Курсовая работа

по дисциплине «Системы и сети связи с подвижными объектами».

Тема: «Радиотелефонная сеть связи»

Часть 1

Выполнил:

студент гр. 4110

Козлов К.А.

Проверил:

Бакке А.В.

Краткое описание темы

Система предназначается для предоставления услуг передачи данных и речи небольшого числа абонентов в пределах ограниченной территории. Основные требования к системе:

- телефонный трафик является приоритетным;

- оперативное изменение пропускной способности канала связи для услуг передачи данных.

Исходные данные к проекту

Максимальное количество абонентов в сети: 70

Радиус зоны радиопокрытия: 400м (PR=92% покрытие на границе обслуживания)

Тип местности: производственные помещения

Вероятность отказа обслуживания: 5%

Вероятность ошибки на бит Pb: 1*10-5

Мощность излучения подвижной станции Ризл : < 0.3 Вт

Диапазон частот, вид модуляции выбирается самостоятельно.

1.1 Интерпретация назначения сети в виде произвольного прикладного решения в контексте заданной темы. Пояснение предоставляемых сетью услуг пользователю; характеристика управляемых объектов.

Рассмотрим конкретный пример, на территории склада необходимо развернуть радиотелефонную сеть связи. Перед разработчиком стоит задача объединить в единую инфраструктуру максимум 70 сотрудников склада. Задачами сети являются передача голосового трафика и передача данных между абонентами этой сети. В общем случае взаимодействие терминалов будет происходить следующим образом, терминал 1 запрашивает у сети информацию о доступности терминала 2: если терминал исправен, находится в базовой зоне обслуживания и не имеет активного сеанса связи, то устанавливается соединение между терминалами.

На этапе проектирования необходимо проработать следующие моменты:

1)    Для того чтобы услуги сети предоставлялись ограниченному числу пользователей, в нашем случае только складским работникам, каждому абонентскому терминалу выделяется уникальный идентификатор, по этому индивидуальному номеру сеть будет определять, предоставлять услуги связи пользователю или нет.

2)    Обеспечение непрерывности сеанса связи между терминалами. В случае, если произвольный абонент сети захочет связаться с занятым в данный момент терминалом, то сеть должна уведомить о том, что адресат занят. Также задачей сети является уведомление терминала о том, что абонент освободился.

3)    Если терминал, с которым хотят связаться отсутствует в пределах базовой зоны обслуживания, уведомление инициатора вызова о невозможности соединения.

Для реализации такой системы необходимо наличие следующих сетевых объектов: N-ое количество терминалов, точка доступа и сервер телефонии.

    У каждого сотрудника будет в распоряжении устройство внешне и функционально похожее на мобильный телефон. Его задачей является взаимодействие с пользователем посредством интерфейса и обмен информацией между другими участниками сети. Подробнее рассмотрено в п.1.3.

    Точка доступа является промежуточным звеном между терминалами и сервером телефонии. Главной задачей точки доступа является предоставление беспроводных каналов связи терминалам.

    Сервер телефонии или АТС осуществляет коммутацию потоков, перенаправляет пакеты данных от одного пользователя к другому. В разрабатываемом КП сервер телефонии представляет собой мощный ПК с предустановленным программным обеспечением. Также наша мини-атс содержит базу данных о всех терминалах, принадлежащих этой сети. С помощью ПО можно редактировать абонентский список, добавлять новых пользователей или же удалять старых.

Важно отметить способы и средства объединения функциональных узлов нашей системы. Точка доступа и терминалы соединены между собой беспроводным способом. Объединение точки доступа и сервера телефонии происходит при помощи оптоволокна или витой пары.

1.2 Обоснование предполагаемой архитектуры сети в виде пояснения схемы взаимодействия "пользователь - радиосеть - другие пользователи", выделение ключевых звеньев доставки сообщений. Пояснение характера двунаправленного информационного потока сообщений пользователя. Формулирование цели и задач расчета.

Схема взаимодействия «пользователь – радиосеть – другие пользователи» изображена на рис. 1.


