В рамках данной
статьи рассмотрены следующие пункты задания к курсовой работе:
2.1 Проработка
функционального состава сетевого терминала (выделенного узла сети), отражающего
выполнение возлагаемых на объект задач; анализ задач и структуры узла сбора данных.
2.2. Пояснение
концепции решения следующих задач:
- оперативное
реконфигурирование сети;
- идентификация
датчиков и получение от них оперативных данных с использованием ключевых
звеньев доставки сообщений, пояснение функций каждого звена. Обоснование
требуемой архитектуры радиосети.
2.3. Характеристика
информационного трафика в прямом и обратном направлениях передачи: вид трафика,
производительность и предполагаемый объем сообщений, иные предполагаемые
свойства трафика.
2.4 Обоснование
иерархической модели сети - как
транспортной сети доставки информационных и служебных сообщений. Выделение
ключевых слоев модели (не менее трех),
пояснение назначения протоколов обмена всех уровнях модели. Выделение радиоинтерфейса и формулирование
задач по передаче/приему сообщений службами различных уровней.
2.5. Стратегии
поведения терминалов и выделенных узлов в радиосети. Анализ сценария
взаимодействия сетевых объектов (выделенных узлов, терминалов) в рамках
оказания услуг на прикладном (верхнем) уровне модели; задачи служб и
характеристика сообщений прикладного уровня. Пояснение сеанса соединения,
характеристика этапов "жизненного цикла" сеанса. Выделение активного
и пассивного состояний сетевых объектов и анализ задач, выполняемых в этих
состояниях.
2.6. Анализ возможных
решений по обеспечению энергосбережения. Построение диаграмм состояний сетевых
объектов, отражающих основные элементы разрабатываемого сценария.
2.7. Разработка
протокола передачи сообщений канального уровня (L2).
2.7.1 Задачи служб канального уровня,
характеристика видов сообщений: адресные/широковещательные, уведомительные или
требующие обязательного ответа, служебное/информационное и т.п.
2.7.2 Обоснование
способа реализации физических каналов связи. Формулирование требований к
алгоритму множественного доступа к физическим каналам связи, обоснование
предполагаемой структуры канального ресурса (на основании п.2.2-2.6),
реализующего двустороннего обмена сообщениями. Анализ предлагаемого алгоритма
множественного доступа на предмет возникновения коллизий и пояснение решения по
их устранению.
2.7.3 Выделение типов и характеристика логических каналов (ЛКС) L2 уровня. Построение временной диаграммы, отражающей двустороннюю доставку всех видов сообщений L2 уровня: пояснение очередности и интенсивности передачи сообщений различных ЛКС (с учетом п.2.3). Проработка шкалы времени диаграммы обмена сообщениями.
2.7.4 Пояснение назначения и размерности полей сообщений канального уровня
2.7.5. Расчет
пропускной способности ЛКС в обоих направлениях. Сведение основных свойств ЛКС
в таблицу.
Расчетная
часть.
2.1
Проработка функционального состава сетевого терминала (выделенного узла сети),
отражающего выполнение возлагаемых на объект задач; анализ задач и структуры
узла сбора данных.
Терминалом является
устройство сети, выполняющее следующие функции:
- приём команд от ТСД и обработка их службой
управления терминалом, т. е. определение типа команды и принятие решения о её
дальнейшем направлении (на уровень L3, либо на
микроконтроллер для передачи данных, или же бездействие);
- формирование пакета сообщений трафика и передача
его ТСД после запроса;
- формирование служебных сообщений, т. е. сообщений управления
информационным трафиком в форме сигналов ACK/NAK;
- переход в режим энергосбережения, т. е. после каждого сеанса связи каждый терминал переходит в режим сна до следующего сеанса связи.
Рис 1. Функциональная
схема состава сетевого терминала (выделенного узла сети).
Сообщение,
пришедшее на приёмное устройство, декодируется (FEC),
затем происходит формирование сообщения L2
уровня, которое поступает на блок проверки целостности поступившего
сообщения. Информация о проверке направляется на блок принятия решений, в
случае повреждения принимается решение о запросе на повторную отправку.
