе устройство декодирования, второе запоминающее устройство, второе устройство управления, устройство передачи данных пользователю на приемной стороне.

Однако эта известная система не позволяет полностью компенсировать «потерю» передаваемых передающей стороной блоков данных или сообщений от приемника данных.

Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые решения, является обеспечение гарантии полноты передачи в случаях нестабильности условий передач в канале связи, в том числе и при потерях блоков данных и в частности, при потерях последних блоков передаваемых данных и при непрерывной выдаче передатчиком данных в канал связи с запросами приемной стороной на повторение передач только искаженных или потерянных блоков данных.

Техническая задача способа гарантированной передачи информации по каналу связи решается тем, что на передающей стороне разбивают данные из первого массива передаваемых данных на блоки, кодируют для обнаружения искажений блока данных, добавляют заголовок каждого уровня протокола связи, передачу блоков данных выполняют без получения сообщения от приемной стороны, в заголовке блока данных формируют номер передаваемого блока данных, при поступлении от приемной стороны запросов на повтор передач пронумерованных блоков повторяют передачу соответствующих блоков из первого массива, на приемной стороне декодируют блоки данных, выявляют неискаженные блоки данных, при этом на приемной стороне формируют исходное значение, равное единице, для номера ожидаемого блока, принятые неискаженные блоки данных запоминают в соответствии с номером блока в соответствующем месте во втором массиве переданных данных, а искаженные блоки отбрасывают и не запоминают во втором массиве, анализируют номера неискаженных блоков, причем при приеме неискаженного блока с номером, совпадающим с номером ожидаемого блока, увеличивают последний на единицу, при приеме неискаженного блока с номером больше номера ожидаемого блока запоминают в третьем массиве заявок на повторную передачу блоков последовательность номеров от текущего значения номера ожидаемого блока до номера на единицу меньше номера принятого неискаженного блока, по указанной последовательности затем формируют сообщения передающей стороне на повторную передачу блоков с соответствующими номерами, а новое значение номера ожидаемого блока устанавливают на единицу больше номера принятого неискаженного блока, при приеме неискаженного блока с номером меньше номера ожидаемого блока идентифицируют прием повторно запрошенного блока, номер ожидаемого блока не изменяют, а в третьем массиве удаляют запись, совпадающую с номером принятого неискаженного блока, причем опрашивают третий массив периодически, через время, достаточное для поступления на приемную сторону запрошенного повторно блока, и, при наличии записей в указанном массиве, формируют новые сообщения передающей стороне на повторную передачу блоков с соответствующими номерами.

Техническая задача системы для осуществления способа гарантированной передачи информации по каналу связи решается тем, что она содержит на передающей стороне источник данных, выходы которого соединены с первыми информационными входами первого устройства управления и со входами первого запоминающего устройства, выходы которого соединены с первыми входами мультиплексора, управляющие входы которого соединены с первыми управляющими выходами первого устройства управления, выходы соединены со входами первого кодирующего устройства, управляющие входы которого соединены со вторыми управляющими выходами первого устройства управления, а выходы соединены со входами первого передатчика, выходы которого соединены со входами прямого канала связи «передатчик-приемник», выходы обратного канала связи «приемник-передатчик» соединены со входами первого приемника, выходы которого соединены со входами первого устройства декодирования, выходы которого соединены со вторыми информационными входами первого устройства управления, с третьими выходами которого соединены управляющие входы первого запоминающего устройства, а на приемной стороне выход прямого канала связи «передатчик-приемник» соединен со входом второго приемника, выход которого соединен со входом второго устройства декодирования, первые выходы которого соединены с первыми входами второго устройства управления, первые выходы которого соединены с управляющими входами второго запоминающего устройства, кроме того, с выходом второго кодирующего устройства соединен вход второго передатчика, выход которого соединен со входом обратного канала связи «приемник-передатчик», а выходами приемной стороны являются выходы устройства передачи данных пользователю, при этом на передающей стороне со вторыми входами мультиплексора соединены выходы блока формирования служебных данных, с третьими входами соединены выходы первого блока формирования сообщений, входы которого соединены с четвертыми выходами первого устройства управления, с информационными выходами которого соединены входы блока формирования служебных данных, а на приемной стороне со вторыми выходами второго устройства управления соединены управляющие входы третьего запоминающего устройства, первые выходы которого соединены со вторыми входами второго устройства управления, а вторые выходы соединены с первыми входами второго блока формирования сообщений, вторые входы которого соединены с третьими выходами второго устройства управления, а выходы соединены со входами второго кодирующего устройства, кроме того, с четвертыми выходами второго устройства управления соединены управляющие входы устройства передачи данных пользователю, информационные входы которого соединены с выходами второго запоминающего устройства.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.

