СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
DATA TRANSMISSION METHOD

Область техники
Изобретение относится к области телекоммуникационных сетей связи, в частности к способам передачи данных по различным типам линий связи, таких как беспроводные, медножильные и волоконно-оптические.
Уровень техники
Для дистанционного управления электронными устройствами, такими как телевизионный приемник, аппаратура обработки данных, маршрутизатор в устройствах связи используются различные среды передачи. При этом в качестве метода повышения надежности передачи данных используют метод подтверждения приема и игнорирования повторно принятых данных (команд), заключающийся в преднамеренном неисполнении принятых данных (команд), номер которых совпал с выполненными ранее.
Когда данные (команды) передают в систему дистанционного управления на основе такого способа, данные разделяют на пакеты и передают по очереди при этом каждому пакету присваивают порядковый номер, который последовательно увеличивается на единицу во время каждой передачи. Можно определить, что было передано в потоке данных, проверяя порядковый номер. Порядковый номер последовательно увеличивают до заданного значения и затем возвращают к его исходному значению из-за ограничений по количеству битов в заголовке пакета.
Например, для выработки порядковых номеров с использованием 8-битных данных, можно получить 256 различных порядковых номеров. Однако, если специфичный номер, такой как "00", будет назначен исходному значению, только 255 порядковых номеров остается для нормального использования.
В известных аналогах: US 2003/0126238 A1, 03.07.2003; US 2006/0159193 A1, 20.07.2006; US 2002/018415 A1, 05.12.2002; US 2006/0034317 A1, 16.02/2006; RU 2296435 C2, 27.03.2007, содержатся следующие этапы: передача данных от источника, прием данных, согласование параметров передаваемых данных, корректировка передаваемых данных, повторная передача данных.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и выбранным в качестве прототипа является «Устройство и способ беспроводной передачи данных» (патент RU 2517725 C2 от 27.05.2014 г.), содержащий этапы: передача порядкового номера с автоматическим приращением каждый раз, когда передается фрейм передаваемых данных, вместе с данными передачи, для предотвращения получения идентичных данных приемником, более чем один раз, далее выполняется следующая обработка, если определяется, что передача была выполнена правильно, и снова передаются данные передачи без последовательного приращения порядкового номера, если определяют, что передача не была выполнена правильно, возвращают порядковый номер к исходному значению, когда выполняют сброс микрокомпьютера в модуле управления, и передают пустые данные вместе с исходным значением непосредственно после сброса и передают данные передачи вместе с последовательно увеличенным порядковым номером после передачи пустых данных.
Технической проблемой данных аналогов и прототипа является высокая вероятность потерь переданных данных на стороне приема. Это связано с тем, что в случае прихода в передатчик подтверждения с приемника о принятии им предыдущих данных, позже момента передачи им очередных данных, поскольку подтверждение предыдущих данных может быть воспринято передатчиком как подтверждение переданных данных.
Создание способа передачи данных направлено на решение данной технической проблемы, который позволяет уменьшить вероятность потерь переданных данных на стороне приема за счет того, что синхронизируют по времени передатчик и приемник, выполняют преобразование значения текущего времени во временную метку размером, соответствующим полю пакета, отводимому под порядковый номер этого пакета, записывают в поле, отводимое под номер пакета временную метку, корректируют значение времени ожидания подтверждения на передаче, передают команду сброса временной метки от передатчика к приемнику, сохраняют нулевое значение временной метки.
Раскрытие изобретения
В заявленном способе эта техническая проблема решается тем, что в способе передачи данных, заключающемся в том, что передают порядковый номер пакета с автоматическим приращением на единицу каждый раз при передачи данных. Проверяют условие, если передача выполнена правильно, передают следующий пакет с автоматическим приращением порядкового номера на единицу, иначе передают повторно пакет без приращения порядкового номера. Дополнительно сначала синхронизируют по времени передатчик и приемник, выполняют преобразование значения текущего времени во временную метку размером, соответствующим полю пакета, отводимому под порядковый номер этого пакета, записывают в поле, отводимое под номер пакета временную метку, корректируют значение времени ожидания подтверждения на передаче, а после проверки условия о правильной передаче пакета, передают команду сброса временной метки от передатчика к приемнику и сохраняют нулевое значение временной метки.
Новая совокупность существенных признаков позволяет достичь указанного технического результата за счет того, что синхронизируют по времени передатчик и приемник, выполняют преобразование текущего времени во временную метку размером, соответствующим полю пакета, отводимому под порядковый номер этого пакета, записывают в поле, отводимое под номер пакета временную метку, корректируют значения времени ожидания подтверждения на передаче, передают команду сброса временной метки от передатчика к приемнику, сохраняют нулевое значение временной метки.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного способа передачи данных, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Для более понятной иллюстрации технических решений согласно вариантам осуществления настоящего изобретения ниже приведено краткое описание сопроводительных чертежей.
На фиг. 1 – блок-схема способа передачи данных;
на фиг. 2 – блок-схема, представляющая пример последовательности передачи данных (команд), когда выполняют управление на основе порядковых номеров (прототип);
на фиг. 3 – блок-схема, представляющая пример последовательности передачи данных (команд), когда выполняют управление на основе временных меток (заявленный способ).
Реализация заявленного способа заключается в следующем (фиг. 1).
1. Синхронизируют по времени передатчик и приемник. Для этого передатчик отправляет приемнику данные, в которых установлено значение времени на стороне передачи, на стороне приемника устанавливают значение времени равное значению времени, принятому в переданных данных.
2. Выполняют преобразование значения текущего времени во временную метку размером, соответствующим полю пакета, отводимому под порядковый номер этого пакета. Значение текущего времени, выраженное в форме текущих величин единиц секунд и их двадцать пятых долей, представленных в форме количества получаемых двадцать пятых долей, которые затем представляются в двоичной системе счисления.