В информационной системе хранятся координаты местонахождения
терминала и привязка к физическому лицу, а также данные сообщений, которые
возможно будут запрошены на повторную отправку в случае ошибки или каких-либо
неполадок. Блок обработки и формирования служебных сообщений служит для
обработки принятых служебных сообщений и их оценки, и в то же время для
формирования служебных сообщений для ТСД. Блок формирования и обработки
сообщений трафика, в свою очередь, служит конкретно для формирования
сообщений, содержащих показания датчиков, по запросу ТСД.
Радиомодуль в
составе терминала предназначен для
отправки сообщений по радиоканалу, приёма сообщений, обеспечения
помехоустойчивости, избежание коллизий путем синхронизации, а также для оценки
качества радиоканала.
К функциям узла сети в
составе ТСД относятся:
-определение
собственного местоположения с помощью приемника ГЛОНАС и формирование
списков доступных терминалов в данной зоне радиопокрытия;
- опрос доступных
терминалов для получения данных;
- отправка повторного
запроса при возникновении неполадок;
- генерация и отправка
служебных сообщений, таких как требования ARQ -
сообщения (ACK - положительное, NAK - отрицательное).
Рис 2.
Структура узла сбора данных.
Как только приемник ГЛОНАС принимает
координаты местоположения ТСД, точка сбора данных обращается к информационной
подсистеме, которая содержит в себе базу координат всех терминалов. Исходя из
этого, формируется список доступных терминалов в специально выделенном для
этого блоке. И далее уже по полученному списку формируется запрос данных у Т в виде служебного сообщения. Основной
задачей узла сети является приём данных с датчиков (приём сообщений трафика).
Принятое сообщение должно быть декодировано, произведена синхронизация, сборка
сообщения и проверка его целостности. Далее информация поступает на блок
обработки сообщений трафика, и данные фиксируются в информационной подсистеме.
Блок обработки и формирования служебных сообщений необходим для формирования
команд для Т, указанных выше в функциях узла сети.
2.2. Пояснение концепции решения следующих задач:
- оперативное реконфигурирование сети;
- идентификация датчиков и получение от них
оперативных данных с использованием ключевых звеньев доставки сообщений,
пояснение функций каждого звена. Обоснование требуемой архитектуры радиосети.
В схеме сетевого
терминала присутствует блок управления устройством и терминалом. Технически это
устройство может быть построено на основе микроконтроллера – устройства,
работающего по алгоритму, заложенного в него набора команд. Каждый из датчиков,
состояние которого необходимо опросить, присоединен к отдельному порту
контроллера. Контроллер при формировании информационного пакета,
соответствующего запросу определенного датчика (порта) формирует адрес
соответствующего порта. Список соответствия портов и датчиков хранится в
информационной подсистеме. При формировании сообщения для передачи в ЦСИ
информационная подсистема подставляет наименование датчика в соответствии с
полученной информации от контроллера об адресе порта. Далее сформированные
информационные пакеты передаются в блок обработки сообщений трафика и
доставляются в ЦСИ на основе разрабатываемой сети.
Оперативное
реконфигурирование сети включает в себя следующий список операций:
1. ТСД, в случае необходимости, обновляет
список терминалов по заданному местоположению.
2. В терминале информационную
подсистему возможно запрограммировать на предмет местоположения установки этого
терминала физического лица и список соответствия адресов (портов) и
присоединенных к ним датчиков.
3. ТСД имеет возможность запросить конфигурацию
каждого терминала в ЦСИ через систему ПД
реализованную на базе средств подвижной связи (3G). В составе блока управления устройством и ТСД присутствует
специализированное ПО для программирования терминала, с помощью которого
существует возможность изменить информацию в информационной подсистеме
терминала. В составе базы данных ЦСИ хранится информация всех действующих
терминалов.
2.3. Характеристика информационного трафика в прямом и
обратном направлениях передачи: вид трафика, производительность и
предполагаемый объем сообщений, иные предполагаемые свойства трафика.
ТСД по очереди обращается к каждому терминалу из списка. Весь трафик
обмена данными, как в прямом, так и в обратном направлениях имеет пакетный
режим. Размер пакетов имеет одинаковую длину в количестве бит для любого типа
пакетов. В связи с этим необходимо разработать радиоканал передачи пакетных
данных с едиными техническими характеристиками как для прямого, так и обратного
направлений. Определяющим параметром радиоканала передачи данных являются скорость и объем
передаваемых данных за единицу времени. Предполагаемое
время обслуживания максимального возможного числа терминалов 1-3 с.