В канале связи устанавливают соединение между приемной и передающей стороной. На передающей стороне разбивают данные из первого информационного массива на блоки. Блоки кодируют для обнаружения искажений блока данных. Добавляют к блоку заголовок каждого уровня протокола связи. Передачу блоков данных выполняют непрерывно, без получения сообщения от приемной стороны (не ожидают ответа приемной стороны, как в общеизвестных способах гарантированной передачи данных, именуемых способы передачи с подтверждением). В заголовке блока данных формируют номер передаваемого блока данных. При поступлении от приемной стороны сообщений - запросов на повтор передач пронумерованных блоков, передают блоки из первого массива (содержательное отличие от сообщений в общеизвестных способах передач данных с подтверждением - сообщения в предлагаемом способе не несут смысла «подтверждения правильности приема группы блоков», а являются запросом на повтор отдельного блока данных).

На приемной стороне принимают блоки данных, декодируют блоки данных, выявляют неискаженные блоки данных, принятые неискаженные блоки данных запоминают во втором массиве. Искаженные блоки «отбрасывают» (не заносят во второй массив).

С каждым новым принятым неискаженным блоком проводят анализ их номеров. Анализ проводят с помощью постоянно формируемого «ожидаемого номера блока данных». В исходном положении (до начала приема блоков данных из канала связи) устанавливают исходное (равное единице) значение ожидаемого номера блока данных.

Если поступающий неискаженный блок данных имеет номер, равный «ожидаемому номеру», то для получения следующего значение к «ожидаемому» номеру добавляют единицу.

Если поступающий неискаженный блок данных имеет номер больше, чем «ожидаемой номер», то это означает, что либо предыдущие блоки были искажены в канале связи, либо потеряны. В этом случае в третий массив заносят один или несколько номеров блоков, начиная от значения «ожидаемого» номера до уменьшенного на единицу номера поступившего неискаженного блока. В последующем, по списку номеров в третьем массиве формируют запросы на повторную передачу блоков (соответствующие сообщения на передающую сторону). Новое значение «ожидаемого номера» устанавливают на единицу больше, чем номер поступившего неискаженного блока.

Если номер поступившего неискаженного блока меньше, чем «ожидаемый номер», то это позволяет идентифицировать принятый блок как ответ по запросу на повторную передачу блока данных. В этом случае «ожидаемый номер» оставляют без изменений. Поступивший неискаженный блок запоминают в соответствующем его номеру месте второго массива. Запись в третьем массиве с таким же номером, что и номер поступившего неискаженного блока, удаляют.

Опрос третьего массива и формирование запросов (в случае наличия в третьем массиве записей, которые можно представить «заявками» на запрос) передающей стороне о необходимости повторных передач блоков данных проводят с периодом, обеспечивающим достаточное время для передачи запроса передающей стороне и для передачи запрашиваемого повторно блока от передающей стороны к приемной.

Передача приемной стороне данных о количестве передаваемых блоков может осуществляться следующим образом.

При установлении соединения приемной стороне передают количество блоков, подготовленных к отправке (первый аспект развития предлагаемого способа).

Разделяют передаваемые блоки на окна и в заголовке окна указывают количество переданных в окне блоков, при этом на приемной стороне определяют общее число передаваемых блоков, для чего суммируют количество передаваемых в окнах блоков (второй аспект развития предлагаемого способа).

Разделяют передаваемые блоки на окна с заранее определенным количеством блоков в окне, кроме последнего передаваемого окна, и в заголовке последнего передаваемого окна указывают количество блоков этого окна, при этом на приемной стороне определяют общее число передаваемых блоков, для чего суммируют количество передаваемых окон, кроме последнего, умножают сумму на установленное количество блоков в окне и добавляют число передаваемых блоков в последнем окне (третий аспект развития предлагаемого способа).

