Способ передачи кодовых последовательностей сообщений в дуплексных системах передачи Советский патент 1982 года по МПК G08C25/02 

I

Изобретение относится к передаче данных между процессорами и может быть использовано в дуплексных системах передачи данных (СПД), в которых передача ведется блоками обнаруживающего ошибки кода. Исправление ошибок в указанных системах осушествляется за счет повторных передач кодовых блоков, в которых обнаружены ошибки. Для организации повторных передач кодовых блоков в данных системах используется обратная связь с решающим сигналом (РОС).

Известны способы передачи данных в дуплексных системах, основанные на передаче по прямому каналу связи кодовых последовательностей сообшений, приеме, декодировании и формировании сигнала решающей обратной связи 1 .

Наиболее близким i по технической сущности к предлагаемому $шляется спссоб передачи кодовых последовательностей сообшений в дуплексных системах передачи, основанный на формировании кодовых последовательностей сообшений, запоминании их в накопителе, передаче в прямой канал связи, приеме из обратного канала связи кодовых последовательностей сообшений и сигнала решающей обратной связи, оПереданных в прямой канал кодовых последовательностей сообщений, о формировании сигнала решающей обратной связи, о принятых из обратного канала связи кодовых последовательностей сообщений, о передаче его в составе передаваемых кодовых последовательностей и передаче потребителю упорядоченных по адресам кодовых последовательностей сообщений 2 .

Известные способы передачи в дуплексных СПД обладают тем недостатком, что они основаны на том, что кодовая последовательность сообшений для передачи в прямой канал связи формируется в зависимости от сигналов РОС, поступаюших из обратного канала связи без учета последовательности кодовых блоков, принятых из обратного канала и хранящихся в СПД, а это в конечном итоге приводит к снижению скорости об- мена данными в СПД-, особенно на каналах связи сравнительно низкого качества и с различной интенсивностью помех в прямом и обратном направлениях канала связи СПД. Цель изобретения - повышение инфор мационной гибкости системы передачи. Указанная цель достигается тем, что в способе передачи кодовых последовательностей сообщений в дуплексных системах передачи, основанном на формировании кодовых последовательностей сооб щений, запоминании их в накопителе, передаче в прямой канал связи, приеме из обратного канала связи кодовых посл довательностей сообщений и сигнала решающей обратной связи о переданных в прямой канал связи кодовых последовательностях сообщений, о формировании сигнала решающей обратной связи, о принятых из обратного канала связи кодовых последовательностях сообщений, о передаче его в составе передаваемых кодовых последовательностей и передаче потребителю упорядоченных по адресам кодовых последовательностей сообщений, сравнивают принятые кодовые последовательности сообщений с запомненными в накопителе, определяют количество jQL кодовых последовательностей, которые в да1гаый момент могут быть записаны в .накопитель, определяют количество А кодовых прсоедовательнос тей, необходимых для упорядочения по адресам запом ненных в накопителе кодовьтх последовательностей сообщений, определяют количество В кодовых последовательностей сообщений для их упорядочения по адресам, принимаемых в данный момент и запомненных в накопителе, и формируют разрешения передачи очередной кодовой последовательности сообщений при условии, что количество А кодовых последовательностей; сообщений не превьпиаёТколичество(j. кодовых последовательностей, и формируют сигнал разрешения запоминания кодовых последовательностей сообщений в накопитель при условии, что количество Q кодовых последовательностей не превьпыает количество QL кодовых; последовательностей сообщений. Детальное описание способа передачи данных осуществлено на примере рассмо рения одного из возможных конкретных вариантов функционирования СПД, реализующей предлагаемый способ передачи данных. В связи С ДОСTaT94Hpjсложным взаимодействием приемника и передатчика СПД описание принципов передачи ведется одновременно для приемной и передак щей CTOport СПД. Последовательность двоичных символов, поступающих от источника данных, разбивается на группы по К-2 знаков данных. Один знак данных содержит несколько двоичных символов. Затем каждая группа К-2 знаков данных .