Информационный трафик
терминала (обратное направление) в
основном состоит из пакетов данных, сформированных информационной подсистемой терминала на
основании полученной информации от датчиков. Вид информации в этом случае
представляет собой пакеты данных с наименованием датчика и данных о состоянии
датчика (счетчика). Таким образом, один информационный пакет содержит
информацию одного датчика. Показания счётчиков представляются информационным пакетом размером
20 бит для 6-ти разрядного счетчика. Дополнительно формируется и
передается набор пакетов служебной информации для обеспечения доставки трафика
и подтверждение достоверности (контроль целостности, контроль соответствия
заданному адресу). Структура пакета включает в себя: адрес, тип сообщения,
номер пакета, длинна, данные, CRC. С учетом,
определенной выше, размерности данных предположительно длинна пакета может
составлять 80 бит. Предполагаемый объем сообщений может составлять для информационной части 15 пакетов в одном сеансе
связи. Итого 1200 бит – максимальное количество данных по обмену с одним
терминалом.
Информационный трафик
ТСД (прямое направление) состоит из информации, содержащей служебные пакеты,
предназначенные для управления работой терминала и доставки от него пакетов. Количественное
содержание информации сравнительно невелико по отношению к информационному
потоку в обратном направлении и на общую производительность влияния не
оказывает.
2.4 Обоснование иерархической модели
сети - как транспортной сети доставки
информационных и служебных сообщений. Выделение ключевых слоев модели (не менее
трех), пояснение назначения протоколов
обмена всех уровнях модели. Выделение
радиоинтерфейса и формулирование задач по передаче/приему сообщений службами
различных уровней.
Техническими средствами
создаваемой радиосети будут являться программно технические комплексы,
реализующие функциональное содержание каждого объекта сети (ТСД,Т, ЦСИ). Алгоритм работы программного
обеспечения (ПО) каждого объекта радиосети должен содержать необходимый набор
функций управления и обеспечения конкретных технических средств.
1. ПО
ТСД будет содержать три базовых алгоритма работы с информацией:
- алгоритм взаимодействия с Т;
- алгоритм сбора и хранения информации, полученных
посредствам радиосети;
- алгоритм передачи информации в ЦСИ или ее хранение
на локальном носителе
Основной
задачей, возлагаемой на ПО рассматриваемой сети, является обеспечение
удаленного качественного сбора данных ТСД с любого доступного ей Т из
сформированного списка. Для этого требуется достоверная доставка команд от ТСД
к Т и в обратном направлении. Алгоритм взаимодействия с Т должен обеспечивать
запросы, сформированные на уровне L3,
трансформируемые в команды по управлению уровнями L2, L1. На основании этих команд
производится сеанс радиообмена между ТСД и Т в пакетном режиме нескольких
логических каналов связи (канал «старт», канал «передача данных», канал «служебный»).
Начало сеанса связи
производится специализированными сигналами «старт» - широкополосные сигналы с кодовой модуляцией,
однозначно определяющие адрес конкретного Т. Со стороны ТСД формируется такой
сигнал и на уровне L1
производится его транспортировка на уровень L1 Т. После распознавания сигнала «старт»
Т переходит из спящего режима в рабочий режим. ТСД начинает сеанс ПД, в котором
с L1 уровня сообщения поступают на L2,откуда формируются запрос-команды для
контроллера Т на сбор показаний со счетчиков и формирования сообщений с
трафиком, которые потом проследуют по маршруту L2-L1 Т к L1-L2 ТСД.
Алгоритм сбора и хранения информации
предусматривает размещение информационных сообщений от конкретных Т в системе
хранения данных ТСД. На уровне операционной системы (ОС) и прикладного ПО, обслуживающего работу
радиоинтерфейса происходит обмен данными
на уровне L2
между радиоинтерфейсом и компьютером. Реализация ОС и ПО осуществляется на базе
стандартного компьютера (ноутбук) и сетевые уровни L3, L4, L5 обеспечиваются внутренним ПО
компьютера.