В связи с вероятным событием, когда последние передаваемые блоки могут быть искаженными, при приеме блоков с номерами на установленное количество номеров меньше, чем номер последнего блока из передаваемых с передающей стороны, на отрезке времени, достаточном для приема последнего блока, фиксируют последний номер правильно принятого блока, формируют, если этот номер не является последним в передаваемом массиве, один или несколько запросов на повторную передачу блоков, следующих за последним правильно принятым, включая и последний в массиве передаваемых с передающей стороны (четвертый аспект развития предлагаемого способа).

Как в известном способе.

На передающей стороне:

формируют по данным блока (полезным и служебным) проверочные коды, обеспечивающие обнаружение искажений, и заносят эти коды в заголовок блока;

непрерывно передают блоки данных в канал связи без ожидания сообщений, которые приходят с приемной стороны;

в заголовке блока данных формируют номер передаваемого блока данных;

при приеме с принимающей стороны сообщений об искаженной при передаче блока данных или о пропуске блока данных повторяют передачу таких блоков.

На принимающей стороне:

осуществляют прием блоков данных и проверку искажений;

выделяют номер неискаженного блока данных;

при приеме неискаженного блока этот блок заносят во второй массив.

В отличие от известного способа.

На передающей стороне:

по первому аспекту развития предлагаемого способа:

при установлении соединения приемной стороне передают количество блоков Rо, подготовленных к отправке;

или, по второму аспекту развития предлагаемого способа:

разделяют передаваемые блоки на окна;

в заголовке окна указывают количество переданных в окне блоков Rокн;

или, по третьему аспекту развития предлагаемого способа:

разделяют передаваемые блоки на окна с заранее определенным количеством блоков в окне, кроме последнего передаваемого окна;

в заголовке последнего передаваемого окна указывают количество блоков этого окна Rокн п.

На приемной стороне:

формируют «ожидаемый» номер следующего блока, который с наибольшей вероятностью поступит на приемную сторону (исходное значение этого номера устанавливают равным единице);

при условии, когда номер принятого неискаженного блока данных больше чем на единицу отличается от «ожидаемого» номера (при выполнении условия идентифицируется состояние потери в канале связи одного или нескольких блоков):

формируют одно или несколько (при отличии номера поступившего неискаженного блока на две единицы и более от «ожидаемого» номера) сообщений о необходимости повторов передач «потерянных» блоков данных;

заносят в третий массив запись (или несколько записей) с данными по номеру блока, передачу которого необходимо повторить;

принятый блок (или несколько блоков) заносят в соответствующее его номеру место во второй массив.

при условии, когда номер принятого неискаженного блока меньше чем «ожидаемый», принятый блок заносят во второй массив (при выполнении условия идентифицируется состояние поступление блока, который является повторно переданным, для компенсации потери или искажения ранее переданного блока с таким же номером). Удаляют соответствующую запись (номер которой совпадает с номером принятого блока) в третьем массиве «массиве заявок на повторную передачу» (с поступлением неискаженного блока с номером потребности в дополнительной передачи блока больше нет).

При приеме блока данных с искажениями по одному из аспекту предлагаемого способа не проводят каких-либо действий (такой блок игнорируется). Реакция на искажение блока осуществляется при приеме следующего неискаженного блока. В действие приводят тот же механизм, что и при выявлении блоков, потерянных в канале связи. Описанными выше действиями при приеме последующих неискаженных блоков будут сформированы сообщения на повторную передачу искаженных блоков.

В связи с ненулевой вероятностью искажений или потерь последних передаваемых блоков, за которыми не последует прием неискаженных блоков (и не сработает механизм запроса «пропущенных» блоков), вводят процедуру «граничного» диапазона.

