Способ контроля качества каналов передачи данных в автоматизированных системах управления реального масштаба времени

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в контроле качества цифровых каналов передачи данных. Способ контроля качества каналов передачи данных в автоматизированных системах управления реального масштаба времени основывается на двусторонней передаче по каналам данных кодограмм фиксированной длины с проверкой правильности приема кодограмм делением на образующий полином, причем для оценки качества каналов передачи данных используются рабочие данные, периодически с циклом обновления данных создаваемые автоматизированной системой управления реального масштаба времени в процессе ее работы, и контрольные донесения, также периодически создаваемые этой системой. 2 н.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к технике передачи данных и может быть использовано в территориальных АСУ реального масштаба времени (РМВ).

Известно устройство для автоматического контроля качества цифровых каналов, связи, используемых для передачи данных [Авторское свидетельство №1252957, класса HO4B 3/46, за 1986 год], осуществляющее последовательно опрос группы каналов связи, используемых для передачи данных. Если опрашиваемый канал занят, то оценка качества данного занятого канала не производится и устройство переключается на следующий канал. Если канал не занят передачей данных, то в таком канале производятся измерения передачей кодовых комбинаций. Измерение производится в течение фиксированного времени сеанса измерения. Затем происходит переключение устройства на следующий канал из группы каналов.

Недостатком известного устройства является то, что контроль используемого канала не является непрерывным. В периоды времени, когда устройство занято контролем других каналов, а таких каналов может быть много, рассматриваемый канал не контролируется. Отказ канала или понижение качества его работы своевременно будет не обнаружено.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля качества каналов передачи данных [Авторское свидетельство №2598807 класс H04L 1/16 от 03.02.2014 г.]. Известный способ позволяет оценивать текущее состояние качества работы каналов без остановки передачи данных. Известный способ применим в АСУ РМВ, ведущих обмен информационными кодограммами фиксированной длины, например, в АСУ контроля воздушного пространства, или в АСУ управления воздушным движением. Система передачи данных в таких АСУ работает с решающей обратной связью и с повышением достоверности данных за счет кодирования при передаче и декодирования принимаемых кодограмм. Каждая принимаемая кодовая комбинация проходит проверку делением на полином в блоках повышения достоверности (или программно), в результате чего кодограмма фиксируется как правильно принятая или принятая с ошибками. В результате, количество кодограмм, принятых (декодированных) с ошибками N_ош и отнесенных к общему количеству принятых кодограмм N_общ позволяет получить величину

характеризующую качество приема данных в канале. Для получения непрерывной текущей оценки качества работы канала в известном изобретении по а.с.№2598807 использован математический метод «скользящего окна», при использовании которого для набора статистики выделяется некоторое количество N_i фиксированных по продолжительности временных интервалов или интервалов времени, внутри которых количество принятых кодограмм, равно заранее установленному числу. Каждый из интервалов имеет собственный весовой коэффициент K_n. Результат K_кач по методу взвешенного скользящего среднего вычисляется по формуле

где k_n - весовые коэффициенты интервалов (окон).

Недостатком способа по а.с.№2598807 является то, что способ недостаточно стабилен в условиях неравномерного во времени поступления передаваемых кодограмм. Так, если в АСУ управления воздушным движением кодограммы, несущие информацию о пролетающих над данной территорией самолетах, появляются неравномерно в течении суток или даже неравномерно по дням недели, оценка качества работы каналов неравномерна и зависит от потока передаваемых данных. В АСУ постоянной готовности контроль текущего состояния каналов передачи данных не может зависеть от внешних обстоятельств, таких как наличие в достаточном количестве воздушных объектов. В АСУ постоянной готовности контроль текущего состояния каналов передачи данных должен быть постоянным и качественным с тем, чтобы своевременно принимать решения о переходе на резерв и/или принимать необходимые меры к восстановлению работы системы обмена данными.