Алгоритм
передачи информации в ЦСИ определяет наличие возможности доставки трафика в ЦСИ
посредствам тестирования канала связи между ТСД и ЦСИ. При наличии канала связи
между ТСД и ЦСИ на сетевом уровне L6
принимается решение и производится передача информации , подготовленной на
этапе предварительной подготовки. В случае отсутствия канала связи между ТСД и
ЦСИ принимается решение о размещении информации на локальном носителе
компьютера, либо на съемном носителе (USB-flash).
2.ПО Т обеспечивает функционирование всего устройства сбора и передачи данных. Алгоритм предусматривает запуск программной среды контроллера для обеспечения сбора информации с датчиков и передачу данных по запросу от ТСД. При получении сообщения «старт» устройство переводится из спящего режима в рабочий режим.
Рис 3.
2.5. Стратегии поведения терминалов и выделенных узлов
в радиосети. Анализ сценария взаимодействия сетевых объектов (выделенных узлов,
терминалов) в рамках оказания услуг на прикладном (верхнем) уровне модели;
задачи служб и характеристика сообщений прикладного уровня. Пояснение сеанса
соединения, характеристика этапов "жизненного цикла" сеанса.
Выделение активного и пассивного состояний сетевых объектов и анализ задач,
выполняемых в этих состояниях.
Рис. 4 Сценарий передачи данных.
Как только ТСД достиг нужной точки маршрута, сформировал список доступных
терминалов, сразу начинает целевой опрос каждого из этого списка (Рис. 4). Для
начала ТСД посылает команду «СТАРТ» терминалам, находящимся в зоне
радиопокрытия. Далее ТСД формирует сообщение запроса данных терминалу №1 из
списка и далее по списку в ходе сеанса. Терминал по команде «СТАРТ», выйдя из пассивного
режима, принимает запрос на передачу данных и считывает со счётчиков нужные
данные, формирует серию пакетов для передачи и отправки требуемых данных. ТСД,
получив сообщение трафика, проверив целостность, формирует сообщение для
терминала. Если они положительны, то
отправляется отчёт об удачном приёме (ACK) и
сообщение с дальнейшими инструкциями по каналу TCH. Но, если результаты
неудовлетворительны, посылается отчёт о неудачном приёме (NAK), после которого
терминал совершает пересылку заново. После повторного приёма ТСД так же
формирует ACK и
сообщение для TCH, с
получением которого терминал вновь переходит в пассивный режим.
В данной радиосети на верхнем уровне будут присутствовать следующие службы:
1) Служба сбора данных выполняет следующие функции:
- запрос списка доступных Т;
- процесс опроса терминалов (функция запросов и ответов);
- сохранение собранной информации;
- завершения сбора данных и сеансов связи.
2) Служба постоянно выполняемых задач:
- функция определения местоположения Т;
- функция определения скорости движения ТСД.
3) Служба интерактивных задач, выполняющая функции:
- запрос местоположения Т;
- функция старта службы сбора данных;
- функция передачи данных.
Рис. 5 Диаграмма состояния сетевого узла (жизненный цикл).
На Рис. 5 представлена диаграмма состояний сетевого узла, отражающая
основные элементы разрабатываемого сценария. Видим, что, достигнув точки
маршрута, ТСД формирует список терминалов, после чего начинает сеанс связи со всеми терминалами,
находящимися в зоне радиопокрытия последовательно по списку, запрашивая данные
от одного и т.д доступных терминалов. Если в ходе сеанса связи произошла ошибка
и данные приняты неверно, сетевой узел передаёт NAK – сообщение, указывая в
нём номер пакета, который нужно передать повторно, и получает запрошенное
сообщение. Отправляя сообщение с данными терминал сохраняет данный пакет в
буфер до момента пока не получит положительное подтверждение о приёме от ТСД. В
обратном случае, ТСД отправляет отчёт в виде ACK -сообщения, а затем посылает
сообщение, содержащее команду для терминала на завершение сеанса связи, и потом
уже переходит к работе со следующим терминалом.
В проектируемой
радиосети можно выделить 2 вида состояний терминала: активное и пассивное. Активное состояние – есть передача сообщений
трафика и приём-передача служебных сообщений.
