Министерство науки и высшего образования
РГРТУ
Кафедра ТОР
Курсовая работа по дисциплине
«Системы и сети связи с подвижными объектами»
на тему
«Интеллектуальная радиосеть дистанционного сканирования»
Часть 2
Выполнил:
студент группы 619
Спорыхин А.Д.
Проверил:
Бакке А.В.
г. Рязань, 2019 г.
2. Проработка плоскости
управления сценариями взаимодействия (L3)
2.1. Назначение
плоскости управления (сигнализации) радиосети, пояснение идеи двустороннего
управления
решениями на L3 уровне в
виде "событие->воздействие->исполнение >уведомление об исполнении".
Выделение основных служб
плоскости управления и пояснение их задач.
На L3 уровне формируются широковещательные сообщения о сети и обрабатываются
все служебные сообщения, связанные со сценариями взаимодействия с терминалами.
Рассмотрим
идею двустороннего управления решениями на L3 уровне в виде
"событие->воздействие->исполнение->уведомление об
исполнении".
Представим ситуацию, что подвижный объект переехал в другую комнату и из-за
этого произошло ухудшение качества соединения, то есть данные телеметрии и
датчиков передаются с большим запаздыванием, либо перестали передаваться вовсе.
В связи с данной ситуацией, решением данной проблемы на L3 уровне будет служить служба контроля качеством
соединения. После ухудшения качества соединения данная служба предпринимает
меры по увеличению мощности сигнала, для улучшения качества соединения, то есть
служба изменяет профиль сетевого протокола. Таким образом, точка доступа
передаст подвижному объекту служебное сообщение о том, что изменен профиль
сетевого протокола и подвижный также перейдет на другой профиль работы.
Основные службы плоскости управления:
1)Служба контроля
качеством соединения;
2)Служба управления радиоресурсом – резервирование и выделение канального ресурса для ПО.
3) Cлужба ARQ
2.2. Разработка
иерархических моделей сетевых объектов - как транспортной платформы доставки
информационных (п.1.1-1.4) и служебных сообщений (п.2.1). Выделение ключевых
слоев модели (физические ресурсы – канал передачи данных - службы управления
сеансом соединения/сценариями
взаимодействия), пояснение
задач служб уровней транспортной платформы.
Рассмотрим модель OSI данной сети (рис. 2). Модель OSI является иерархической структурой, в
которой каждый уровень иерархии занимается решением отдельных задач. Посредством
данной модели различные сетевые
устройства могут взаимодействовать друг с другом.
Рисунок 1
Иерархическая модель OSI
Физический уровень (L1) в данной сети отвечает за взаимодействие со средой передачи. Основное назначение – формирование канальных ресурсов для служб канального уровня. Так же предназначен для взаимодействия с физической средой. На данном уровне происходит модуляция сигнала, а также добавление пакетов временной и частотной синхронизации.
Канальный уровень (L2) в данной определяет функции, которые отвечают за организацию логического канала передачи данных. Задачами канала являются – установление, обеспечение работоспособности и завершение логического соединения, передачу сообщения канального уровня средствами физического, обеспечение надежной доставки (CRC). В моём случае на уровень L2 терминала поступают данные с датчиков, которые сначала фрагментируются на пакеты, а затем поступают на L1 уровень
Уровень
управления сценарием (L3) - на
этом уровне закладывается функциональное принятие решений. Сообщения этого
уровня могут быть двух видов: либо служебные, либо информационные.
2.3. Разработка правил
идентификации сессий, сообщений, процедур/служб обработки сигнальных сообщений
(задачи в п.2.1), а также сетевых объектов (организация адресного пространства
радиосети).
В данной системе предусматривается
передача:
1)Идентификационной информации сети (содержится в широковещательном сообщении);
2)Идентификационной информации о подвижном объекте;
3)Данных о состоянии сети;
4)Снятых данных телеметрии и датчиков с ПО;
5)Команд и отчётов о выполнении команд.
Идентификация сессия осуществляется следующим образом: подвижный объект находит широковещательное сообщение точки доступа и отправляет сообщение о том, что хочет стать участником сети, далее ПО отправляет точке доступа данные о себе (идентификационная информация о ПО). После чего, происходит считывание данной информации. Если данный ПО имеет все данные и может стать участником сети, то происходит отображение подвижного объекта и информации о нём. Далее происходит установление соединения, либо отклонение. Идентификационная информация сети, содержащаяся в широковещательном сообщении, необходима для того, чтобы подвижный объект мог обнаружить только ту сеть, к которой он должен подключиться. Это так же позволяет избавиться от случайной отправки данных о себе другим сетям
Поток передаваемых и принимаемых данных может иметь различные виды информации как служебные сообщения, так и сообщения трафика. Для их различия следует вести идентификацию сообщений, то есть, если было передано информационное сообщение, то будет указана единица, соответственно, если было передано служебное сообщение, то ноль.
В сети предполагается наличие двух видов сообщений, а именно информационных и служебных. Для определения типа сообщения необходимо обозначить флаг размером в 1 бит. Если сообщение служебное, то значение – 0, если информационное, то 1. Для идентификации службы, которой адресовано сообщение, в сообщении выделено поле, имеющее размерность в два бита.
