В нашей системе используются простые топологии, соединения точка-точка, что сильно облегчает адресную доставку. Сообщения от КУ поступают непосредственно на ПС.Нет передачи пакетов через другие КУ или другие ПС. Поэтому, для того, чтобы терминалы рассматривали предназначенные для них сообщения, необходимо что бы приёмная сторона, анализировала идентификационные номера, сверяла их с ID, находящимися в регистрах своей информационной системы . И если принятого ID в регистрах нет, топакет будет отбрасываться. Свой идентификатор должен быть у каждого участника сети. Конечные устройства получают уникальный ID, не повторяющийся как минимум в рамках данного поселения.Этот ID хранится в информационной подсистеме ПС, в чьей области обслуживания находиться КУ, а также в общей базе данных поселения. Соответственно, получая пакеты данных от различных КУ, ПСанализирует принадлежность к сети передающего терминала, и принимает решение об обработке или игнорировании пакета. У каждой ПС также имеется уникальный идентификатор. Этот ID сохраняется в памяти каждого КУ в сети.Поэтому при получении широковещательной посылки, КУ начинает борьбу в случае если в кадре присутствует ID «своей» ПС. Соответственно в кадрах подтверждения/ошибки должны присутствовать 2 ID- ПС и КУ, которой он предназначается.

Применять ARQ в данной системе не только возможно, но и нужно, в связи с важностью точности данных. КУ посылает небольшое число данных, которое умещается в рамках одного пакета.В рамках одного мультикадра, КУ передаёт 1 пакет.  И если произошла ошибка, то КУ передаёт его заново,  пройдя цикл борьбы за канал. Если произошло три неудачи, то попытки повторной передачи должны быть прекращены. ПС должна сделать соответствующую пометку в своём журнале.

Маяк является широковещательной информацией, которая предназначается всем членам сети. Поэтому для передачи маяков используется широковещательный канал BCCH.Данные передаются по каналу трафика TCH. Для передачи подтверждений используется канал сигнализации SCH.

1)BCCH. Пакет этого уровня состоит из следующих полей:4 бита ID ПС,4 бита метки, 4 бита параметров мулитькадра,  4 бита контрольной суммы, 2 бит защитного интервала. Итого: около 18 бит.   Это значение примерно равно пятой части от величины пакета физического уровня (см ниже). Поэтому пропускная способность это канала = 9 кбит/с

2)SCH.:  6 бит ID КУ,4 бита ID ПС,4 бита управления,  2 бит защитного интервала, 4 бита контрольной суммы. Итого: около 20 бит.  Примерно то же значение- 10 кбит/с

3)TCH.6 бит ID КУ, 6 бит контрольной суммы CRC, 4 бита IDПС,  32 бита данных, 2 бит защитного интервала. Итого: около 50 бит. Пропускная способность- 25 кбит/с

Трафик системы определяется полем DATA пакетов MAC уровня.Это поле состоит непосредственно из показаний счётчика- 8 десятизначных чисел, или 24 бита и поля управления- 6 бит,  6 бит контрольной суммы.  КУ передаёт трафик ПС объёмом 32 бита в одном пакете.

1.7.3. Обеспечение достоверности будет реализовываться за счёт сравнения принятого пакета с параметрами этого пакета, хранящимися в нём же, такими как контрольная сумма. Решение о повторной передаче принимается на MACуровне. Важным является вопрос: нужно ли применять исправление ошибок? Считаю что нужно, и во всех ЛКС:

Доступ к физическому каналу будет происходить по алгоритму CSMA/CA. В системе существует один широкополосный КС, который может быть выделен единственному терминалу.Доступом к этому канальному ресурсу управляют непосредственно терминалы.  После получения маяка, терминал снимает показания счётчика и проверяет занятость канала. После этого, терминал выбирает случайное время ожидания, по истечении которого вновь проверят статус КС, и если он свободен- начинает передачу.  Если нет, то снова ждёт интервал времени и вновь проверяет. И так пока не будут успешно переданы данные. Широковещательные посылки и сигналы «подтверждение/ошибка» передаются без использования CSMA/CA.

Кадр маяка содержит (рис 1.): пару бит защитного интервала, ID ТС, по которому КУ понимают принадлежность кадра к своей сети, метку кадра маяка- фактически команду на переход терминалов в активный режим, некие параметры мультикадра, например его номер, а так же контрольную сумму, для обеспечения достоверности.

Пакет подтверждения (рис 2.) помимо защитного интервала и контрольной суммы, несёт IDПС, ID КУ, которому он адресуется, а также поле управления, в котором заложена информация о виде кадра (подтверждение или ошибка) а также команда на переход в состояние сна или повторной передачи соответственно.

IDПС нужен для того, что бы ПС начала обработку этого пакета. ID датчика- для записи данных в нужный регистр.

Что бы установить соединение между ТС и КУ, ТС должна послать широковещательное сообщение по каналу BCCH (рис 4.). Это сообщение принимают все КУ, после чего вступают в стадию конкурентного доступа.То КУ, которому удалось выиграть борьбу за канал, начинает передачу трафика по каналу TCH. В это время канал является занятым, другие КУ ждут, пока он не освободиться. После окончания передачи ТС посылает передавшему КУ сигнал подтверждения/ошибки, канал становиться свободным и одно из оставшихся устройств начинает свою передачу.