К пассивному - относится режим сна. При получении отчёта ТСД о доставке
сообщений и подтверждения о завершении сеанса связи терминал переходит в спящий
режим до следующего пробуждения.
Передача
сообщений трафика – это передача сообщений, содержащих показания счётчиков,
запрошенных ТСД.
Служебные сообщения – есть запросы от ТСД на
передачу, ARQ – сообщения, а также сообщения указывающие терминалу период
нахождения в пассивном режиме.
Рис 6 . Диаграмма состояний терминала.
2.6.
Анализ возможных решений по обеспечению энергосбережения. Построение диаграмм
состояний сетевых объектов, отражающих основные элементы разрабатываемого
сценария.
Энергосбережение в нашей системе осуществляется посредством
того, что Т большую часть времени находится в пассивном режиме и выходит из
него только по запросу ТСД в течение заданного промежутка времени.
Ориентируясь
на данные моменты функционирования радиосети, выделим соответствующие режимы
работы выделенного узла сети и составим его диаграмму состояний (Рисунок 7).
При движении ТСД
ориентируясь на приемник ГЛОНАС формирует список терминалов, находящихся в зоне
ее радиопокрытия (ТСД располагает координатами всех Т). Происходит опрос по
списку всех терминалов поочередно. После запроса конкретному адресату идет
ожидание ответа и передача запроса еще 2 раза. После 3 запросов без ответа
ставится пометка о том, что с терминалом не удалось связаться. После получения
данных от Т формируется 2 вида ответа терминалу – NAK или ACK. Если все принято
успешно – то ACK, если необходим повтор – NAK. Сопутствующим сообщением
передаётся время следующего выхода в эфир терминалу, после чего идет переход к
следующему терминалу списка, а если опрошенный терминал являлся последним в
списке, то запускается процесс формирования нового списка путем дополнения к
старому на основе изменившегося местоположения и с учетом зоны радиопокрытия.
Рис 7. Диаграмма состояний выделенного узла сети.
2.7. Разработка протокола передачи сообщений
канального уровня (L2).
2.7.1 Задачи служб канального уровня,
характеристика видов сообщений: адресные/широковещательные, уведомительные или
требующие обязательного ответа, служебное/информационное и т.п.
Задачи
служб канального уровня.
Служба обмена информационных сообщений
обеспечивает реализацию, в рамках канального уровня, взаимодействие терминалов
с ТСД для доставки информационных сообщений от датчиков к системе сбора данных
в ТСД. Таким образом, задачей является доставка информационных сообщений
множества терминалов внутри сети.
Служба обмена служебными сообщениями
реализует взаимодействие ТСД с Т для управления действиями терминалов.
Реализует передачу адресных сообщений только в одном направлении – направлении
к Т.
Служба старта и синхронизации – обеспечивает
начало работы Т, находящихся в зоне радиопокрытия ТСД и синхронизацию по
времени, частоте и чувствительности приемников.
Характеристика
видов сообщений.
Информационные
сообщения. В данной
радиосети, будут 2 типа информационных
сообщений: 1) информационные сообщения, содержащие информацию, о показаниях
счетчика; 2) информационные сообщения, содержащие информацию о наименовании,
номере счетчика, лицевом счете владельца и т.п. Информационные сообщения
являются адресными, так как обращение к терминалам происходит по их
индивидуальному адресу.
Служебные
сообщения являются адресными и отправляются конкретному Т для
выполнения функций управления.
Обоснование
гарантированной/негарантированной доставки указанных видов служебных и
информационных сообщений. Способы оценки целостности принимаемых сообщений.
Механизм
гарантированной доставки всех видов
служебных сообщений заключается в повторении их в случае отсутствия реакции Т
на запрос.
Во избежание потерь и
искажений информационных сообщений
используется CRC - 12 - элемент, позволяющий проводить оценку
достоверности принимаемой информации. Суть этого метода заключается в том, что
будет рассчитываться контрольная сумма для принятых данных, и сравниваться с
контрольной суммой, которая была получена в составе сообщения. На основании
этого делается вывод о правильность или неправильности приема сообщения.