Вход процесса передач данных в «граничный» диапазон определяют по условию, что максимальный номер принятого блока меньше не менее чем на некоторое установленное количество номеров от числа передаваемых блоков Rо. Формирование сообщений на повторную передачу при потере или искажении последнего (последних) блока (блоков) передаваемых передающей стороной блоков выполняют следующим образом:

- определяют вхождение в «граничный» диапазон;

- через время, достаточное для гарантированного (в условиях режима связи и с учетом необходимого времени для распространения сигнала в канале связи) поступления последнего блока Rо, фиксируют номер последнего правильно принятого блока данных Rп (статистически наиболее вероятен номер Rо, гораздо менее вероятен, но возможен номер Rо-1, еще менее вероятен номер Rо-2 и т.д.);

- если номер последнего правильно принятого блока Rп<Rо, то формируют запросы на повторную передачу блоков с номерами в диапазоне от Rп+1 до Rо.

Для компенсации возможных потерь или искажений при передаче сообщений от приемной стороны к передающей (с запросами повторных «передач потерянных или искаженных блоков») или искажений или потерь повторно передаваемых блоков от передающей стороны к приемной на приемной стороне устанавливают время тайм-аута:

tта>tпр l+tпр 2+tос,

где tта - время тайм-аута;

tпр 1 - время передачи сообщения от приемника до передатчика;

tпр 2 - время передачи блока данных от передатчика до приемника;

tос - время обработки сообщения передатчиком и приемником.

С периодом, равным или несколько большим, чем tта, определяют наличие записей в третьем массиве. Если записи имеются в наличии, то повторяют сообщения (запросы) передающей стороне о передаче блока (блоков) данных. При этом формируются запросы на повтор передач по новым искаженным или потерянным блокам (зафиксированным за время после последнего опроса третьего массива) и запросы, которые были неудачно выполнены (из-за возможных искажений или потерь сообщений по обратному каналу связи или при искажениях или потерях блоков в канале связи при повторных передачах блоков).

При наличии необработанных запросов (определяемых по ненулевому количеству записей в третьем массиве) ожидают приема всех запрошенных блоков (включая, при необходимости, перезапросы), и с приемом этих блоков процесс передачи данных завершается.

Реализуемая в предложенном способе повторная передача только искаженных блоков (с использованием канала обратной связи), непрерывная передача блоков передающей стороной, а также предлагаемый способ обеспечения гарантированной полноты доставки данных позволяет приблизить эффективную пропускную способность к предельной пропускной способности канала связи.

Предложенный способ и достигаемый с его реализацией результат поясняется диаграммами на фиг. 1 и на фиг. 2.

На фиг. 1 приведена диаграмма из рекомендаций Международного союза электросвязи (Telecommunication standardization sector of International Telecommunication Union. Y/1541, 12.2011. Series Y: Global information infrastructure, Internet protocol aspects and next-generation networks. Internet protocol aspects - Quality of service and network performance. Network performance objectives for-based services.).

На диаграмме фиг. 1:

Loss - вероятность искажения символа при передаче в канале связи;

RTT - время распространения сигнала в канале связи (с учетом распространения сигнала и по каналу обратной связи).

На диаграмме показаны реальная (эффективная) пропускная способность при передаче данных по каналу связи с потенциальной (предельной) пропускной способностью в 10 Мб/с и при гарантированной доставке данных за счет применения способа доставки с подтверждением (наиболее широко используемый на практике в большинстве компьютерных сетей протокол передачи данных TCP). Диаграмма показывает изменение эффективной пропускной способности при различных значениях вероятности искажения символа в канале связи и времени распространения сигнала в канале связи. При искажениях в 0,1% передаваемых символов (Loss=1.E-3) известный протокол с подтверждением снижает эффективную пропускную способность почти на порядок (даже если данные передаются на малое расстояние). Для компенсации указанных искажений в протоколе повторно передается слишком много данных. При увеличении расстояния между приемником и передатчиком данных (например, для случая передачи данных через спутник-ретранслятор на геостационарной орбите, RTT≈0,54 с) даже с радиоканалом с малой вероятностью искажений эффективная пропускная способность теряется еще на два порядка. В известном протоколе дисциплина обслуживания процесса транспортировки данных такова, что требуется ожидание сообщений от приемника, подтверждающих результаты приема переданных ранее порций данных.

На фиг. 2 приведена рассчитанная при моделировании эффективная пропускная способность передачи данных с применением предложенного способа. При реализации предлагаемого способа гарантируется передача данных и, как при увеличении расстояния между приемником и передатчиком данных, так и при значительном увеличении вероятности искажения символа в канале связи, эффективная пропускная способность близка к потенциальной пропускной способности канала связи.