дополняется знаками служебных признаков и знаками, содержащими проверочные символы помехоустойчивого копа. Сформированные таким образом кодовые блоки передаются по каналу связи. Первый знак служебных признаков используется для передачи в двоичном коде циклического номера ct данного кодового блока и специального опознавательного признака тп . Циклический номер равен порядковому номеру данной группы из К-2 знаков данных, взятому по модулю N , и принимает значения чисел 1,2,3,. . ., N в двоичном коде. Значение t соответствует моменту времени первой выдачи кодового блока в канал . Опознавательный признак тл может принимать одно из ДВУХ возможных значений О или 1. Изменение (инверсия) значения признака m свидетельствует о начале нового цикла повторной выдачи кодовых блокор, на передачу которых в канал связи не получен сигнал РОС. Второй знак служебных признаков используется для передачи сигналов РОС. Сигнал РОС передается по обратному каналу СПД и в своем составе содержит циклический номер опознавательный признак очередного блока, принятого приемником СПД из канала связи; специальный признак S , который может принимать одно из дв;-х значений О или 1. Значение 1 свидетельствует о том, что кодовый блок декодирован приемником СПД как правильный (ошибок при проверке блока на соответствие правилам построения кода не зафиксировано), однако приемником данный блок не принят из-за отсутствия памяти в запоминающем устройстве (ЗУ) СПД, требуемой для записи данного кодового блока. Значение О соответствует тому, что кодовый блок с циклическим номером. содержащимся в сигнале РОС, приемником СПД принят и записан в ЗУ. Пусть С - максимальное значение суммы выданных в прямой канал связи и принятых из обратного канала связи кодовых блоков, которые одновременно могут находиться в ЗУ СПД. В каждой ячейке хранится служебное слово для блока с циклическим номером Ot . Формирование и передача кодовых блоков в канале связи осуществляется следующим образом. Кодовые блоки в канал передаются шослами. Вся совокупность циклов делит ся на две группы: четных циклов передачи и нечетных шжлов передачи. Информация о текущем цикле передач (четный он или нечетный) хранится в сп {шальной ячейке памяти накопителя СПД в виде значения признака « . Если текуишй цикл передачи четный, то су « О; если нечетный - 1. Признаки Qg и m введены для обеспечения правильного формирования передатчиком СПД команды Начать цикл повторных передач кодо1вых блоков, за передачу которых в канал связи не получен сигнал РОС (Н, П.) по результату анализа сигналов РОС, -поступающих из обратного канала связи. Начало разрешения передачи после включения аппаратуры и окончания цикла фазирования СПД определяется бпсжом с циклическим номером, соо-геетсгвующи числу 1 в двоичном коде. В процессе пе редачи кодовых блоков начало нового цикла определяется по команде Начать ШЛИ повторных передач кодовых блоков (Н.П.) блоком с самой старой информацией, т. е. блоком с циклическим номером d с наименьшим значением k , за передачу которого в канал связи не получен сигнал РОС. Формирование последовательности кодовых блоков, выдаваемых передатчиком СПД в канал связи, осуществляется и .цикле передачи следующим образом. Пус Oj - циклический номер блока с самой старой информацией. Количество А определяется следующим образом. Например, если потребителю последней выдана кодовая последовательность с циклическим номером q, а совокупность цикли ческих номеров кодовых последовательностей, принятых из канала связи, представляет множество вида , го, очевидно, что совокупность циклических номеров кодовых блоков, требуемых для преобразования с((,, упорядоченную ;по циклическим номерам последовательность и эыдачи ее потребителю, представляет множество{Ч5,с|,, следовательно, значение А 3. D - значение суммы переданных в прямой канал и принятых из обратного кана ла кодовых последовательностей и находящихся в ЗУ СПД в данный момент времени. По команде Начать цикл повторных передач вначале инвертируется признак од и осуществляется повторная передачавыдача в канал связи блока с циклическим Затем номером с1 и признаком m ° OJ, считывается из ЗУ следующая ( + 1) 5 сторка и анализируется значениеЬд- йо если из канала связи принят сигнал РОС, указывающий, что болк с циклическим номером dg приемником принят, в противном случае tag 0. Пусть t i( момент времени считьгоания (i +1)-й стооки. Тогда возможны следующие правила функционирования: С-В 1 и А где C-D - Л количество кодовых блоков, которые могут быть еще записаны в ЗУ СПД в момент времени t 5( . От источника данных в накопитель СПД записьтается блок данных и ему присваивается очередной циклический номер с(ч( и значение признака m о;. Одновременно коасюая последовательность с циклическим номером а- выдается в канал свяги, производится соответствующая корректировка ( + 1)-й строки (устанавливаются новые значения с( , b , «3 ) и осуществляется переход к считыванию из ЗУ следующей (i + 2)-й строки. ЪОр 1 и А r,-D или нет новых данных у источника. В канал связи выдается повторно последняя выданная в данном (текущем) цикле передачи кодовая последовательность. Строка, i + 1 не корректируется и осуществляется переход к считьюанию из накопителя следующей (i + 2)-и строки. bdg О. В канал связи выдается повторно последовательность с циклическим номером QgHro qg и осуществляется переход к считыванию следующей ( + 2)-t строки. Затем, после считывания ( + 2)-й строки по описанному выще правилу осуществляется выдача в канал связи очередной кодовой последовательности