Если пакет был принят
правильно (неправильно), то ТСД формируется соответствующее сообщение,
передающееся терминалу, в котором указывается номер неправильно принятого
пакета в случае неточного приёма (NAK – сообщение). В таком случае терминалу
следует повторить передачу. Таким образом, можно сказать что, в разрабатываемой
сети реализован механизм ARQ-сообщений, что в совокупности с использованием
CRC-12 сильно повышает достоверность передачи сообщений в сети.
2.7.2
Обоснование способа реализации физических каналов связи. Формулирование
требований к алгоритму множественного доступа к физическим каналам связи,
обоснование предполагаемой структуры канального ресурса (на основании
п.2.2-2.6), реализующего двустороннего обмена сообщениями. Анализ предлагаемого
алгоритма множественного доступа на предмет возникновения коллизий и пояснение
решения по их устранению.
Множественного доступа в сети не предусмотрено в силу того, что ТСД,
выполняющий сбор информации, в принципе, уже знает, какие терминалы
находятся в зоне его радиопокрытия и выполняет целевой опрос в соответствии с
текущим списком терминалов. Поэтому для доступа к физической среде при передаче
данных будет использоваться метод запроса на передачу. При такой организации сети
канальный ресурс используется максимально эффективно, т. к. в сети терминалы
будут находиться только тогда, когда это потребуется, а всё остальное время
будут спать. Помимо этого, будет использоваться временное разделение каналов -
в определенные моменты времени только один из терминалов будет иметь полный
доступ к физической среде. Рассмотрим организацию доступа к физическому каналу
на Рис. 8, который доказывает нам простоту сущности системы.
Рис. 8 Организация доступа к физическому каналу.
t0 – момент времени, когда точка сбора данных
формирует запрос данных терминалу после того, как достигла точки маршрута,
сформировала списки доступных терминалов, зная свои собственные координаты.
Причиной возникновения коллизий могут стать
помехи в условиях городской застройки. Устранить эту проблему возможно
использованием системы повышенной помехозащищённости на уровне применения
радиосигналов с расширенным спектром.
2.7.3 Выделение типов и
характеристика логических каналов (ЛКС) L2 уровня.
Построение временной диаграммы, отражающей двустороннюю доставку
всех видов сообщений L2 уровня: пояснение очередности и интенсивности передачи
сообщений различных ЛКС (с учетом п.2.3). Проработка шкалы времени диаграммы
обмена сообщениями.
Основными задачами,
выполняемыми на канальном уровне, являются предоставление доступа к физическому
каналу, организация логических каналов, а также обеспечение надёжной передачи
сообщений в пределах сети.
Будут задействованы
следующие логические каналы связи (ЛКС):
1)CCCH – общий канал
управления, по которому передаётся запрос данных от ТCД к Т.
2) TCH – канал,
служащий для передачи данных в нашем случае от Т к ТCД, а также для передачи ACK-, NAK -
сообщений и сообщения, содержащего дальнейшие указания терминалу.
3) SDCCH - канал управления, по направлению «вниз» передает команды для старта.
4) SACCH- канал управления, по
направлению «вниз» для синхронизации терминалов.
Обмен данными по радиоинтерфейсу
осуществляется по запросу. Как было сказано ранее, мы используем временное
разделение каналов. Время доступа к физическому каналу разделено на интервалы,
так называемые тайм-слоты, которые следуют друг за другом по очереди. В
каждый такой тайм-слот одно из устройств имеет полный доступ к среде передачи
данных. Тайм - слоты сгруппированы в кадр, в пределах которого
осуществляется синхронизация сети, "диалог" точка сбора данных и
терминала, а также сама передача данных.
Подробная организация
двухстороннего обмена сообщениями представлена на Рис. 9, учитывая все тонкости
ВРК.
Рис. 9 Организация
двустороннего обмена сообщениями.
Для
удобства передачи и последующего исправления ошибок сообщение, передаваемое в
пределах одного кадра, фрагментируется на пакеты. Каждому пакету присваивается
номер для последующей возможности переслать пакет, пришедший с ошибкой.
2.7.4 Пояснение назначения и размерности полей
сообщений канального уровня.
Рассмотрим процесс обработки сообщений различного типа канального уровня.