Предложенная система для осуществления способа гарантированной передачи информации по каналу связи поясняется фиг. 3.

На передающей стороне реализуются следующие компоненты:

1 - источник данных;

2 - первое запоминающее устройство;

3 - мультиплексор;

4 - первое кодирующее устройство;

5 - первое устройство управления;

6 - первый передатчик;

7 - первый приемник;

8 - первое устройство декодирования;

9 - первый блок формирования сообщений;

10 - блок формирования служебных данных.

Компоненты передающей стороны соединены следующим образом:

- выходы источника данных 1 соединены с входами первого запоминающего устройства 2 (для хранения «массива передаваемых блоков») и первыми информационными входами первого устройства управления 5;

- выходы первого запоминающего устройства 2 соединены с первыми входами мультиплексора 3;

- информационные выходы первого устройства управления 5 соединены со входами первого блока формирования сообщений 10;

- первые выходы первого устройства управления 5 соединены с входами управления мультиплексора 3;

- вторые выходы первого устройства управления 5 соединены с входами управления первого кодирующего устройства 4;

- третьи выходы первого устройства управления 5 соединены с управляющими входами первого запоминающего устройства 2;

- четвертые выходы первого устройства управления 5 соединены с входами блока формирования служебных данных 9;

- выходы первого кодирующего устройства 4 соединены со входами первого передатчика 6;

- выходы первого передатчика 6 являются входами прямого канала связи «передатчик-приемник» 20;

- выходы мультиплексора 3 соединены со входами первого кодирующего устройства 4;

- выходы канала обратной связи «приемник-передатчик» 21 являются входами первого приемника 7;

- выходы первого приемника 7 соединены со входами первого устройства декодирования 8;

- выходы первого устройства декодирования соединены со вторыми информационными входами первого устройства управления 5;

- выходы первого блока формирования сообщений 9 соединены с третьими входами мультиплексора 3;

- выходы блока формирования служебных данных 10 соединены со вторыми входами мультиплексора 3.

На принимающей стороне реализуются следующие компоненты:

11 - второй приемник;

12 - второе устройство декодирования;

13 - второе запоминающее устройство;

14 - третье запоминающее устройство;

15 - второе устройство управления;

16 - устройство передачи данных пользователю;

17 - второй блок формирования сообщений;

18 - второе кодирующее устройство;

19 - второй передатчик.

Для связи передающей и приемной стороны предназначены «прямой» 20 и «обратный» 21 каналы связи и ретранслятор 22.

Компоненты приемной стороны соединены следующим образом:

- выходы прямого канала связи «передатчик-приемник» 20 соединены со входами второго приемника 11;

- выходы второго приемника 11 соединены со входами второй устройства декодирования 12;

- первые выходы второго устройства декодирования 12 соединены с первыми входами второго устройство управления 15;

- вторые выходы второго устройства декодирования 12 соединены с входами второго запоминающего устройство 13 (для хранения блоков принятых данных);

- выходы второго запоминающего устройства 13 соединены с информационными входами устройства передачи данных пользователю 16;

- управляющие входы второго запоминающего устройства 13 соединены с первыми выходами второго устройства управления 15;

- первые выходы третьего запоминающего устройства 14 соединены с вторыми входами второго устройства управления 15;

- управляющие входы третьего запоминающего устройства 14 соединены со вторыми выходами второго устройства управления 15;

- вторые выходы третьего запоминающего устройства 14 соединены с первыми входами второго блока формирования сообщений 17;

- вторые входы второго блока формирования сообщений 17 соединены с третьими выходами второго устройства управления 15;

- выходы второго блока формирования сообщений 17 соединены со входами второго кодирующего устройства 18;

- выходы второго кодирующего устройства 18 соединены со входами второго передатчика 19;

- выходы второго передатчика 19 соединены со входом «обратного» канала связи 21;

- управляющие входы устройства передачи данных пользователю 16 соединены с четвертыми выходами второго устройства управления 15.

Выходы устройства передачи данных пользователю 17 являются выходами системы для передачи данных пользователю.

