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.     1)Служба контроля качеством соединения;

2.     2)Служба управления радиоресурсом – резервирование и выделение канального ресурса для ПО.

 

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) – отвечает за взаимодействие со средой передачи. Основное назначение – формирование канальных ресурсов для служб канального уровня.

  Канальный уровень (L2) -  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)

  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)    1)Идентификационной информации сети (содержится в широковещательном сообщении);

2)    2)Идентификационной информации о подвижном объекте;

3)    3)Данных о состоянии сети;

4)    4)Снятых данных телеметрии и датчиков с ПО;

5)    5)Команд и отчётов о выполнении команд.


  Процесс соединения подвижного объекта с ТД происходит таким 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 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.


Сообщение трафика ТД-ПО содержит:

1. ID отправителя;

2. ID получателя;

3. Тип сообщения (информационное или служебное)

4. Информационное сообщение;

5. Поле CRC.



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 режим ожидания может иметь два сценария. Первый сценарий – это когда подвижный объект уже стал участником сети, имеет связь с точкой доступа и находится в режиме энергосбережения и в ожидании поступления команд. Второй сценарий состоит в том, что подвижный объект не является частью сети и не соединён с точкой доступа. В данном случае, точка доступа посылает широковещательное сообщение, а подвижный объект находится в поиске данного ШВС. Предположим, что подвижный объект нашёл нужное ШВС и происходит синхронизация и регистрация 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 и передача телеметрии и тд. Третий сеанс подразумевает выполнение передачи информации. После выполнения передачи информации подвижный объект возвращается в режим ожидания.

 

  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.




Список литературы:

1.     1. Радиосеть сбора данных с подвижных станций. Часть 2 (Исправленная) И.Г. Фадькин

аа   2. Сетевая модель OSI - https://ru.wikipedia.or

      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