1) Служебное сообщение, передающееся по
каналу CCCH (Рис. 10), будет содержать в себе:
-адрес терминала;
-пометка о типе сообщения (1 – служебное);
-код команды (111 – передай данные);
-контрольная сумма CRC.
Рис.10. Структура сообщения-запроса.
Это сообщение
посылается ТСД для запроса данных от терминала. 33 бит сообщения заполняется
нулями для сохранения одинаковой длины пакетаL2.
2) Информационное
сообщение, передающееся по каналу TCH (Рис.
11), будет содержать в себе следующие поля:
-адрес терминала (ТСД по очереди
обращается к каждому терминалу из списка);
-пометка о типе сообщения (0 – сообщение
трафика);
- номер передаваемого пакета (для
возможности переслать пакет, пришедший с ошибкой);
-длина полезной части поля «Данные»
(количество бит, содержащих нужную информацию – показания счётчиков);
-данные – показания счётчиков (20 бит=
6-ти разрядный счетчик);
-контрольная
сумма CRC.
Рис 11. Структура информационное
сообщение, передающееся по каналу TCH.
3) Структура
сообщения NAK, передающегося по
каналу TCH (Рис. 12), будет содержать поля:
- адрес;
- тип сообщения (1- служебное);
- код команды (101 – требуется пересылка
сообщения с указанным номером пакета);
- поля N1, N2, N3, являющиеся идентификаторами необходимости повторной
отправки определённого пакета, N1 – газ, N2 - вода, N3 –
электроснабжение (при необходимости переотправки которого из пакетов в этом
поле будет установлена «1»);
- «нули» (поле, заполняющееся нулями, для
сохранения размера сообщения)
- контрольная сумма CRC.
Рис. 12. Структура сообщения NAK.
Отправляется ТСД терминалу в случае
неудачного приёма сообщения с данными.
4) Структура служебного сообщения – инструкции с указаниями (Рис. 13), содержат
следующие поля:
- адрес;
- тип (1 – служебное);
- код команды;
- длина;
- данные (команда на выполнение действий
терминалу);
- контрольная
сумма CRC.
Рис. 13. Структура служебного сообщения трафика
5) Служебное
сообщение, передающееся по каналу SACCH (Рис.
14), будет содержать в себе поля:
- адрес;
- пометка о типе
сообщения (1- служебное сообщение);
- код команды
(синхронизация);
- длина (поле,
показывающее в скольких битах поля данных содержится полезная информация);
- поле данных
(содержит информацию о синхронизации терминалов);
- контрольная
сумма CRC.
Рис. 14. Структура SACCH – сообщения.
Это сообщение содержит
в себе информацию о синхронизации терминалов.
2.7.5. Расчет пропускной способности ЛКС в обоих
направлениях. Сведение основных свойств ЛКС в таблицу.
Двусторонний обмен
сообщениями разного типа максимально составляет 15 пакетов L1 сообщений (3 датчика по 5 пакетов каждый) по 80 бит каждый. Итого 1200 бит –
максимальное количество данных по обмену с одним терминалом. С учётом того, что
за одну секунду ведётся опрос примерно 100 терминалов. Сделаем примерный расчёт
пропускной способности физического канала связи:
R = 1200 (бит)*100/
1(с) =120000 бит/с = 15000 байт/с, что примерно равно 15 кбайт/с.
Расчёт выполнен с условием того, что учтён двусторонний обмен, наличие преамбулы и защитных интервалов, наличие избыточности, CRC адресов и других полей сообщения L2 уровня.
Сведение основных
свойств ЛКС в таблицу.
|
Наименование |
CCCH |
TCH |
SACCH |
SDCCH |
|
Длина пакета |
57 |
57 |
57 |
|
|
Тип содержания |
Служебное |
Информационное |
Служебное |
Специальное |
|
Контроль целостности
сообщений |
CRC-12 |
CRC-12 |
CRC-12 |
|
|
Контроль
гарантированной доставки |
Повтор при не ответе |
Повторная передача |
|
Технология
расширения спектра DSSS |
Список используемой литературы:
1.Бакке А. В. "Лекции по курсу: Системы и сети связи с подвижными объектами"
2. http://omoled.ru/publications/view/840
3. Б.Скляр "Цифровая связь"