Источник данных 1 может быть реализован применением, например, известных приемно-регистрирующих телеметрических станций. Первый и второй передатчики 6 и 19, первый и второй приемники 7 и 11 могут быть реализованы применением известных станций спутниковой связи. Остальные компоненты предлагаемой системы могут быть реализованы с помощью ЭВМ на передающей и приемной сторонах.

Предлагаемая система реализации способа работает следующим образом.

Данные, поступающие от источника данных 1, передаются на входы первого запоминающего устройства 2 и на первые информационные входы первого устройства управления 5.

При установлении связи с приемной стороной первое устройство управления 5 определяет количество блоков, которое будет передано и с помощью первого блока формирования сообщений 9 отправляет сообщение приемной стороне; в сообщении по одному из аспектов предлагаемого решения сообщается приемной стороне общее число блоков R0, которые будут отправлены с передающей стороны.

К блокам данных из первого запоминающего устройства 2, с помощью блока формирования служебных данных 10 добавляют порядковые номера. К поступающим на первые входы мультиплексора 3 блокам данных добавляют заголовки блоков, включающие и порядковые номера, поступающие с выходов блока формирования служебных данных 10 на вторые входы мультиплексора 3. С выходов мультиплексора 3 данные блоков и заголовки блоков поступают на входы первого кодирующего устройства 4, где используют для формирования кода, позволяющего обнаруживать ошибки при передаче в канале связи. Код добавляют в заголовок блоков и блоки данных последовательно отправляют с помощью первого передатчика 6 по прямому каналу связи 20 через ретранслятор 22 на приемную сторону.

По обратному каналу связи 21, через первый приемник 7 могут поступать сообщения с приемной стороны с запросами на повторение передач потерянных или искаженных блоков данных. Первое устройство декодирования 8 определяет наличие искажений в сообщении и, если сообщение не искажено, передает его на вторые информационные входы первого устройства управления 5. При поступлении сообщений с приемной стороны с запросами на повторение передач потерянных и искаженных блоков данных первое устройства управления 5 выделяет номер блока в сообщении, запрашивает блок, выдав соответствующие сигналы на управляющие входы первого запоминающего устройства 2. Первое запоминающее устройство 2 выдает соответствующий этому номеру блок данных на выходы и, соответственно, на первые входы мультиплексора 3, на вторые входы которого поступают сформированные служебные данные, включающие и номер передаваемого блока. При этом выдача в канал связи блоков данных «по порядку» приостанавливается и выдается запрашиваемый приемной стороной блок данных.

На приемной стороне блоки данных с выходов второго приемника 11 декодируются во втором устройстве декодирования 12. С первых выходов второго устройства декодирования 12 сигналы о поступлении неискаженного блока и его номере поступают на первый вход второго устройства управления 15. Второе устройство управления 15 анализирует номера и в соответствии с описанным выше способом заносит неискаженный блок во второе запоминающее устройство 13.

В процессе записи во второе запоминающее устройство 13 второе устройство управления 15, в соответствии с описанными выше условиями предлагаемого способа, выявляет наличие «пропущенных» (из-за искажений или потерь в канале связи) блоков данных. Номера таких блоков заносятся в третье запоминающее устройство 14 (в «массив сообщений»). При внесении записей в третье запоминающее устройство 14 и затем периодически, через время, достаточное для того, чтобы после отсылки сообщения передатчику ответ (повторная передача запрашиваемого блока данных) от передатчика поступил к приемнику, второе устройство управления 15, через второй блок формирования сообщений 17, через второе кодирующее устройство 18, второй передатчик 19 и обратный канал связи 21 формирует сообщения на передающую сторону. При неискаженных передачах в канале связи сообщения и запрашиваемого блока данных второе устройство управления 15 удаляет запись с соответствующим номером в третьем запоминающем устройстве 14. Если запрос по причинам искажения или потере в канале связи не будет выполнен, то соответствующая запись в третьем запоминающем устройстве 14 сохранится и при очередном опросе будет выполнен еще один запрос на повторение передачи такого блока данных.

