В данной курсовой работе разрабатывается система предоставления услуг передачи данных и речи небольшого числа абонентов в пределах ограниченной территории. Телефонный трафик является приоритетным и присутствует возможность оперативного изменения пропускной способности канала связи для услуг передачи данных.

Исходные данные к проекту:

Максимальное количество абонентов в сети: 120

Радиус зоны радиопокрытия: 600м (PR=85% покрытие на границе обслуживания)

Тип местности: производственные помещения

Вероятность отказа обслуживания: 5% Вероятность ошибки на бит Pb: 10^-4

Мощность излучения подвижной станции Ризл : < 0.2 Вт

Диапазон частот, вид модуляции выбирается самостоятельно.

1. Постановка задачи и формулирование технических условий функционирования сети

1.1. Интерпретация назначения сети в виде произвольного прикладного решения в контексте заданной темы. Формализация телекоммуникационной услуги на основании анализа отношений "пользователь-сеть", схематизация отношений. Задачи служб уровня приложения пользователя.

Рассмотрим применение данной радиотелефонной сети на территории какого-либо предприятия. Сеть должна обеспечивать телефонную связь приоритетно. Архитектура предполагаемой сети представлена на рисунке 1. Предполагается что пользователь работает с терминалом, а терминал в свою очередь связывается с базовой станцией, которая посредством интернета соединяется с программой коммутации (Asterisk). Программа коммутации также подключена к интернету и может находиться на значительном расстоянии от базовой станции. Далее Asterisk запрашивает у базовой станции состояние вызываемого терминала и, получив ответ, базовая станция передает данные канала передачи данных и затем организуется сеанс связи.Рисунок 1 Архитектура предполагаемой сети

Рисунок 2 Схема отношений пользователь-пользователь

На рисунке 2 представлены отношения пользователь- пользователь. Пользователи взаимодействуют друг с другом через базовую станцию и программу коммутации, которая может располагаться на сервере. Управление терминалом осуществляется через пользовательский интерфейс, который в свою очередь управляет приложением. Приложение отдает команды на радиотерминал и с помощью радиоинтерфейса терминал связывается с базовой станцией. Базовая станция предоставляет ресурс и посредством сети интернет отправляет запрос программному коммутатору (Astersik). Он соединяется через ту же базовую станцию с другим терминалом и происходит сеанс связи. Каждый терминал обладает модулем подлинности, который необходим для идентификации терминала, у которого есть доступ к данной сети. Регистр абонентов в составе базовой станции хранит список абонентов, имеющих доступ к сети. Служба управления радиоресурсами распределяет ресурс по терминалам по требованию. Служба соединения с Asterisk передает запрос к одноименному коммутатору после проверки прав доступа вызывающего терминала.

1.2. Пояснение сеанса предоставления телекоммуникационной услуги, анализ параметров сеанса, формализация требований к качеству соединения и объему требуемых ресурсов. Характеристика информационного трафика в прямом и обратном направлениях передачи: вид трафика, производительность или предполагаемый объем сообщений и т.п.

Для предоставления телекоммуникационной услуги терминалу необходимо принять несущую, излучаемую базовой станцией. Затем терминал должен запросить ресурс, на что базовая станция отвечает подтверждением в том случае, если идентификатор терминала совпадает с идентификатором, хранящимся в регистре абонентов базовой станции. Далее идет запрос о состоянии вызываемого терминала на Asterisk, и при наличии от него ответа, организуется сеанс связи.

Сеанс связи организуется с использованием одного дуплексного канала для двух терминалов, причем как для передачи текстового сообщения, так и для передачи голоса могут использоваться одинаковые каналы. Инициатором завершения сеанса связи может стать как вызывающий терминал, так и вызываемый.

Для передачи голоса необходимо обеспечивать скорость 64 кбит/сек, но если использовать речевые кодеки, то можно добиться снижения необходимой скорости вплоть до 4 кбит/сек и ниже. Для данного решения вполне подойдет кодек G.729 со скоростью 8 кбит/сек. Решающим фактором при выборе кодека является то, что согласно сайту www.web.archive.org с 1-го января 2017 года применение технологии не требует каких-либо лицензионных отчислений, что в итоге удешевляет конечный продукт.

1.3. Обоснование предполагаемой архитектуры радиосети, описание ключевых звеньев доставки сообщений. Пояснение модели выполнения телекоммуникационной задачи на примере многозвеньевой схемы взаимодействия элементов сети.

Топология предполагаемой сети- звезда, поскольку все терминалы для связи друг с другом будут использовать базовую станцию. Связь каждого с каждым не предусмотрена. Пользователь, инициирующий сеанс связи (Т1) желает организовать голосовое соединение с другим пользователем (Т2). При наборе номера приложение запрашивает канальный ресурс у базовой станции. После по предоставленному каналу терминал проходит аутентификацию и в процессе ее осуществления базовая станция сообщает программному коммутатору об активности Т1. Asterisk запрашивает у вызываемого терминала через базовую станцию его состояние. Получив ответ, базовая станция передает информацию о состоянии коммутатору и по каналу вызова назначает канал передачи данных Т2. Т2 сообщает о готовности к передаче и приему и наступает сеанс связи. Завершение сеанса может осуществляться как по инициативе Т1, так и по инициативе Т2, от одного терминала к другому информация о завершении сеанса передается через базовую станцию минуя коммутатор.

Рисунок 3 Многозвеньевая диаграмма взаимодействия объектов сети

1.4. Формулирование и пояснений стратегии поведения сетевых объектов, введенных в п.1.3. Обоснование требований к функциональному составу сетевого терминала и командного узла.

Сценарий взаимодействия терминала с базовой станцией.

Терминал принимает ШВС и запрашивает КПД у базовой станции. Базовая станция принимает решение о предоставлении канала, после чего терминал по предоставленному каналу передает свой идентификатор. Базовая станция сверяет его со списком в регистре абонентов, после чего можно считать, что терминал прошел аутентификацию. При передаче информации о том, что некий терминал желает установить сеанс связи, коммутатор запрашивает состояние вызываемого терминала. При его готовности к сеансу связи осуществляется соединение 2-х терминалов через коммутатор.

Таким образом на терминал возлагаются следующие задачи:

-Прием ШВС от БС

-Передача данных идентификатора БС

-Прием от БС подтверждений обслуживания, а также информации о предоставляемом КПД

-Обеспечение взаимодействия пользователя с терминалом через интерфейс

-Ответ на запрос о состоянии

Рисунок 4 Функциональная схема терминала

Модуль управления- связывающее звено между функциональными модулями терминала, обеспечивающее взаимодействие с другими сетевыми объектами.

Радиомодуль выполняет функции L1 уровня.

Информационная подсистема хранит в себе данные об ID терминала, а также данные параметров соединения.

Интерфейс взаимодействует с пользовательским приложением в составе ОС.

 Список используемых источников: 

1.Бакке А.В. лекции по курсу: "Системы и сети связи с подвижными объектами".

2.http://omoled.ru/publications/view/1023 "Воробьев-Дмитриев К-2 Часть-1 (исправленная)"

3.http://omoled.ru/publications/view/1186 "Радиотелефонная сеть связи. Часть 1(Исправленная)"