3. Записывают в поле, отводимое под номер пакета, временную метку.
4. Корректируют значение времени ожидания подтверждения на передаче. Скорректированное время ожидания  определяется как взвешенная сумма времени кругового оборота  успешно переданной команды (разница между временной меткой и временем прибытия подтверждения) и предыдущего значения времени ожидания :
Весовые коэффициенты  и  определяются исходя из значимости текущего момента времени и предыстории оценки времени ожидания (чем выше коэффициент, тем более значимое событие), а их сумма равна единице.
5. Передают порядковый номер пакета с автоматическим приращением на единицу каждый раз при передаче данных. Каждому переданному пакету присваивается порядковый номер, соответствующий текущей временной метке (п. 3), который при передаче очередного пакета данных автоматическим приращением увеличивается на единицу, равную разнице между текущей временной меткой и временной меткой предыдущего переданного пакета. Максимальное значение номера пакета, соответствует количеству бит отводимых в поле заголовка пакета.
Например, для выработки порядковых номеров с использованием 8-битных данных, можно получить 256 различных порядковых номеров.
6. Проверяют условие, если передача выполнена правильно, передают следующий пакет с автоматическим приращением порядкового номера на единицу, иначе передают повторно пакет без приращения порядкового номера.
Например, если пакет (N) с временной меткой  переданный в п. 5 передан правильно, то после получения подтверждения о принятом пакете (N) с этой временной меткой  с приемника, передается следующий пакет (N+1) с новой временной меткой , иначе если подтверждения о принятом пакете (N) за отведенное время ожидания, рассчитанное в п. 4 не получено, то пакет передается повторно с новой временной меткой , отличной от  на время ожидания подтверждения.
7. Передают команду сброса временной метки от передатчика к приемнику. Данная команда идентифицируется по признаку единичного значения всех битов поля номера пакета. Эта передача необходима для уведомления приемника и передатчика о смене интервалов измерения, необходимых при расчете времени ожидания.
8. Сохраняют нулевое значение временной метки. После этого отсчет времени продолжается и измеряется в числе двадцать пятых долей секунды, прошедших с момента обнуления временной метки.
Заявленный способ передачи данных позволяет достичь указанного технического результата за счет того, что синхронизируют по времени передатчик и приемник, выполняют преобразование значения текущего времени во временную метку размером, соответствующим полю пакета, отводимому под порядковый номер этого пакета, записывают в поле, отводимое под номер пакета временную метку, корректируют значение времени ожидания подтверждения на передаче, а после проверки условия о правильной передачи пакета, передают команду сброса временной метки от передатчика к приемнику и сохраняют нулевое значение временной метки.
Правомерность теоретических предпосылок проверялось на фрагменте сети связи, с использованием беспроводных каналов связи.
Для сравнения на фиг. 2 показана блок-схема, представляющая пример последовательности передачи данных, когда выполняют управление на основе порядковых номеров, которая используется в прототипе. Данная схема наглядно иллюстрирует возможность пропуска команды (пакета) N+2 на приемнике из-за ее потери в канале связи, Если подтверждение на игнорирование команды (пакета) N+1 (повторная) поступит на передатчик позже момента передачи передатчиком команды (пакета) N+2, то в итоге подтверждение на игнорирование команды (пакета) N+1 (повторная) идентифицируется передатчиком как подтверждение выполнения команды (пакета) N+2. Таким образом приемник не получит команду (пакет) N+2, а передатчик начнет передавать следующую команду (пакет) с порядковым номером N+3.
На фиг. 3 показана блок-схема, представляющая пример последовательности передачи данных, когда выполняют управление на основе временных меток, согласно заявленного способа.
Данная схема иллюстрирует передачу команды (пакета) N+2 до приемника при ее возможной потере в канале связи с временной меткой , не смотря на то, что подтверждение на игнорирование команды (пакета) N+1 с временной меткой  (повторная) поступила на передатчик позже момента передачи передатчиком команды (пакета) N+2 с временной меткой , приняв подтверждение с временной меткой  передатчик не воспринимает его как подтверждение на выполнения команды (пакета) N+2 с временной меткой , т.к. временные метки подтверждения  выполнения команды (пакета) N+1() и переданной команды (пакета) N+2 () не совпадают. Не дождавшись подтверждения выполнения команды (пакета) N+2 с временной меткой  (команда (пакет) потеряна в канале связи), после скорректированного времени ожидания подтверждения, рассчитанного на основе данных временных меток успешно ранее переданных команд (пакетов), передатчик принимает решения о повторной передаче команды (пакета) N+2 с временной меткой . После успешной передаче передатчиком повторной команды (пакета) N+2 с временной меткой , приемник подтверждает выполнение команды (пакета) N+2 с временной меткой , подтверждением с временной меткой .
Временная метка в сообщении подтверждения позволяет контролировать процесс обмена сообщениями для избегания пропуска команд (пакетов).
Результаты эксперимента показали, что данный способ передачи данных позволяет уменьшить вероятность потерь переданных пакетов (команд) на стороне приема на величину равную 7,7%.
Заявленный способ передачи данных, обеспечивает уменьшение вероятности потерь преданных данных (команд) на стороне приема за счет того, что синхронизируют по времени передатчик и приемник, выполняют преобразование значения текущего времени во временную метку размером, соответствующим полю пакета, отводимому под порядковый номер этого пакета, записывают в поле, отводимое под номер пакета временную метку, корректируют значение времени ожидания подтверждения на передаче, а после проверки условия о правильной передачи пакета, передают команду сброса временной метки от передатчика к приемнику и сохраняют нулевое значение временной метки.