2.4. Формирование
диаграмм состояний сетевых объектов (выделенных узлов, терминалов) с учетом мер
по обеспечению энергосбережения. Выделение активного и пассивного состояний
сетевых объектов и
анализ задач (режимов),
выполняемых в этих состояниях.
После установления соединения точки
доступа и ПО (1), точка доступа начинает вещание широковещательного сообщения
(2). После обнаружении подвижного объекта, который может стать участником сети,
будет получен запрос на становление участником сети (3). Если подвижный объект
получит неудовлетворительный ответ о подключении, то точка доступа продолжит
вещать широковещательное сообщение (4). Если приём/передача данных окончена или
соединение было потеряно, то точка доступа переходит в режим вещания широковещательного
сообщения (5).
Рисунок 2 Диаграмма состояний точки доступа
После включения подвижного объекта,
он (ПО) автоматически начинает производить поиск широковещательного сообщения
определённой сети (1). Данная процедура необходима для того, чтобы стать
участником нашей сети. BCCH конкретной точки доступа найдена, далее наш ПО переходит в следующее из
состояний – это запрос на становление участником сети (2). Если соединение подвижного объекта и точки
доступа имеет хороший показатель, подвижный объект прошел идентификацию в сети
и пользователь подтверждает регистрацию данного подвижного объекта (в нашем
случае нового ПО), то ПО становится участником сети. Став участником сети ПО производит приём/передачу
данных (3). Если же подтверждение имеет отрицательный характер, то возвращается
в состояние поиска BCCH (4). Параллельно с
приёмом/передачей данных будет происходит оценка качества соединения (5). Представим
такую ситуацию, что произошёл разрыв соединения. Таким образом ПО заново переходит
в состояние поиска BCCH (6). Как было сказано в
пунктах 1.1-1.4, если ПО после прохождения маршрута не получает каких-либо
команд, то ПО погружается в спящий режим (7), то есть экономит
заряд. При получении каких-либо
команд ПО объект переходит в состояние (8).
Рисунок 3
Диаграмма состояний подвижного объекта
2.5. Проработка ключевых сценариев взаимодействия объектов сети:
обнаружение/идентификация сети, регистрация/привязка к сети, реализация сеанса
предоставления услуги и т.п.. Разработка сценария, выполняющего оперативное
реагирование на изменение качества соединения (как будет оцениваться качество
соединения, как управлять свойствами активного соединения сетевых объектов?).
Предположим, что подвижный
объект не является частью сети и не соединён с точкой доступа. В данном случае,
точка доступа посылает широковещательное сообщение, а подвижный объект, своб очередь, будет находиться в режиме поиска BCCH. Подвижный объект находит нужное
BCCH и подаёт запрос на синхронизацию и регистрацию в сети. Стоит отметить, что если
данный подвижный объект ранее не был замечен в сети, то происходит регистрация
ПО, а если ПО является участником сети, то происходит синхронизация ПО и ТД. После чего ПО будет ждать ответа о подтверждении или отказе к подключению. В случае отказа к подключению, ПО продолжить прослушивать канал, для обнаружения BCCH. После положительного ответа происходит передача команд управления на ПО и затем последующая передача телеметрии и отчёт об исполнении команд и завершение сеанса.
Из-за малого объёма передаваемых
сообщений, в следствие отсутствия аудио и видео трафика, требования к
постоянному качеству соединения не такие высокие. Однако могут произойти
ситуации, когда такое соединение может быть ниже допустимого уровня. Слежение
за уровнем соединения осуществляется на физическом уровне, с помощью сравнения
ОСШ с допустимым показателем, после этого сравнения, данные передаются
на службу контроля качества соединения. Первым о низком качестве соединения узнает подвижный объект и передаёт
сообщение на точку доступа, которая в свою очередь осуществляет выбор профиля настройки.
Данные о низком качестве соединения приходит на уровень управления сценарием,
где происходит принятие решений об изменении сценария действия сети.
В разрабатываемой сети трафик является пульсирующим, то есть передача данных будет вестись небольшие промежутки времени. Для борьбы с ошибками при передаче будут задействована служба ARQ. Сценарий работы службы ARQ основывается на том, что при обмене данными между терминалом и точкой доступа, некоторые пакеты из-за действия помех могут быть переданы с ошибками. Данная служба на точке доступа фиксирует номера ошибочно принятых сообщений. После чего формируется запрос и передается на терминал в службу ARQ, где происходит фиксация сообщений, после чего производится повторная передача ошибочно принятых сообщений.
В моей работе не предусматривалось использование нескольких подвижных устройств, поэтому говорить о конкурентном доступе не целесообразно.
Список литературы:
1. Радиосеть сбора данных с подвижных станций. Часть 2 (Исправленная) И.Г. Фадькин
3. А.В. Бакке – лекции по курсу «Системы и сети связи с подвижными объектами»
4. Радиосистема пошагового управления подвижным объектом. Часть 2. Исправленная А. Карев
5. Спорыхин А.Д. - Курсовая работа на тему : «Интеллектуальная радиосеть дистанционного сканирования». Часть 1 (Исправленная)
6. Рихард А. Курсовая работа на тему : «Радиосистема управления подвижными объектами». Часть 2.
7. Королёв М. Радиосеть сбора данных.часть 2(исправленная)