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).
Для организации адресного пространства в сети каждому терминалу присваивается свой адрес. Как только приемник GPS принимает координаты местоположения ТД, ТД 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.
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) .
Техническими
средствами создаваемой радиосети будут являться программно технические
комплексы, реализующие функциональное содержание каждого объекта сети (ТД,Т,
ЦСИ). Алгоритм работы программного обеспечения (ПО) каждого объекта радиосети
должен содержать необходимый набор функций управления и обеспечения конкретных
технических средств.
ПО ТД 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 ТД с любого доступного ей Т из
сформированного списка. Для этого требуется достоверная доставка команд от ТД 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 ТД 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 ТД 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. ТД начинает сеанс ПД, в котором с L1 уровня сообщения
поступают на L2,откуда формируются запрос-команды для контроллера Т на сбор
показаний с датчиков и формирования сообщений с трафиком, которые потом
проследуют по маршруту L2-L1 Т к L1-L2 ТД.
Алгоритм сбора и хранения информации предусматривает размещение
информационных сообщений от конкретных Т в системе хранения данных ТД. 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).
Алгоритм передачи информации в ЦСИ определяет наличие возможности доставки
трафика в ЦСИ посредствам тестирования канала связи между ТД и ЦСИ. При наличии
канала связи между ТД и ЦСИ производится передача информации. В случае отсутствия
канала связи между ТД и ЦСИ принимается решение о размещении информации на
локальном носителе компьютера, либо на съемном носителе (USB-flash).
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 ТД. При
получении сообщения «старт» устройство переводится из спящего режима в рабочий
режим.
Рис.1 Иерархическая модель 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.
Диаграмма
состояний терминала представлена на рисунке 2. В проектируемой
радиосети можно выделить 2 вида состояний терминала: активное и
пассивное. В активном состоянии Т происходит передача сообщений трафика и
приём-передача служебных сообщений. В пассивном состоянии Т находится в
режиме сна(энергосбережения). При
получении отчёта ТД о доставке сообщений и подтверждения о завершении сеанса
связи терминал переходит в спящий режим до следующего пробуждения.
Передача сообщений трафика – это
передача сообщений, содержащих фото и видео зафиксированных нарушений.
Служебные сообщения – есть запросы от ТД
на передачу, ARQ – сообщения, а также сообщения, указывающие терминалу период
нахождения в пассивном режиме.
Рис.2 Диаграмма состояний терминала
На рисунке 3 представлена диаграмма состояний сетевого
узла, отражающая основные элементы разрабатываемого сценария. достигнув точки
маршрута, ТД 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 ТД. В
обратном случае, ТД 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.
Рис. 3 Диаграмма состояний сетевого узла
Энергосбережение в нашей системе осуществляется посредством того, что Т большую
часть времени находится в пассивном режиме и выходит из него только по запросу
ТД в течение заданного промежутка времени.
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?)
Рис. 4 Сценарий передачи данных.
Как только ТД достиг нужной точки
маршрута, сформировал список доступных терминалов, начинает целевой опрос
каждого из этого списка (Рис. 4). Для начала ТД посылает команду «СТАРТ»
терминалам, находящихся в зоне радиопокрытия. Далее ТД 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, формирует серию пакетов для передачи и отправки требуемых данных. ТД,
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 ТД так же формирует ACK и сообщение
для TCH, с
получением которого терминал вновь переходит в пассивный режим.
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.