В результате применения предлагаемого способа, по сравнению с известными способами, достигается первичный эффект, заключающийся в гарантии полноты передачи в случаях нестабильности условий передач в канале связи, в том числе и при потерях блоков данных и, в частности, при потерях последних блоков передаваемых данных и при непрерывной выдаче передатчиком данных в канал связи с запросами приемной стороной на повторение передач только искаженных или потерянных блоков данных.

Выше представленный подход позволит получить дополнительный эффект за счет сокращения времени аренды каналов связи в целях полной доставки данных. За счет сокращения времени на полную доставку данных повышаются возможности приемной стороны - центров контроля поведения сложных технических комплексов, обработки и анализа данных телеизмерений параметров сложных технических комплексов.

Вторичный эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в уменьшении затрат на создание систем обеспечения испытаний и эксплуатации сложных технических комплексов за счет повышения уровня унификации компонентов этих систем, так как предлагаемый способ обмена универсален для различных информационных обменов между средствами телеизмерений параметров сложных технических комплексов и центрами контроля поведения сложных технических комплексов, обработки и анализа данных телеизмерений параметров сложных технических комплексов.

1. Способ гарантированной передачи информации по каналу связи, при котором на передающей стороне разбивают данные из первого массива передаваемых данных на блоки, кодируют для обнаружения искажений блока данных, добавляют заголовок каждого уровня протокола связи, передачу блоков данных выполняют без получения сообщения от приемной стороны, в заголовке блока данных формируют номер передаваемого блока данных, при поступлении от приемной стороны запросов на повтор передач пронумерованных блоков, повторяют передачу соответствующих блоков из первого массива, на приемной стороне декодируют блоки данных, выявляют неискаженные блоки данных, отличающийся тем, что на приемной стороне формируют исходное значение, равное единице, для номера ожидаемого блока, принятые неискаженные блоки данных запоминают в соответствии с номером блока в соответствующем месте во втором массиве переданных данных, а искаженные блоки отбрасывают и не запоминают во втором массиве, анализируют номера неискаженных блоков, причем при приеме неискаженного блока с номером, совпадающим с номером ожидаемого блока, увеличивают последний на единицу, при приеме неискаженного блока с номером больше номера ожидаемого блока запоминают в третьем массиве заявок на повторную передачу блоков последовательность номеров от текущего значения номера ожидаемого блока до номера на единицу меньше номера принятого неискаженного блока, по указанной последовательности затем формируют сообщения передающей стороне на повторную передачу блоков с соответствующими номерами, а новое значение номера ожидаемого блока устанавливают на единицу больше номера принятого неискаженного блока, при приеме неискаженного блока с номером меньше номера ожидаемого блока идентифицируют прием повторно запрошенного блока, номер ожидаемого блока не изменяют, а в третьем массиве удаляют запись, совпадающую с номером принятого неискаженного блока, причем опрашивают третий массив периодически, через время, достаточное для поступления на приемную сторону запрошенного повторно блока, и, при наличии записей в указанном массиве, формируют новые сообщения передающей стороне на повторную передачу блоков с соответствующими номерами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при установлении соединения приемной стороне передают сообщение с количеством блоков, подготовленных к отправке.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разделяют передаваемые блоки на окна и в заголовке окна указывают количество переданных в окне блоков, при этом на приемной стороне определяют общее число передаваемых блоков, для чего суммируют количество передаваемых в окнах блоков.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разделяют передаваемые блоки на окна с заранее определенным количеством блоков в окне, кроме последнего передаваемого окна, и в заголовке последнего передаваемого окна указывают количество блоков этого окна, при этом на приемной стороне определяют общее число передаваемых блоков, для чего суммируют количество передаваемых окон, кроме последнего, умножают сумму на установленное количество блоков в окне и добавляют число передаваемых блоков в последнем окне.

5. Способ по любому из пп. 1, 2, 3, 4, отличающийся тем, что, при приеме блоков с номерами на установленное количество номеров меньше, чем номер последнего блока из передаваемых с передающей стороны, на отрезке времени, достаточном для приема последнего блока, фиксируют последний номер правильно принятого блока, формируют, если этот номер не является последним в передаваемом массиве, один или несколько запросов на повторную передачу блоков с номерами, следующими за последним правильно принятым, включая и последний номер в массиве передаваемого с передающей стороны.

