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

В разрабатываемой системе предполагается передача:

А) Команд/отчетов исполнения;

Б) Данных телеметрии и радиоизмерений (с ПО);

Г) Идентификатор сети (передается по широковещательной несущей)

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 подвижный объект сообщает точке доступа данные о себе, называемые идентификационной информацией ПО. Идентификатор ПО считывается точкой доступа. Если АР распознает устройство, которое является подвижным объектом (потенциальным участником сети), то на экране УУ отобразится информация о новом обнаруженном ПО. С согласия пользователя ПО становится новым участником сети. Чтобы ПО мог обнаружить только широковещательную несущую разрабатываемой сети, у нее (сети) есть идентификатор, который передается по BCCH. ПО знает к какой сети он должен подключаться, это позволяет избежать случайной отправки данных о себе при обнаружении других BCCH.

Сообщение трафика АР-ПО содержит:

1. ID источника сообщения

2. ID адресата сообщения

3. Информационное поле

4. Поле CRC

На Рис. 1 рассмотрены структуры сообщений трафика и информационного поля в направлении «Подвижный объект – точка доступа».


Рис. 1 Структуры сообщений трафика и информационного поля ПО-АР

ID источника и ID адресата – поля для указания «от кого и кому» предназначается сообщение, поле CRC содержит избыточный код для целостности доставляемых данных. Информационное поле предполагает содержание различной информационных данных. Если с АР на ПО в данном поле приходят инструкции маршрута, то в обратном направлении оно содержит поля с информацией о различных датчиках ПО (конкретное их кол-во будет указано далее для упрощения текущего пояснения), поле с отчетом о реализации команды исполнения маршрута и поле с информацией об уровне принимаемого сигнала (ПО должен сообщать насколько хорош уровень мощности сигнала).

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. 


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 сети.

На канальном уровне определяются функции, отвечающие за организацию логического канала передачи данных, передачи служебного трафика. Его основное назначение – установление и обеспечение работоспособности логического соединения, т.е. организация адресной доставки сообщений между АР и ПО посредством физического уровня.

На уровне управления сценарием заложены сценарии взаимодействия сетевых объектов. В зависимости от того, какого рода сообщение необходимо передать от одного участника сети другому, на данном уровне реализуется один из заложенных алгоритмов действия объектов сети.

Прикладной уровень отвечает за взаимодействие пользователя с объектом управления с помощью пользовательского приложения.

Службы в проектируемой системе:

1. Служба отображения информации о ПО (прикладной уровень) – позволяет пользователю в удобном формате наблюдать на экране компьютера за состоянием ПО и его компонентов.

2. Служба контроля радиосоединения (уровень управления сценарием) – предусматривает переключение между профилями передачи данных на физическом уровне.

3. Службы передачи/приема трафика (канальный уровень) -  данные службы осуществляют прием и передачу сообщений трафика

4. Служба адресации (канальный уровень) – предназначена для добавления информации об источнике и получателе сообщения.

5. Служба расчета СRC (канальный уровень) – расчет контрольной суммы для целостности доставляемых данных.

6. Служба предоставления информации о сети (канальный уровень) – осуществляется на канальном уровне точки доступа для предоставлении информации о сети в широковещательном сообщении.

 

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.

ПО включился и находится в режиме ожидания (1), в этом же состоянии происходит мониторинг широковещательного сообщения конкретной сети. Это необходимо для того чтобы в будущем стать участником сети. Нужная BCCH найдена, следующее состояние – попытка стать участником сети (2). Если уровень соединения ПО и АР на приемлемом уровне, идентификационные данные подходят для сети и пользователь с устройства управления подтверждает регистрацию нового объекта, то ПО становится участником сети, иначе - возвращается в режим ожидания. Став участником сети, ПО переходит к реализации команд управления (3) – прием и исполнение шагов маршрута, отчет о реализации шагов. Попутно ПО проводит радиоизмерения и передает данные телеметрии, которые позволяют пользователю получать информацию о подвижный объекте, знать о качестве соединения сети. При разрыве соединения и последующем повторном подключении регистрироваться заново не нужно, т.к. информация об объекте уже есть. В таком случае он просто перейдет в состояние режима ожидания (1). При исключении пользователем ПО из участников сети, объект возвращается к состоянию (2). Как было написано ранее, если ПО не получает инструкций исполнения маршрута более 1 минуты, то ПО погружается в состояние спящего режима(4) – экономии энергии. При разрыве связи с сетью, ПО с возобновлением соединения перейдет в состояние (1), из которого вновь вернется в спящий режим, если не будет поступать команд управления 1 минуту. Очевидной причиной перехода из состояния (4) в состояние (3) является поступление новых команд управления.

 

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?).

 Рассмотрим основные этапы сеанса связи: «Режим ожидания», «Синхронизация и регистрация», «Реализация передачи информации».


Рис. 4 Этапы сеанса связи.

 

Начальный этап – режим ожидания (1). Это состояние подразумевает сразу два случая. Первый –ПО является подтвержденным объектом сети. АР и ПО находятся в ожидании поступления команд, а ПО «спит» в энергосберегающем режиме. Второй случай – когда ПО еще не является объектом сети. Точка доступа ничего не делает кроме рассылки ШВС, а ПО лишь ищет нужное ШВС. Как только ПО обнаруживает сеть, наступает новый этап сеанса связи – синхронизации и регистрации (2). Если это новый объект, то происходит процесс регистрации ПО, если это участник сети, то после выхода из режима ожидания происходит синхронизация ПО с АР и отправка телеметрии, радиоизмерений. Третьим этапом является реализация передачи информации (3). В объяснении этот этап, на мой взгляд, не нуждается, но стоит добавить, что при завершении реализации передачи информации (причины описаны ранее) ПО вернется в режим ожидания.

 Как было написано ранее, передаваемые сообщения должны быть малоемкими из-за того, что не предусмотрена передача 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. Оценку качества соединения производит ПО, проводя радиоизмерения. Контроль качества связи происходит на физическом уровне путем сравнения ОСШ с допустимым уровнем. Именно ПО первым узнает о низком качестве соединения и сообщает точке доступа о том, что дальнейшее ведение связи необходимо вести на другом профиле передачи данных. Информация о плохом качестве соединения поступает на уровень управления сценарием, на котором принимается решение об изменении сценария действий сети.

 

Список используемых источников: 

 

1.  Карев А. «Радиосистема пошагового управления подвижным объектом (Часть1) (исправленная)» [электронный ресурс]. http://omoled.ru/publications/view/1276

2. Дворянков Д. «Информационная радиосеть (часть 2)» [электронный ресурс]. http://omoled.ru/publications/view/1271

3. Антонов Д. «Радиосеть управления подвижными объектами. Часть 2. Исправленная» [электронный ресурс]. http://omoled.ru/publications/view/1316