                                                                                       Рис.1 Функциональная схема взаимодействия сетевых объектов

    Для осуществления сеанса связи между абонентскими терминалами, каждый из них должен пройти процедуру идентификации в этой сети. Терминал прослушивает канал для обнаружения существующих сетей. Обнаружив передачу по некоторому каналу, терминал получает данные о сети, которые передаются точкой доступа в широковещательном режиме. Получив данные сети, терминал формирует и передает АТС запрос на регистрацию в сети. Сервер телефонии проверяет запрос посредством информации, полученной от блока базы данных. На основе полученных данных сервер принимает решение о регистрации терминала в сети, либо отказывает терминалу в регистрации, и передает соответствующее сообщение пользователю. Получив подтверждение регистрации, терминал переходит в режим работы в сети и готов к приему и передаче данных.

    Установление сеанса связи происходит следующим образом, рис 2. 


                                                                                        Рис 2. Взаимодействие сетевых объектов

Абонент посредством точки доступа посылает серверу телефонии запрос на соединение с терминалом 2. АТС с помощью домашней сети получает информацию о нахождении терминала в сети и готовности принять вызов и возвращает в обратном направлении ответ станции в виде длинных повторяющихся гудков в случае успешного соединения или прерывистых коротких гудков в случае недоступности терминала. В случае успешного соединения устанавливается связь «терминалы – точка доступа – АТС» Важно отметить, что точка доступа реализует радиоинтерфейс, то есть предоставление беспроводных каналов связи терминалам. В свою очередь сервер телефонии, принимает поток IP-пакетов от точки доступа и перенаправляет их соответствующим терминалам.

Характер двунаправленного информационного потока сообщений пользователя заключается в следующем: в процессе функционирования сети между терминалами и сервером телефонии посредством точки доступа передаются служебные и информационные сообщения. Служебные сообщения необходимы для организации работы сети. К таким сообщениям в первую очередь относятся сообщения сети, передаваемые точкой доступа для информирования терминалов о параметрах сети, об активных терминалах сети, о наличии у точки доступа данных для конкретного терминала. Информационные сообщения содержат в себе данные, передаваемые от одного пользователя к другому. Помимо этого, информационные сообщения содержат информацию о том, кому они предназначены, и кто является отправителем сообщения.

В данной курсовой работе необходимо проработать следующие задачи:

·        Описание стратегий поведения терминалов и выделенных узлов радиосети

·        Разработка протокола передачи сообщений канального уровня(L2)

·        Проработка задач физического уровня. Решение вопросов, связанных с обеспечением синхронизации сетевых устройств на физическом уровне.

·        Обоснованный выбор мер по защите от многолучевости, искажений и помех в канале связи

·        Анализ возможных решений по обеспечению энергосбережения

1.3 Краткая характеристика интерфейса пользователя

Стоит вспомнить, что интерфейс пользователя – это совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с устройством. Отметим также, что в рамках создаваемой сети абонентский терминал по своему виду и функционалу будет очень похож на мобильный телефон с сенсорным экраном. На рис. 3 изображен терминал с элементами управления.


                                                                                               Рис 3. Внешний вид и элементы управления 

    На дисплее пользователю отображается список пользователей сети, информация о поступающем/пропущенном вызове, смс-сообщения, уровень сигнала в данный момент, уровень заряда устройства.Ввод и вывод голосовой информации осуществляется при помощи микрофона и динамика соответственно.

Посредством встроенной клавиатуры осуществляется ввод текстовой информации.

Операционная система управляет функционированием всего устройства, в частности преобразует и направляет поток информационных и служебных данных на радиомодуль и впоследствии в канал связи, обрабатывает различные информационные и служебные сообщения и выводит пользователю. Функциональная схема интерфейса пользователя изображена на рис. 4. 


Рис.4 Интерфейс пользователя

Используемая литература:

1)  Бакке А.В. "Лекции по курсу системы и сети связи с подвижными объектами".

2) http://omoled.ru/publications/view/538

3) http://omoled.ru/publications/view/288