6. Система для осуществления способа гарантированной передачи информации по каналу связи, содержащая на передающей стороне источник данных, выходы которого соединены с первыми информационными входами первого устройства управления и со входами первого запоминающего устройства, выходы которого соединены с первыми входами мультиплексора, управляющие входы которого соединены с первыми управляющими выходами первого устройства управления, выходы соединены со входами первого кодирующего устройства, управляющие входы которого соединены со вторыми управляющими выходами первого устройства управления, а выходы соединены со входами первого передатчика, выходы которого соединены со входами прямого канала связи «передатчик-приемник», выходы обратного канала связи «приемник-передатчик» соединены со входами первого приемника, выходы которого соединены со входами первого устройства декодирования, выходы которого соединены со вторыми информационными входами первого устройства управления, с третьими выходами которого соединены управляющие входы первого запоминающего устройства, а на приемной стороне выход прямого канала связи «передатчик-приемник» соединен со входом второго приемника, выход которого соединен со входом второго устройства декодирования, первые выходы которого соединены с первыми входами второго устройства управления, первые выходы которого соединены с управляющими входами второго запоминающего устройства, кроме того, с выходом второго кодирующего устройства соединен вход второго передатчика, выход которого соединен со входом обратного канала связи «приемник-передатчик», а выходами приемной стороны являются выходы устройства передачи данных пользователю, отличающаяся тем, что на передающей стороне со вторыми входами мультиплексора соединены выходы блока формирования служебных данных, с третьими входами соединены выходы первого блока формирования сообщений, входы которого соединены с четвертыми выходами первого устройства управления, с информационными выходами которого соединены входы блока формирования служебных данных, а на приемной стороне со вторыми выходами второго устройства управления соединены управляющие входы третьего запоминающего устройства, первые выходы которого соединены со вторыми входами второго устройства управления, а вторые выходы соединены с первыми входами второго блока формирования сообщений, вторые входы которого соединены с третьими выходами второго устройства управления, а выходы соединены со входами второго кодирующего устройства, кроме того, с четвертыми выходами второго устройства управления соединены управляющие входы устройства передачи данных пользователю, информационные входы которого соединены с выходами второго запоминающего устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат - обеспечение гарантии полноты и эффективности передачи в случаях нестабильности условий передач в канале связи в процессе длительных передач данных большого объема.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат заключается в повышении безопасности передачи данных.

Изобретение относится к устройству беспроводной связи, которое использует протокол связи для передачи и приема данных с помощью бита проверки данных. Технический результат состоит в обеспечении высокой пропускной способности.

Изобретение относится к области технологий связи и, более конкретно, к способу сверки времени и базовой станции. Технический результат заключается в предотвращении потери ресурсов в базовой станции посредством отсутствия необходимости в установке элемента отсчета времени и аккумулятора, а соответственно и использования ресурсов элементов отсчета времени.

Изобретение относится к способу передачи информации обратной связи. Технический результат изобретения заключается в уменьшении задержки информации обратной связи.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способу и устройству синхронной передачи дискретных данных с решающей обратной связью. .

Изобретение относится к оптимизации беспроводных передач в телекоммуникационной системе, использующей дуплексную передачу с временным разделением (TDD). .

Изобретение относится к беспроводной связи, и в частности, к динамическому управлению сетевыми ресурсами посредством использования зарезервированных ресурсов отмены назначения.

Изобретение относится к области связи и телекоммуникаций и, в частности, касается отчетов о доставке сообщений в системе связи. .

Изобретение относится к области передачи информации в вычислительных сетях с обратным каналом. Технический результат изобретения заключается в повышении скорости приема информации за счет снижения вероятности переспросов. Способ передачи-приема сообщений в системах связи заключается в том, что на передающей стороне исходное сообщение разбивают на порции по k бит, формируют из них кадры со структурой протокола HDLC методом ARQ на h шагов назад, передают h кадров по каналу связи, на приемной стороне по контрольной последовательности протокола HDLC обнаруживают ошибочные кадры, если ошибочные кадры отсутствуют, информационные k бит выдают получателю, иначе стирают кадр с ошибками, блокируют прием последующих h-1 кадров, по обратному каналу посылают команду запроса и передающая сторона повторно передает эти h кадров. 2 ил.
Наверх