Курсовая работа по дисциплине:

«Системы и сети связи с подвижными объектами»

на тему:

«Радиосеть передачи голосовых и аудио сообщений»

Выполнил: ст. гр. 4110

Комаров В.А.

Целью работы является проектирование системы радиосети передачи голосовых и аудио сообщений, предназначенной для объединения мобильных терминалов в единую радиосеть для доставки голосовых и аудио сообщений другим пользователям этой сети в пределах ограниченной территории.

Требования:

- off-line доставка сообщений: при отсутствии адресата в сети сообщение должно быть доставлено позднее.

Исходные данные:

Максимально количество абонентов в сети: 700

Радиус зоны радиопокрытия: 3000 м (PR = 70% покрытие на границе обслуживания)

Максимальная скорость передачи данных: 128 Кбит/с

Тип местности: городская застройка

Вероятность ошибки на бит Pb = 5*10-6

Мощность излучения подвижной станции Pизл < 0.3 Вт

Рекомендуемая технология передачи: OFDM

1.     Постановка задачи и формулирование технических условий функционирования сети.

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

Радиосеть предназначена для адресной доставки сообщений между пользователями этой сети в условиях городской застройки. Основной услугой данной радиосети является адресная доставка сообщений между пользователями этой радиосети. Управляемыми объектами данной радиосети являются терминалы пользователей, с помощью которых и происходит обмен сообщениями. Задачей данной сети является передача данных между абонентами. В общем случае взаимодействие между терминалами будет происходить так, что терминал Т1 запрашивает у сети информацию о доступности терминала Т2: если терминал доступен, и находится в зоне обслуживания, то между терминалами устанавливается соединение обмена данными.

Необходимо учесть следующие аспекты радиосети:

·       Так как задано ограниченное число абонентов в радиосети, каждый терминал должен обладать своим уникальным идентификатором, чтобы сеть могла определить предоставлять терминалу услуги связи или нет.

·       Учесть особенности off-line доставки сообщений, при отсутствии адресата в сети. Для это необходимо организовать хранилище сообщений, которые будут доставлены позднее.

·       Предоставить пользователю возможность контроля доставки сообщения в виде «уведомления об отправке».

Для реализации сети необходимо наличие заданного количества терминалов и базовой станции.

У каждого пользователя имеется свой терминал, задачей которого является взаимодействие с пользователем посредством пользовательского интерфейса и обеспечение обмена информацией абонентов данной радиосети.

Главной задачей базовой станции является предоставление пользовательским терминалам беспроводных каналов связи, а также хранения сообщений предназначенный для онлайн доставки.

Базовая станция осуществляет коммутацию потоков, и направляет пакеты данных от одного пользователя другому. Она обеспечивает:

·       Хранение базы данных, в которой содержится информация об идентификаторах пользователей и их состоянии (активен или не активен);

·       Хранение сообщений, предназначенных для off-line доставки.

Взаимодействие всех узлов сети осуществляется в соответствии с едиными правилами передачи и приема сообщений – радиоинтерфейсом.

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

1.2.1.     Архитектура данной радиосети может быть представлена следующим образом (Рис.1).

Сеть передает свои параметры по широковещательному каналу.

При регистрации в радиосети каждому терминалу присваивается свой идентификатор. Из терминалов, зарегистрированных в радиосети формируется список активных абонентов, который хранится в облачном хранилище информации.

При отправке сообщения терминал отправляет запрос об отправке сообщения на базовую станцию, в запросе содержится информация о типе сообщения и адресате. В случае on-line доставки сообщений точка доступа выделяет канал связи между передающим и приемным терминалами. Если терминал получателя не находится в данный момент в списке активных абонентов, т.е. отсутствует в сети, сообщение от передающего терминала поступает в хранилище информации базовой станции. При появлении терминала получателя в сети, т.е. в списке активных абонентов, точка доступа осуществляет доставку сообщения этому терминалу. Пользователь передавший сообщение получает отчет о его доставке, если запрашивал его на этапе передачи сообщения. Если терминал получателя занят и не может принять сообщение, то сообщение также поступает в хранилище информации базовой станции, и через точку доступа осуществляется опрос приемного терминала с некоторым интервалом времени о готовности принятия сообщения.


Рисунок 1. Архитектура радиосети.

Точка доступа предназначена для:

·       Организации канала связи между терминалами;

·       Аутентификации и идентификации абонентов;

·       Сбора информации об активных абонентах;

·       Сбора статистических данных.

Обмен сообщениями происходит по протоколу IP по радиоканалу.

1.2.2.     Характер двунаправленного информационного потока сообщений пользователя.

В процессе работы радиосети между терминалами и базовой станцией осуществляется обмен служебными и информационными сообщениями. Служебные сообщения служащие для организации работы сети:

·       Информация о параметрах сети;

·       Информация об абонентах сети;

·       Информация о наличии сообщения для конкретного терминала.

Информационные сообщения содержат в себе данные, которыми обмениваются пользователи, также информацию о получателе и отправителе сообщения.

Необходимо рассмотреть следующие вопросы:

·       Как максимально повысить автономность терминалов;

·       Методы борьбы с многолучевостью, искажениями и помехами;

·       Особенности городской застройки;

·       Протокол передачи данных канального уровня;

·       Стратегии поведения терминалов и функциональных узлов радиосети;

·       Анализ особенностей физического уровня. Обеспечение синхронизации сетевых объектов на физическом уровне.

1.3.         Краткая характеристика интерфейса пользователя.


Рисунок 2. Интерфейс пользователя.

С помощью интерфейса, пользователь взаимодействует с устройством. Пользовательский терминал внешне будет похож на современный мобильный телефон, но с функционалом, ограниченным рамками данной работы.

На дисплее пользователю отображается необходимая информация об уровне сигнала сети, уровне заряда источника питания, текущее время. Так же на дисплее расположены пиктограммы «Список контактов», «Голосовые сообщения» и «Набор номера».

«Список контактов» - содержит в себе адреса абонентов, записанные пользователем.

«Голосовые сообщения» - отображает пользователю несколько подразделов: «Входящие» и «Исходящие».

В подразделе «Входящие» пользователь может прослушать полученные голосовые сообщения.

В подразделе «Исходящие» пользователь может прослушать свои отправленные голосовые сообщения.


Рисунок 3. Структурная схема терминала.

ОС обеспечивает функционирование пользовательского терминала, в частности осуществляет взаимодействие внутренних блоков, а именно:

·       Направление служебных и информационных сообщений от пользователя к радиомодулю и далее в канал связи;

·       Прием и обработку служебных и информационных сообщений, посредством радиомодуля и вывод их пользователю с помощью графического интерфейса и динамика.

Список используемой литературы:

1.     Бакке А.В. Курс лекций по дисциплине: «Системы и сети связи с подвижными объектами».

2.     Материалы с сайта Omoled.ru