и соответствующая корректировка ( + 2)-й строки. Последовательное считывание из накопителя строк продолжается до момента формирования передающим устройством СПД новой команды Начать никл повторных передач кодовых бпоков По команде Начать цикл повторных передач кодовых блоков инвертируется значение признака Cf и осуществляется новый цикл передачи. Если в цикле пере дачи в результате последовательного опроса строк будет считана i -я строка Ъ О, т. е, строка, со считывания которой и был начат данный цикл передачи то последовательное считывание строк из накопителя прекращается и в канал связи непрерывно выдается последний в данном цикле передачи в канал связи кодовый блок С1л . Повторные передачи кодового блока продолжаются до момента получения из канала связи сигнала РОС с циклическим номером cjyy. или до момента формирования команды Начать шил повторных передач. После получения сигнала РОС с цикл ческим номером с|д процесс последовате ного считывания продолжается. Если же в процессе повторных передач кодовой последовательности cig будет сформирована команда Начать цикл повторных передач, то осуществляется новый цикл передачи. Обработка сигналов рещающей обратн связи и формирование команды HagjaTb цикл повторных передач производится следующим образом. Пусть q - циклический номер, содер жащийся в очередном сигнале РОС, полученном из обратного канала. Тогда возможны следующие четыре правила: 1.Значения X : , 1, что свидетельствует о том, что кодовая последовательность с циклическим номером 0)с приемником противоположной стороны СПД не принята из-эа отсутствия требуемой памяти в ЗУ СПД. Осуществляется сравнение опознавательного признака rndx с признаком QJ и, если значение тих qj, передающее устройство формирует команду Начать цикл повторных передач и СПД переводится в режим повторной выдачи кодо вых последовательностей сообщений. 2.Значения X i и 5 О, что свидетельствует о том, что кодовый блок с циклическим номером С()( приемником противоположной стороны СПД принят. В строке устанавливается значение Ъс1х 1 и из накопителя СПД по адресу dd) стирается кодовая последователь ность. Одновременно осуществляется сравнение признака с( с опознавательным признаком ..Если wax q;, формируется команда Начать цикл повторных передач кодовых блоков, 3.Значения X О, что соответствует тому, что кодовая последовательность с самой старой информацией приемником противоположной стороны СПД принята, устанавливается значение bdx 1 и из накопителя СПД по адресу стирается кодовая последовательность. 4.Значения (i , что свидетельствует о том, что данный сигнал РОС был принят из канала связи ранее. Принятый сигнал РОС стирается. Учитывая, что в накопителе СПД может храниться одновременно самое больщее количество С кодовых последовательностей сообщений, принятых из канала связи, нетрудно сделать, вывод о том, что прием сигнала РОС с циклическим номером их и признаком $ О свидетельствует , что все данные кодовых блоков с циклическим номером q , для которых t X - С ,приемником приняты и выданы потребителю. Нетрудно заметить, что описанный вьпце алгоритм формирования команды Н.П, обеспечивает автоматическое и непрерывное изменение продолжительности каждого цикла передачи в зависимости от интенсивности помех и задержки передачи сигнала в канале связи. В каждый текущий момент времени на приемной стороне СПД производится обработка принимаемых из канала связи кодовых блоков по следующей схеме. Для приема кодовых блоков из кана ла и обеспечения правильной последовательности выдачи данных из СПД потребителю используется накопитель СПД. Пусть 0-ji - циклический номер и met к - значение признака цикла передачи кодового блока, принятого по прямому каналу без ошибок, обнаруживаемых (П.К,) КОДОМ} В - количество кодовых последовательностей, требуемых для преобразования совокупности кодовых последовательностей, состоящей из принятых из обратного канала и записанных в накопителе СПД кодовых последоватеяьностей и кодовой последовательности, принимаемой из обратного канала в данный момент в упорядоченную по циклическим номерам последовательность для выдачи ее из СПД потребителю данных. в момент приема кодовой последовательности с циклическим номером ciz. формируется и рассматривается упорядоченная по циклическим номерам последовательность лз N различных циклических номеров . H.. . где t) mod N , и - циклический номер последнего блока, выданного из накопителя потребителю. Эта последовательность разбивается на две зоны: H-t-f H-tO Н4(1(С-) с ,0 , - зона t (С41)ч1 ) зона f При этом возможны следующие четыр схемы функционирования СПД: 1.Циклический номер ctj , принадлежащий зоне I , не был принят приемником СПД ранее и В С - D . Принятая последовательность записывается в накопитель. По обратному каналу посылается сигнал РОС с цикличес ким номером ci2. и признаками mci и -{cj. - 0« Если а а вычисляется новое значение последнего блока с , который будет выдан потребителю. Кодовые последовательности сообщений с циклическими номерами|а |а , выдается потребителю данных, 2.