1.4. Построение иерархической модели разрабатываемой системы в соответствии с рекомендациями OSI. Краткий анализ необходимых уровней и подуровней модели с обоснованием основных выполняемых задач. Оценка необходимости наличия сетевого и транспортных уровней в разрабатываемой системе.
Начнём построение разрабатываемой системы в соответствии с рекомендациями OSI
снизу.
Физический уровень
.  Является нижним в иерархии и определяет процедуры передачи потока битов от одного узла к другому (в нашем случае: от базовой станции к мобильной и в обратном направлении по беспроводному каналу), а также обеспечивает оценку состояния канала.
Задачей физического уровня является обеспечение достоверного приёма битов, принятых из канала связи.
Для решения данной задачи на физическом уровне выбираются следующие параметры системы:
·
Параметры синхронизации.
·
Методы кодирования/декодирование, которые на данном уровне включает в себя:
-помехоустойчивое кодирование/декодирование
;
-перемежение/деперемежение.
·
Определения характеристик канала:
-уровень шума для определения профиля работы системы (выбор модуляции, кодирования)
-занятость канала
·
Методов борьбы с замираниями и многолучевым распространением.
·Метода передачи данных. По техническому заданию необходимо использовать OFDM (orthogonalfrequency division multiplexing
);
Канальный уровень
определяет функции, отвечающие за организацию канала передачи данных, выполняет классификацию пакетов (по приоритету передачи, необходимости повторной передачи). Данные на этом уровне передаются пакетами.
Канальный уровень создает кадр, который имеет поле данных и заголовок. Канальный уровень помещает пакет данных в поле данных кадра и заполняет соответствующей служебной информацией заголовок кадра . Важнейшей информацией заголовка кадра является адрес назначения.
Одной из задач канального уровня является обнаружение и коррекция ошибок.
Для этого канальный уровень фиксирует границы кадра, помещая специальную последовательность битов в его начало и конец, а затем добавляет к кадру контрольную сумму, которая называется также контрольной последовательностью кадра. По значению контрольной суммы узел назначения сможет определить, были или нет искажены данные кадра в процессе передачи по сети.
Кадр передается средствами физического уровня в сеть, проходит по каналу связи и поступает в виде последовательности битов в распоряжение физического уровня узла назначения. Этот уровень в свою очередь передает полученные биты «наверх» канальному уровню своего узла. Последний группирует биты в кадры, снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой, переданной в кадре. Если они совпадают, кадр считается правильным. Если же контрольные суммы не совпадают, фиксируется ошибка. При получении правильного кадра получателем этого кадра отправляется пакет подтверждения приёма, в противном случае отправитель, не получивший пакет подтверждения либо повторяет передачу, либо пропускает пакет. Эти функции реализует основной подуровень.
Однако прежде, чем переправить кадр физическому уровню для непосредственной передачи данных в сеть, канальному уровню может потребоваться решить еще одну важную задачу.
В проектируемой системе будет использоваться разделяемая среда (разделение будет производиться каждому терминалу будет выделены определённые промежутки времени для приёма и передачи своих данных) то прежде чем физический уровень начнет передавать данные, канальный уровень должен получить доступ к среде передачи и проверить её незанятость.
Эти функции можно выделить в отдельный подуровень управления доступом к среде (Media Access Control, MAC).
Сетевой уровень
. Служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей. Так как проектируемая сеть имеет соединение «точка-многоточка» единственная БС соединяется с каждой МС непосредственно, то необходимость, как в образовании единой транспортной системы, так и сетевом уровне отсутствует.
Транспортный уровень
обеспечивает приложению верхнего уровня передачу данных с определённой степенью надёжности. Транспортное соединение готовит заявки на транслирование и после окончания сеанса связи приёмное устройство подтверждает  в ответ успешный приём данных. В проектируемой системе функции передачи данных с необходимой надёжностью реализуются на канальном уровне. Дополнительных мер по обеспечению надёжности передачи данных применяться не будет.
Более высокие уровни модели (сеансовый, представительский, прикладной) реализуются вне проектируемой системы на программном уровне вне проектируемой системы.
Полученная иерархическая модель представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Иерархической модель разрабатываемой системы.
1.5. Определение и краткая характеристика возможных режимов работы абонентского терминала, отражающих решения выполненных ранее п.1.1-1.3. Построение целостной диаграммы состояний терминала, отражающей функциональные связи режимов работы.
Диаграмма состояний терминала представлена на рисунке 2.
Рисунок2  Диаграмма состояний терминала
        Режим регистрации. Как было отмечено в пункте 1.2 БС в начале каждого кадра передаёт синхропоследовательность, а также карты восходящего(UL-Map) и нисходящего потока (DL-Map). После включения МС слушает канал и ждёт начала нового кадра. После приёма синхропоследовательности следуют пакеты, включающие в себя DL-Mapи UL-Map
, которые содержат временные интервалы для нисходящих и восходящих временых интервалов(слотов) предеачи всех зарегистрированных в сети МС, а также время начала конкурентного доступа. После получения этих данных терминал переходит в режим запроса канала передачи и дожидается промежутка времени конкурентного доступа. Во время конкурентного доступа МС, выигравшие в конкурентной борьбе могут зарегистрироваться в сети, либо запросить дополнительные временые интервалы для передачи (если МС уже зарегистрирован).
            Далее МС переходит в режим энергосбережения, в котором терминал находится всё время, кроме промежутков времени для принятия широковещательного пакета, а также временных интервалов, отведённых МС для приёма и передачи данных.
            В состояние «выключен» терминал может перейти в штатном режиме, отправив в выделеном временом слоте пакет завершения работы). Либо в аварийном, при этом через установленное число неполученных пакетов подтверждения приёма и отсутствие пакетов от МС в восходящем потоке БС считает, что МС отключена и ей потребуется зарегистрироваться снова.
1.6. Проработка сценариев взаимодействия абонентских терминалов с базовой станцией (точкой доступа) или другими терминалами сети – в зависимости от выбранной в пп.1.1, 1.2 концепции построения сети. Определение необходимых для взаимодействия идентификаторов и широковещательных параметров сети. Анализ способов обеспечения энергосбережения.
Сценарий взаимодействия МС и БС представлен на рисунке 3.
Рисунок 3. Сценарий взаимодействия  МС и БС
При рассмотрении данной диаграммы стоит заметить, что для синхронизации используется синхропоследовательность, которая жёстко связана с идентификатором БС своей сети. При этом эта последовательность известна каждой МС.
В широковещательном пакете помимо карт расположения пакетовDL-Map, UL-Map
.
В DL-Mapсодержатся точки начала, профили нисходящих пакетов, а также идентификаторы номеров потоков, а также МС, которым они будут направлены( так как одной МС может быть выделено несколько потоков). В UL-Map
  содержится распределение точек интервалов конкурентной борьбы, а также точек начала интервалов передачи восходящих потоков( с указанием идентификаторов потока и идентификатора МС, за которым он закреплён).
            При получении пакета ошибки приёма (NAK
) передающая сторона зависимости от вида пакета в следующем слоте, выделенном для передачи может либо повторить передачу данного пакета, либо передать следующий.
Для экономии энергии во время ожидания перед приёмом или передачей данных терминал находится в состоянии энергосбережения, в котором работает только устройство отсчета времени до начала передачи/приёма.