При возникновении проблемы скрытой станции, данные принимаются с ошибкой. ПС требует повторной передачи. Считаю это лучшим вариантом решения, так как пакеты данных очень короткие. Использование дополнительных коротких сообщений, для информирования других КУ о текущей передаче, минимумудвоит время обмена сообщениями.

1.8.2. В рамках данной системы для защиты от многолучёвости будем использовать эквалайзер. Более сложные системы, связанные в частности с расширением спектра в данном случае не подходят.Хотя ничего сложней и не нужно. Подвижным является только один объект системы, скорость передачи низкая.  Скорее всего в системе будут преобладать медленные замирание.  Поэтому использовать временное разнесение то же не стоит.  Для борьбы с такими замираниями хорошо подходит эквалайзер с  обратной связью по решению(DFE) (рис 5) – это нелинейное устройство, использующее предыдущее решение детектора для устранения межсимвольной интерференции из импульсов, демодулируемых в настоящий момент.Поскольку причиной интерференции являются хвосты предыдущих импульсов, по сути, из текущего импульса вычитается искажение, вызванное предыдущими импульсами.

Прямой фильтр и фильтр ОС могут быть линейными. Нелинейность DFE вытекает из нелинейности характеристики детектора, который обеспечивает подачу сигналов на вход фильтра обратной связи. В основе работы эквалайзера лежит следующее: если значения ранее полученных символов известны, то межсимвольную интерференцию, внесённую символами, можно точно уравновесить на выходе прямого фильтра, путём вычитания значений предыдущих символов с соответствующими весовыми коэффициентами. Для удовлетворения выбранному критерию, весовые коэффициенты весового отвода и отвода ОС могут подгоняться одновременно. Важным является вопрос о выравнивании весовых коэффициентов. Так как ПС перемещается по городу, в разных частях которого интерференция может существенно отличаться, использовать коэффициенты, основанные на усреднённых данных о канале, не эффективно. Будем использовать адаптивный метод выравнивания. В пакетах физического уровня КУ будут передавать короткую настроечную последовательность, известную приёмнику ПС. Кроме того, стартовая комбинация битов используется приёмником для определения начала передачи, установки уровня АРУ и для согласования с принятым сигналом внутренних часов и гетеродинов.

Оценим уровень потерь при распространении спомощью модели Окамуры (hбс=18 м, hac=2м, R=0.4км):

L=69.55+26.16*Lg(F)-13.82*Lg(hбс)-(1.1*Lg(F)-0.7)*hac-(1.56*Lg(F)-0.8)+(44.9-6.55*Lg(hбс))Lg(R)

LLos= 27.56-20*lg(f)-20*lg(r)=-53.7 дБ – затухание в свободном пространстве

система должна работать в узкой полосе частот, а так же иметь высокую достоверность при как можно меньшей затрачиваемой мощности. С учётом того, чтоне требуется высокая скорость, нам вполне подходит простая и надёжная QPSK

Δf=R/2=25000 Гц- минимальная полоса пропускания

Пш= Δf*1.1= 27500 Гц –шумовая полоса приёмника

Nk=10 дБ –коэффициент шума каскадов прм

T= 296 К –шумовая температура

Pш= k*T*Пш=1.38*10^-23 *296*27500=11233,2*10^-20 = -159.5 дБ – мощность шума

рис 6. График зависимости битовой ошибки

Размер поля DATA канального уровня составляет 50 бит.  Будем использовать код (50, 75).

График зависимости битовой ошибки от ОСШ  при использовании кодирования и без для QPSK Q(Eb/N0) изображен на рис.7.

рис7. График зависимости битовой ошибки при использовании кодирования и без

Pпрм=Pш+ Nk+Eb/N0+10*Lg(R/Пш) – чувствительность приёмника

Pпрм=-159.5 + 10+8.5+2.59=-138.41 дБ= 1.44*10^-14  Вт , 

тогда Pпрм=2*10^-14= Вт = -136.9 дБ

Gпрд = 2 дБ- коэффициент усиления передатчика

Gпрм = 2 дБ- коэффициент усиления приёмника

Pпрд= 72.5-136.9-2-2= -68.4дБ= 144 нВт < 0.2 Вт

То= 0.5/Fд, где Fд- доплеровское смещение. Максимальная скорость подвижной станции- примерно 60 км/ч. максимальное Fд= v*F/c=1.61 Гц

2) FCCH- канал подстройки частоты. передаются данные для битовой синхронизации, такие как фаза несущейи тп

рис 9. Пакет PHY

Пакет (рис 9.) состоит из из полей: параметры частоты, параметры синхронизации (назначение этих полей описано в п1.8.7.), защитный интервал, данные, которые являются пакетами канального уровня (см выше) и поле избыточной информации.Размер пакета зависит от поля Data, которое имеет наибольший размер при передаче данных, а именно 50 бит.Избыточность от канального кодирования-25 бит.  FCCH-7 бит, таймерный сигнал- 7бит. Построечная последовательность-8 бит.  Защитный интервал -3 бита. Получаем, что максимальный размер пакета в сети- 100 бит.  Если скорость передачи в системе 50 кбит/с, то для передачи пакета требуется около 1 мс.

 стать 1:

  http://omoled.ru/post/178 

 стать 2:

  http://omoled.ru/post/183