СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
METHOD OF CONTROL OF QUALITY OF DATA TRANSMISSION CHANNELS

Предлагаемый способ относится к технике связи и может использоваться в системах передачи данных реального масштаба времени (РМВ).
Известен способ контроля за состоянием каналов связи, реализованный в аппаратуре контроля и резервирования каналов связи (АКРК), описанный автором Савватеевым B.C. в статье «Вопросы дальнейшего развития средств и систем связи и передачи данных», в журнале «Вопросы радиоэлектроники», вып.1, 2010 г., стр.81-89. Данный способ заключается в контроле аппаратурой величины остаточного затухания в канале связи; при снижении данной характеристики ниже допустимого значения происходит переключение канала связи на исправный. Таким образом осуществляется процесс поддержания тракта передачи данных в работоспособном состоянии.
Недостатком данного способа является недостаточная точность обнаружения проблемного состояния канала связи: измеряются параметры, напрямую не характеризующие качество передаваемой информации.
9
5
ош
ош
пер
Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения качества дискретных каналов передачи данных, описанный авторами Шварцманом В.О. и Емельяновым Г.А. в книге «Теория передачи дискретной информации»; «Связь», 1979 г. стр.402. Данный способ заключается в двусторонней передаче 511-разрядной рекуррентной последовательности с образующим полиномом Х+X+1 по каналу передачи данных. Переданная комбинация на приемной стороне сравнивается с эталонной комбинацией. Число несовпадающих битов при сравнении принятого и эталонного теста фиксируется счетчиком. Измерение производится за фиксированный интервал времени. Рекомендуемая продолжительность составляет обычно 15 минут и зависит от скорости передачи данных и требуемой точности измерения. Вероятностная оценка качества дискретного канала Р производится делением количества ошибочных битов данных N на общее количество переданных N
Названный способ оценки качества дискретных каналов данных рекомендован международным консультативным комитетом по электросвязи ITU-T Q.153 10/92. В предыдущие годы серийно выпускалась аппаратура измерения достоверности передачи данных по дискретным каналам ИД-010, разработанная в 1972 году в НПО «Красная Заря».
Недостатком известного способа также является необходимость перевода канала данных в режим измерения. Таким образом, каждый раз, когда требуется произвести оценку, передача данных по этому каналу прекращается. В АСУ постоянной готовности приостановка оперативного обмена бывает невозможна или крайне нежелательна. Вместе с тем в системе необходимо иметь информацию о текущем состоянии канала передачи данных, чтобы своевременно принимать решение о переходе на резервный канал и/или принимать необходимые меры к восстановлению качественной работы канала связи.
Техническим результатом и целью предлагаемого изобретения являются способ контроля канала передачи данных, позволяющий определять качество канала на оснований качества принимаемой информации без приостановки передачи информации по этому каналу. В системах передачи данных АСУ реального масштаба времени, таких, например, как АСУ управления воздушным движением, передача данных осуществляется кодограммами фиксированной длины. Системы передачи данных подобных АСУ работают с повышением достоверности данных за счет декодирования принимаемых кодограмм с решающей обратной связью. Каждая принимаемая кодовая комбинация проходит проверку делением на полином в блоке повышения достоверности, в результате чего кодограмма фиксируется как правильно принятая или принятая с ошибками.
На основании количества кодограмм декодированных с ошибкой по отношению к общему количеству принятых кодограмм можно получать относительную оценку текущего состояния качества канала передачи данных.
кач
ош
общ
Указанный технический результат и цель достигаются тем, что оценка качества K канала передачи данных вычисляется как отношение количества кодограмм, принятых с ошибками N, к общему количеству принятых N
Такие измерения могут производиться эпизодически, по необходимости. В этом случае измерения производятся по установленному интервалу времени или по установленному количеству принятых кодограмм.
n
Если необходим непрерывный текущий контроль состояния канала передачи данных, то следует пользоваться методом скользящего окна, для этого при наборе оценочной статистики следует выделять некоторое количество n временных фиксированных интервалов или интервалов времени, внутри которых количество принятых кодограмм равно заранее установленному числу. Суть скользящего окна заключается в том, что каждый из n подряд следующих выделенных интервалов имеет собственный весовой коэффициент К. При накоплении определенного количества данных для нового интервала данные самого старого из интервалов удаляются, так что при вычислении скользящего среднего всегда учитываются результаты только n последних интервалов.
кач
Результат K по методу взвешенного скользящего среднего вычисляется по формуле:
n
n ош
n общ
где K - весовой коэффициент интервала, N - количество ошибочно принятых кодограмм в интервале n, a N - общее количество принятых кодограмм в интервале n. Существует множество вариантов взвешенной скользящей средней, использующих разные системы весовых коэффициентов. Так наиболее часто встречаются системы:
n
- простое скользящее среднее. В этом варианте все весовые коэффициенты K одинаковы, то есть вычисляется простое среднее;
n
- экспоненциальное скользящее среднее считает более поздние данные более важными. Этот вид быстрее реагирует на изменения качества обмена данными. При экспоненциальном скользящем среднем от ранних к более поздним K меняется по экспоненте:
n
- взвешенное скользящее среднее, как и экспоненциальное, тоже придает более поздним данным больше веса. При взвешенном скользящем среднем от ранних к более поздним K возрастает по линейному закону.
кач
кач
кач
кач
Способ осуществляется следующим образом: зная исходное значение K (зафиксированное например при паспортизации канала) и наблюдая за изменениями величины в K в процессе эксплуатации канала передачи данных, можно судить о характере изменений качества передачи данных. Если и качество передачи данных, выраженное численным значением K, меняется несущественно, значит, все в порядке, если наблюдается, допустим, заметное ухудшение, выраженное увеличением значения K, значит, необходимо разобраться с причиной ухудшения и может быть принять решение о переключении на резерв.
кач
При оперативном текущем контроле качества информационного обмена по каналам передачи данных не важно абсолютное значение вероятностей появления ошибок, а важны относительные изменения показателя K для определения его динамики.
Предлагаемый способ является достоверным критерием при принятии решений об отказе от использования канала, например, при переключениях на резерв. Главной положительной особенностью предлагаемого способа является его способность оценивать качество передачи данных по каналу без нарушения информационного обмена.