Циклический номер Oj. принадлежи зоне I , и 67.С-С , Принятая последовательность стиратеся. По обратному каналу посылается сигнал РОС с циклическим номером 2. признаками тои Еа 1. 3.Циклический номер о принадлежи зоне Г но кодовая последовательность с шжлическим номером Ос была принята приемником СПД ранее и хранится в нак пителе СПД. Принятая последовательность стирает ся, и по обратному каналу связи посыла ется сигнал РОС с циклическим номером 02 и признаками та. f с(г О. 4.Циклический номер а принадлежи зоне 5 , что соответствует повторной пе редаче кодового блока, вызванной непри емом сигнала РОС за этот блок. Принятый блок стирается. По обратному канал передается сигнал РОС с циклическим номером QT. признаками та 2, и Pd Если в процессе приема кодовой последовательности из канала связи при проверке его на соответствие правилам по- 81О строения (П.К.) кода фиксируется наличие ошибок, то по обратному каналу повторяется передача предыдущего сигнала РОС, Период циклической нумерации должен быть таким, чтобы исключить возможность повторного приема из канала связи одного и того же кодового блока и выдачи его потребителю, что согласно описанному выше алгоритму; приводит к следующему ограничению N : N (С-1), Количество ложных повторений кодовых последовательностей, вызванных обнаруженными ошибками в обратном канале, может быть сокращена, если в состав FKC дополнительно включить специальный признак Ф группового РОС. Возможны два ЭЬфектнвных варианта формирования и передачи признака Ф, Пусть cij - циклический номер кодовой последовательности с наибольшим значением i , удовлетворяющим условию, что все последовательности с цикличес|КИМи номерами d , для которых t z , приемником СПД приняты; а -цикли;ческий номер очередной кодовой последовательности, принятой приемником СПД, содержащийся а передаваемой по обратному каналу сигнала РОС, Первый вариант передачи признака Ф заключается в том, что состав сигнала РОС дополнительно вводится циклический номер а ; второй вариант передачи признака Ф основан на использовании в составе сигнала РОС одного специального двоичного разряда. Значение этого двоичного разряда, равное единице, устанавливается всякий раз, когда aj , в противном случае устанавливается значение, равное нулю, Приемное устройство, получая сигнал РОС с признаком Ф, стирает из накопителя СПД все кодовые последовательности, для которых t i i . Очевидно, что первый вариант передачи группового признака РОС р большей степени уменьшает вероятность ложных повторений из-за ошибок в обратном ка:Нале, однако для передачи сигнала требуется большая избыточность в кодовой последовательности. Предлагаемое изобретение позволяет ри фиксированном значении объема наопителя СПД более эффективно испопь- овать пропускную способность дискретого канала связи и тем самым сокращает системах управления требуемое для ередачи информации число каналов связи. 118 Формула изобретения Способ передачи кодовых поспедова- тельносгей сообщений в дуплексных системах передачи, основанный на Аормировании кодовых последовательностей сообщений, запоминании их в накопителе, передаче в прямой канал связи, приеме из ,обратного канала связи кодовых последовательностей сообщений и сигнала решаю щей обратной связи о переданных в прямой канал связи кодовых последовательностях сообщений, о формировании сигнала решающей обратной связи, о принятых из обратного канала связи кодовых последовательностях сообщений, о передаче его в составе передаваемых кодовы послоловатольностей и передаче потребиivjito упорядоченных по адресам кодовых последовательностей сообщений, о т личающийся тем, что. с целью пэвьпиения информационной гибкости сис. темы J epeдaчи, сравнивают принятые кодовые последоватедьности сообщенийс запомненными в накопителе, определяют количество и кодовых последовательностей, которые в данный момент могут быть записаны в накопитель, и опреде8ляют количество А кодовых последовательностей, необходимых для упорядочения по адресам запомненных/в накопителе кодовых последовательностей сообщений, определяют количество В кодовых последовательностей сообщений для их упорядочения по адресам, принимаемых в данный момент и запомненных в накопителе, и формируют сигнал разрещения передачи очередной кодовой последовательности сообщений при условии, что количество А кодовых последовательностей не превьпиает количество И кодовых последовательностей,и формируют сигнал разрешения запоминания кодовых последовательностей сообщений в накопитель при условии, что количество В кодовых последовательностей не превьпиает коли-. чество 0. кодовых последовательностей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Тутевич В. Н. Телемеханика, М., 1973, с. 121. 2,Попов О. В. и др. Описание систем связи с переспросом в терминах теорий конечных автоматов. Сб. Кодирование дискретных сообщений в системах связи. М., Наука, 1976.