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

В разрабатываемой системе, как было сказано ранее, не предполагается передача изображений, видео или аудиотрафика. С АР на ПО и в обратную сторону предполагается передача малоемкого трафика, чем могут быть:

А) Команды для ПО на исполнение маршрута;

Б) Отчеты ПО о выполненных действиях;

В) Запросы подвижным объектом инструкций дальнейших действий (при возникновении препятствий или нажатии на корпусе ПО кнопки обратного пути);

Г) Данные телеметрии с ПО;

Д) Идентификационная информация ПО.

Максимальное кол-во подвижных объектов, которыми можно одновременно управлять с устройства управления – 5. Поскольку физического соединения между ПО и АР нет, то в процессе присоединения к сети подвижному объекту назначается один из виртуальных портов точки доступа, который сообщается УУ. Таким образом ассоциированный с портом ПО получает свое адресное пространство. АР всегда знает для какого подвижного объекта предназначается информация с УУ, так же как с какого именно ПО передается информация на устройство управления. Из вышенаписанного можно сделать вывод, что кол-во одновременных сессий может достигать пяти.

На Рис. 1 представлены структуры сообщений трафика в двух направлениях: ПО-АР, АР-ПО.

В первом случае сообщение состоит из адреса ПО (номер порта; «от кого передается информация на АР»), информационная часть и данные телеметрии. Во втором случае передается адрес ПО («кому передается информация») и само информационное сообщение.


Рис. 1 Структуры сообщений трафика.

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 модель OSI данной сети. Модель OSI является иерархической структурой, в которой каждый уровень иерархии занимается решением отдельных задач. Для функционирования данной сети будет достаточно лишь двух уровней иерархической модели – физического и канального (Рис. 2). Наличие других уровней (сетевой, транспортный, сеансовый, представительный, прикладной (на стороне АР)) не требуется, т.к. у АР и ПО нет возможности взаимодействия со внешними сетями.


Рис. 2 Иерархическая модель OSI проектируемой сети.

Физический уровень отвечает за взаимодействие со средой передачи. Его основное назначение – формирование канальных ресурсов для служб канального уровня, а также формирование потока битов из потока символов и наоборот. Здесь формируется физический ресурс, по которому передается сообщения с AP на ПО и обратно

На канальном уровне определяются функции, отвечающие за организацию логического канала передачи данных. Его основное назначение – установление и обеспечение работоспособности логического соединения, т.е. организация адресной доставки сообщений между АР и ПО посредством физического уровня. Стоит отметить, что в данной сети протоколы канального уровня напрямую взаимодействуют с прикладным.

Прикладной уровень позволяет пользователю взаимодействовать с сетью. В данной сети он имеет место быть лишь на стороне подвижного объекта, т.к. у него на корпусе есть кнопка обратного пути – способ взаимодействия пользователя со средой сети.

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 подвижного объекта (Рис.3).


Рис. 3 Диаграмма состояний подвижного объекта.

Стоит сразу отметить, что ПО может находиться в пассивном или активном режиме работы. В пассивном режиме не выполняется реализация ТК услуг. В данном режиме осуществляется экономия энергетических затрат ПО, передача телеметрии не ведется. Выход из пассивного состояния означает переход в активный режим. Основное действие ПО в активном режиме – реализация услуги. Так же на диаграмме отмечены и другие состояния, которые переводят ПО в активный режим.

Включенный ПО начинает вести поиск BCCH (1) – данное состояние означает поиск широковещательной несущей от АР, которая несет информацию о сети. Это необходимо для того чтобы в будущем самому стать участником сети. Далее следует прием BCCH (2) – обнаружена несущая с информацией о сети, ПО переходит в активное состояние, все готово к регистрации в сети (3). В процессе регистрации ПО сообщает точке доступа данные о себе для того чтобы стать участником сети. Если данные соответствуют тем, что должны быть у возможного участника сети, то с соглашения пользователя ПО регистрируется в сети. АР выделяет подвижному объекту виртуальный порт для присваивания адреса. Став участником сети, ПО входит в режим ожидания (4) – состояние экономия энергии, относится к пассивному режиму работы ПО. Объект стал участником сети и ожидает команды пользователя для реализации ТК услуги. Более подробное описание работы данного режима приведено ранее в курсовой работе. Далее по инициативе пользователя ПО выходит из режима экономии энергии и входит в состояние реализации услуг (5). Данное состояние означает прием/передачу команд, отправление телеметрии и т.д. При отсутствии поступления команд более 1 минуты, ПО погружается в режим ожидания описанный выше. При разрыве соединения с сетью, подвижному объекту необходимо вновь совершить все действия с самого начала.

 

Рассмотрим диаграмму состояний точки доступа (Рис. 4).


Рис. 4 Диаграмма состояний точки доступа.

 

АР режима энергосбережения не имеет, т.к. подключена к постоянному источнику питания ввиду своей стационарности. Режим ожидания (1) – состояние, в котором находится АР в период, когда не требуется выполнять ТК услугу. С некоторой периодичностью из режима ожидания АР переходит в состояние передачи BCCH (2). В этом состоянии АР заявляет о себе, «рассказывая» всем о существовании сети и ее параметрах в широковещательном сообщении. После того как объект нашел BCCH, следует идентификация подвижного объекта (3). ПО должен отправить личные идентификационные данные, по которым АР поймет имеет ли право данный объект стать участником сети. При положительном исходе подвижному объекту выделяется виртуальный порт для последующего разделения приемной/передаваемой информации в сети. Далее происходит реализация услуги (4). При успешной регистрации ПО в сети, АР готова выполнять задачу исполнения ТК услуг – адресный прием и передачу информации.

 

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?).

 

Как было написано ранее, передаваемые сообщения должны быть малоемкими из-за того, что не предусмотрена передача тяжелого аудио или видео трафика. Таким образом, требования к качеству постоянного соединения невысокие. Однако могут возникнуть ситуации, когда качество соединения АР и ПО будет ниже допустимого уровня. Для этой проблемы предусмотрен дополнительный профиль передачи данных по физическому уровню с большей помехозащищенностью. Выбор профиля физического уровня осуществляется на канальном уровне. На Рис.5. рассмотрены взаимоотношения точки доступа и подвижного объекта в условиях низкого качества соединения.


Рис. 5 Схематизация отношений АР-ПО в условиях низкого качества соединения.

 

Опишем отношения АР и ПО. АР посылает ШВС, содержащее информацию о сети. ПО, обнаружив BCCH, отправляет данные о себе для последующей регистрации в сети, описанной ранее. Если ПО – тот объект, который имеет право стать участником сети, то регистрация успешно завершается, а для ПО выделяется логический порт точки доступа. ПО – участник сети, он отправляет на АР данные телеметрии, которые АР принимает, проводя радиоизмерения и оценивая качество соединения. Если уровень мощности сигнала ниже допустимого, то АР перестраивается на более помехозащищенный профиль передачи данных физического уровня и сообщает об этом подвижному объекту, дальнейшим действием которого будет также перестройка на более помехозащищенный профиль передачи данных.