Техническим результатом и целью предлагаемого изобретения является способ контроля качества цифровых каналов передачи данных в автоматизированных системах управления реального масштаба времени. В территориальных автоматизированных системах реального масштаба времени и постоянной готовности передача данных осуществляется кодограммами фиксированной длины с повышением достоверности данных за счет декодирования принимаемых кодограмм алгоритмом с решающей обратной связью. Каждая принимаемая кодовая комбинация проходит проверку делением на полином, в результате чего кодограмма фиксируется как правильно принятая или как принятая с ошибками, оценка K_кач производится по формуле (1). Но для того, чтобы оценка текущего состояния качества работы канала не зависела от количества воздушных объектов, находящихся в контролируемой зоне, предлагается постоянно передавать по каналу передачи данных фиксированное число кодограмм, соответствующее максимальному количеству кодограмм, которые могут быть переданы по каналу передачи данных за фиксированный интервал времени без его перегрузки. В качестве кодограмм, передаваемых по каналу, могут быть использованы кодограммы порождаемые системой в результате ее работы при контроле воздушного пространства М_сист и кодограммы так называемых контрольных донесений М_контр.

Фиксированный интервал времени должен быть равен периоду обновления информации в системе. Так если период обновления информации в системе равен 10 секундам и связан с периодом обновления информации поступающей от радиолокаторов, то и фиксированный интервал времени равен этим 10 секундам. Для обеспечения контроля каналов передачи данных не зависящего от количества передаваемых информационных кодограмм, общее количество передаваемых по каналу кодограмм в интервале наблюдения, равного 10 секундам, должно быть постоянным и равно М_общ.

Передача контрольных донесений в каналах передачи данных систем РМВ происходит периодически раз в пять секунд (две кодограммы в десятисекундном цикле) и служит для сообщения абоненту информации о качестве приема кодограмм, поступающих от данного абонента. Увеличение количества передаваемых в десятисекундном цикле контрольных донесений до требуемого количества М_контр легко реализуемо и не приводит к избыточной нагрузке канала передачи данных. Общее количество передаваемых по каналу кодограмм

М_общ=М_сист+М_контр

в фиксированный интервал времен Т=10 сек. должно быть постоянным и соответствовать максимальной производительности системы.

При этом, если в текущий период времени количество информационных кодограмм меньше М_общ, происходит дополнение количества передаваемых кодограмм до М_общ=Const за счет передачи контрольных донесений, так чтобы

М_общ=М_сист+М_контр=Const.

Выполнение этого условия позволяет качественно контролировать каналы передачи данных в любой период времени независимо от наличия контролируемых объектов и соответствующего количества информационных кодограмм М_сист.

В предлагаемом способе контроля качества цифровых каналов передачи данных в автоматизированных системах управления РМВ непрерывность контроля и текущее усреднение показателя качества может быть реализовано также как и в прототипе, математическим методом взвешенного «скользящего среднего» по формуле (3).

где К_n - весовой коэффициент интервала, М_nош - количество ошибочно принятых кодограмм в интервале n, а М_nобщ - общее количество принятых кодограмм в интервале n.

1. Способ контроля качества каналов передачи данных в автоматизированных системах управления реального масштаба времени, основанный на двусторонней передаче по каналам данных кодограмм фиксированной длины с проверкой правильности приема кодограмм делением на образующий полином, отличающийся тем, что для оценки качества каналов передачи данных (K_кач) используются рабочие данные, периодически с циклом обновления данных (Т_обн) создаваемые автоматизированной системой управления реального масштаба времени в процессе ее работы в количестве (М_сист), и контрольные донесения, также периодически создаваемые этой системой, но в количестве (М_контр), при котором выполняется условие

М_общ=М_сист+М_контр=Const,

а оценка качества каналов передачи данных (K_кач) осуществляется подсчетом отношения количества кодограмм, принятых с ошибкой (М_ош), к общему количеству кодограмм, передаваемых за время Т_обн

K_кач=М_ош/М_общ.

2. Способ контроля качества каналов передачи данных в автоматизированных системах управления реального масштаба времени, основанный на двусторонней передаче по каналам данных кодограмм фиксированной длины с проверкой правильности приема кодограмм делением на образующий полином, отличающийся тем, что при текущем непрерывном контроле качества обмена данными передачей информационных кодограмм, создаваемых системой (М_сист), и контрольных донесений (М_контр) оценка K_кач осуществляется методом взвешенного скользящего среднего и вычисляется по формуле

K_кач=К₁(М1_ош/М_1общ)+К₂(М_2ош/М_2oбщ)+…+К_n(М_nош/М_nобщ),

где К_n - весовой коэффициент интервала, М_nош - количество ошибочно принятых кодограмм в интервале n, а М_nобщ - общее количество принятых кодограмм в интервале n.