Курсовая работа по дисциплине:

«Системы и сети связи cподвижными объектами»

на тему:

«Радиосеть управления подвижными объектами» Часть 2.

Выполнил: ст. гр. 519

                                                                                           Антонов Д.В.

Целью работы является разработка радиосети, предназначенной для радиоуправления различными наземными подвижными платформами. На подвижной платформе размещается оборудование, которое может быть также объектом управления или являться источником информационных сообщений для центра управления (телеметрические данные, аудио/видео поток и т.п.). В прямом направлении на подвижный объект поступают команды управления движением и запросы для размещенного на платформе оборудования, в обратном – различные информационные сообщения .

Исходные данные к проекту

 Радиус зоны обслуживания: 500 м (PR=85% покрытие на границе обслуживания)

Тип местности: пригород, сельская местность

Скорость передачи данных: определяется контекстом прикладного решения

Вероятность ошибки на бит Pb: 10-6

Мощность излучения подвижной станции Ризл: < 0.4 Вт

Радиоинтерфейс: OFDM

Диапазон частот, вид модуляции выбирается самостоятельно.

 

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).

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) .

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.

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?).

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

В изложенных ранее пунктах КП говорилось о 4 службах L3 уровня - службе контроля подвижностью, службе контроля камер ,службе сбора информации и службе управления радиоресурсом. Для обеспечения идентификации службы, которой предназначено сообщение в составе пакета данных выделяется 2 бита.

Так же в сети предусмотрена работа с несколькими сетевыми объектами, что приводит к необходимости идентифицировать каждый из них . В рассмотренных ранее пунктах выделялось 3 ПБ, для идентификации которых достаточно 2-х бит.

Поскольку в проектируемой сети предусмотрено 2 типа трафика - видео и текстовая информация, то соответственно необходимо разделение сеансов. Для решения этой задачи достаточно 1 бита.

В процессе работы предусмотрены 2 типа сообщений: сообщение служебное и информационное. Служебное сообщение необходимо для установления соединения , и предназначено для передачи параметров соединения . Информационное соединение предназначено для передачи трафика от каждой из служб.

Исходя из выше сказанного - для реализации данной сети необходимо идентифицировать: ПБ, тип сообщения, тип трафика и целевую службу сообщения.

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) .

Рассматривая модель OSI относительно реализуемой сети необходимо определиться с тем, какие уровни будут присутствовать и какие функции будет выполнять каждый из них. Начнем рассмотрение модели с самых нижних уровней- физического и канального.

Физический уровень  предназначен для взаимодействия с физической средой и выделения ресурса вышестоящим уровням.

Канальный уровень предназначен для организации логических соединений, т.е. организацию доставки сообщений между любыми сетевыми объектами.

Канального и физического уровня достаточно для организации  доставки сообщений внутри сети связи, но для организации разрабатываемой системы нам необходим еще 1 уровень.

Сетевой уровень в свою очередь необходим для формирования служебного трафика сетевых служб.

Сеансовый уровень предназначен для разделения каналов трафика на 2 сеанса - отдельно видео и текстовая информация.

Таким образом для проектируемой сети можно изобразить модель OSI (рис.1.).


Рис 1.Иерархическая модель проектируемой сети

Здесь:

СКП - служба контроля подвижностью. Данная служба предназначена для формирования команд передвижения ПБ на основании команд управления, полученных от ЦУ.

СКК - служба контроля камер. Предназначена для управления положением камер, установленных на ПБ .

ССИ - служба сбора информации. Выполняет сбор данных телеметрии и GPS.

СУР - служба управления радиоресурсом. Предназначена для выделения и закрепления за ПБ канального ресурса.

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

Диаграмма состояний подвижной базы (рис.2.):


Рис.2 Диаграмма состояний ПБ.


Режим ожидания - в данном режиме ПБ ожидает сообщение BCCH от БС. Данное сообщение свидетельствует о необходимости запуска процесса подключения и регистрации .

Попытка подключения - ПБ передает на БС сообщения телеметрии на текущий момент. Если ПБ удовлетворяет требования подключения ( уровень заряда аккумулятора, работоспособность модулей и т.д.) выделяется канал и она переходит в режим сна. В случае неудовлетворения требований ПБ переходит в режим ожидания до исправления неисправностей.

Режим сна - в данном режим ПБ передает на БС данные телеметрии и GPS, передача видеотрафика отключена с целью экономии энергии. Условием выхода из данного режима является сообщение от ЦУ.

Реализация услуги - в данном режиме ПБ выполняет команды управления, поступившие от ЦУ. При выполнение команды ПБ переходит в режим сна до момента получения следующих команд. Так же возможно получение сообщения отключения от сети, что переводит ПБ в режим ожидания.

Активное состояние подразумевает под собой состояния оказания услуги либо процесс подключения к сети. Исходя из этого к активному состоянию можно отнести следующие состояния ПБ: Попытка подключения и реализация услуги.

 

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?)

Для реализации ТК услуги нам необходимо подробно рассмотреть те состояния, в которых пребывают сетевые объекты (режимы, описанные в п 2.3.)

В режиме ожидания ПБ прослушивает канал на наличие BCCH с целью получения команды на подключение.

При обнаружение BCCH ПБ начинает процесс подключения, передавая по ассоциированному каналу данные, необходимые для прохождения аутентификации и осуществления подключения (данные телеметрии, свой идентификатор и др.)(рис.3.)


Рис.3.   Процедура регистрации

После прохождения процедуры регистрации ПБ переходим в режим сна с целью максимального энергосбережения. При необходимости оказать услугу ПБ получает по каналу трафика сообщение, включающее в свой состав маршрут движения по и начинает передачу данных, необходимых для работы по ассоциированному каналу.(рис.4.)


Рис.4. Процедура передачи данных

Разрабатывая сеть связи необходимо рассматривать не только принципы взаимодействия объектов, но и условия , в которых данные объекты будут взаимодействовать. С этой целью планируется оценка качества соединения во время проведения сеанса связи с ПБ. (рис.5.)

Качество соединения оценивается ЦУ. ЦУ предусматривает два типа соединения, на случай высокого и низкого качества связи. В случае низкого качества соединения осуществляется переход на альтернативный вид помехоустойчивого кодирования. Оценка качества связи осуществляется ЦУ и имеет порог качества, который оценивается по количеству ошибок в принятом сообщении от конкретной ПБ.

Оценка качества связи проводится на L1 уровне, данные о проведения которой передаются службе управления радиоресурсом. Данная служба принимает решение о переходе на альтернативный вид помехоустойчивого кодирования . Приняв решение ЦУ при необходимости передает уведомление на ПБ о переходе к другому профилю работы.


Рис.5. Проведение радиоизмерений


Список используемой литературы

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

 

2.Милованов С.- КП на тему  "Система сбора данных с подвижных станций".

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

 

3.Мичугин М.-КП на тему  "Радиосистема управления подвижными объектами ".

http://radiolay.ru/viewtopic.php?f=83&t=458

 

4.Антонов Д.-КП на тему "Радиосеть управления подвижными объектами" Часть 1.

http://omoled.ru/publications/view/1286