2. Разработка сценария телекоммуникационной услуги (L3)

2.1. Разработка правил идентификации сессий, сообщений, процедур/служб обработки сообщений, а также сетевых объектов (организация адресного пространства радиосети).

В терминале в составе ИС имеется журнал хранения данных, который содержит информацию о хранящихся в буфере данных со всех датчиков, а также номера датчиков. Нумерация датчиков одинаковая для всех терминалов: 1 – время пересечения спортсменом контрольной точки, 2 – скорость движения, 3 – пульс водителя, 4 – температура тела, 5 – температура двигателя, 6 – давление в шинах. Терминал на точку доступа будет передавать как телеметрию, так и номер датчика, с которого были сняты данные телеметрии.

В ИС ТД в журнале идентификационных номеров терминалов, кроме идентификаторов, выданных каждому участнику гонки при регистрации в соревнованиях, хранятся номера гонщиков, в мотоциклах которых данный терминал установлен. Эти номера используются в данной сети для идентификации сеансов связи Т с ТД. Для фиксации сеансов в ИС терминала предусмотрен журнал сеансов, в котором хранится идентификатор сеанса и порядковый номер сеанса (имеется ввиду какой по счету раз устанавливается сеанс связи с данным идентификационным номером). В журнале хранения данных хранится номер блока данных, переданных терминалом во время данного сеанса, идентификатор сеанса и его порядковый номер. Сообщение, которое Т будет передавать ТД, будет содержать поле адрес, т.е. идентификатор терминала.

2.2. Разработка иерархических моделей сетевых объектов - как транспортной сети доставки информационных (1.1-1.3) и служебных сообщений (1.3,1.4). Выделение ключевых слоев модели (физические ресурсы - канал передачи данных - управление сеансом соединения/сценарий взаимодействия), пояснение задач служб уровней модели (1.1-1.4).

Рассмотрим уровни модели OSI, необходимые в разрабатываемой системе (рис. 1).

Рис.1 Модель OSI

Для обеспечения нормальной работы системы необходимо 2 уровня: канальный и физический. Наличие сетевого транспортного и сеансового уровней в данной системе не требуется, так как основное взаимодействие осуществляется между Т и ТД, нет выхода во внешние сети.

Физический уровень (L1) – отвечает за взаимодействие со средой передачи. Основное назначение – формирование канальных ресурсов для служб канального уровня.

Канальный уровень (L2) – определяет функции, которые отвечают за организацию логического канала передачи данных. Основная задача – установление, обеспечение работоспособности и завершение логического соединения, передачу сообщения канального уровня средствами физического. Канальный уровень разделен на 2 подуровня: это подуровень управления доступом к физической среде CАС (Channel Access Control) и подуровень МАС (Media Access Control). На САС подуровне должна минимизироваться частота возникновения коллизий, а также выбираются профили физического уровня в зависимости от проведенных радиоизмерений. На МАС подуровне реализуются адресная передача сообщений, проверка целостности на основе расчета контрольных сумм CRC, сбор и разбор пакетов канального уровня. [1]

2.3. Формирование диаграмм состояний сетевых объектов (выделенных узлов, терминалов). Выделение активного и пассивного состояний сетевых объектов и анализ задач (режимов), выполняемых в этих состояниях. Анализ решений по обеспечению энергосбережения.

Рассмотрим диаграмму состояний терминала (рис. 2). Можно выделить 2 основных состояния: режим энергосбережения и активный режим. В режиме энергосбережения терминал находится при прохождении от одной точки доступа к другой и выполняет только поиск BCCH от ТД. С целью экономии заряда аккумулятора, встроенного в терминал, питание в энергосберегающем режиме осуществляется от аккумулятора мотоцикла. Поводом для перехода в активный режим будет обнаружение BCCH от ТД. В этом случае Т переходит на работу от встроенного аккумулятора и принимает ШВС. Информация, передаваемая в ШВС, описана в [1]. В случае, если в BCCH передавались координаты участка трассы, которые попадают в зону радиопрокрытия ТД, но не требуют идентификации терминала и передачи телеметрии, то Т возвращается обратно в состояние поиска BCCH. Когда Т принял BCCH и удостоверился в необходимости передачи данных на ТД, терминал переходит в состояние идентификации. Он заявляет о том, что терминал с номером n появился в зоне действия ТД и запрашивает канальный ресурс для передачи телеметрии. После получения канального ресурса Т проводит радиоизмерения для управления профиля физического уровня с целью адаптации к помеховой обстановке в канале связи и обеспечения передачи данных с необходимым качеством. В случае несоответствия текущего качества соединения требуемому, Т возвращается в режим идентификации и сообщает ТД об этом. После установления соединения требуемого качества Т передает данные телеметрии на ТД и после получения квитанции о получении возвращается в состояние поиска BCCH, т.е. в режим энергосбережения.

Рис.2 Диаграмма состояний терминала

ТД не будет иметь режима энергосбережения, так как она подключена к сетевому источнику питания. Рассмотрим диаграмму состояний ТД (рис.3). ТД находится в режиме ожидания появления Т в зоне обслуживания. Периодически (раз в 100 мс) ТД переходит в режим передачи BCCH с целью обнаружения себя. После приема сообщения от Т о его появлении в сети, ТД переходит в режим идентификации Т, ставит отметку в журнале и выделят терминалу канальный ресурс. После прохождения процедуры идентификации, ТД переходит в режим приема телеметрии, после чего уведомляет Т об успешном приеме и возвращается в режим ожидания.

Рис.3 Диаграмма состояний точки доступа

2.4. Разработка сценария реализации телекоммуникационного сеанса, описание поэтапной стратегии службы L3 уровня. Проработка элементов стратегии, выполняющих оперативное реагирование на изменение качества соединения (как будет оцениваться качество соединения, как управлять свойствами активного соединения сетевых объектов?).

Качество соединения будет оцениваться на основании результатов измерения мощности радиосигнала. Изначально на ТД и Т используется стандартный профиль настройки физического уровня. Если при выполнении радиоизмерений покажет, что мощность радиосигнала ниже допустимого уровня, то служба радиоизмерений физического уровня отправит отчет на подуровень САС в службу контроля качества соединения, которая отправляет сообщение управления в систему управления профилями. Система управления профилями изменяет модуляцию, кодирование, перемежение на более помехозащищенный. В режиме идентификации (рис.2) Т передает информацию о профиле настройки на ТД, которая также перестраивается на данный профиль.  Передача данных начнется, когда терминал и точка доступа настроятся на одинаковый профиль настройки физического уровня. 

Список используемых источников: 

1. П.Б. Никишкин - КП "Система сбора данных с подвижных станций". Часть 2. URL:http://omoled.ru/publications/view/433

2. А.В. Бакке – лекции по курсу «Системы и сети связи с подвижными объектами»