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.

2.1.1. Назначение плоскости управления (сигнализации) радиосети

L3 уровень используется в системах оси как уровень взаимодействия с внешними сетями. В данной работе рассматривается взаимодействие лишь 2 сетевых объектов, поэтому L3 уровень не имеет применения в данной работе. Плоскостью управления и сигнализации будет являться прослойка на L2 уровне, подуровень управления. Там будут заложены определенные наборы действий (сценариев), которые исполняют сетевые объекты, взаимодействуя между собой. Таким образом в системе на L2 уровне будет располагаться прослойка управления и прослойка доставки сообщений. 

2.1.2. Пояснение идеи двустороннего управления решениями на L3 уровне в виде "событие->воздействие->исполнение->уведомление об исполнении".

Идея двустороннего управления на L2 уровне реализуется в момент времени срабатывания системы обнаружения препятствий (СОП).

Событиями являются срабатывание системы и формирование сообщения сигнализации на ТУ об угрозе столкновения.

В случае, если с ТУ не пришли необходимые команды управления, для избежания столкновения L2 уровень с БПЛА формирует сообщение о передаче управления на СОП. ТУ больше не является мастером и ожидает сообщений от БПЛА.
После того как СОП выполнит необходимые для избежания столкновения действия, она сигнализирует о готовности передать управление на ТУ.

Первая поступившая команда управления кинематикой на БПЛА с L2 уровня ТУ вновь передаст управление пользователю.


Рис.1 идея двустороннего управления

Так же идея двустороннего управления реализуется в сценарии 6 (3) [1].

2.1.3 Выделение основных служб плоскости управления и пояснение их задач.

1) Служба установления соединения. 

Эта служба выполняет функции установления двустороннего логического соединения между сетевыми объектами с заданными параметрами. Так же в её обязанности входит формирование ШВС сообщений. 

2)Служба контроля качества. (СКС)

Эта служба контролирует качество установленного соединения между сетевыми объектами ,с параметрами не хуже заданных. Контроль заключается в оценке помеховой обстановки и изменение профилей работы.

3)Служба ARQ.

Это служба гарантированной доставки сообщений. Если некоторые пакеты были переданы с ошибками, то в данной службе формируется запрос на повторную передачу ошибочно принятых сообщений.


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.

В данной работе идет рассмотрение взаимодействия ТУ с БПЛА. В данной сети идет передача данных видео трафика, данных телеметрии и команд управления. Построим иерархическую модель данной системы как платформу доставки служебных и информационных сообщений и выделим ключевые слои.


Рис.2 Иерархические модель

Как говорилось ранее L2 уровень разделяется на подуровни: транспортный , управления. L2 уровень предназначен для организации логического соединения , контроля его качества , надёжной доставки сообщений.Так же на этом уровне будут выполняться такие операции как шифрование , перемежение. На этот уровень будут поступать команды управления , данные телеметрии. Сформированные сообщения будут поступать на L1 уровень.

L1 уровень реализует взаимодействие с физической средой. На этом уровне происходит модуляция сигнала , операции по частотной и временной синхронизации. На этом уровне будет замыкаться видео поток, ведь его поступление идёт в реальном масштабе времени, и к нему не будет применена система ARQ. Что это значит?
Не правильно поступивший пакет информации будет отображаться на картинке в виде битого пикселя.Даже десяток не правильно принятых пакетов может не сыграть роли в восприятии картинки пользователем.

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).

2.3.1. Разработка правил идентификации сессий.

В данной сети принимают участие лишь 2 сетевых объекта, БПЛА и ТУ. Таким образом в сети будет использоваться топология точка-точка. Полагается на программном уровне уже заложены необходимые параметры и сетевые объекты "знают" друг о друге. Тем ни менее не исключена ситуация в которой две подобные системы могут оказаться в непосредственной близости. С этой целью необходимо ввести поле идентификации этих сетевых объектов (I , ID). Данные идентификаторы в сообщениях канала передачи данных и будут являться идентификаторами сессии.

2.3.2. Разработка правил идентификации сообщений, процедур/служб обработки сигнальных сообщений (задачи в п.2.1).

При обмене информацией между сетевыми, поступающие сообщения могут быть адресованы различным службам. С целью разделения сообщений между службами необходим идентификатор , который будет указывать какой службе адресовано сообщение. Обозначим его как поле T (Type).

Различного рода сообщения подразумевают и их различную величину (объём сообщения). В ситуации когда сообщение меньше чем размерность поля которое его переносит , неиспользуемое пространство будет заполняться нулями. Как понять какие нули являются информационными а какие битами заполнения? Поле Type так же должно являться для системы показателем того, сколько извлекать из информационной части сообщения бит, а сколько оставить без внимания.     


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. 

Рассмотрим режимы работы ТУ.

1) При активации питания ТУ переходит в состояние вещания BBCH. Он будет находиться в этом состоянии до тех пор, пока нужный терминал не откликнется на него и не ответит ТУ по каналу ACH. Этот режим работы будем считать пассивным, поскольку в ходе его работы затрачивается минимальное количество электроэнергии.  

2) Обнаружив БПЛА, ТУ сформирует пакет данных, в котором укажет параметры дальнейшего соединения и передаст их по каналу разрешённого доступа (AGCH). При необходимости, БПЛА вновь может запросить этот пакет.

3) Переход в состояние установленного соединения состоится в момент, когда БПЛА примет этот пакет. На этом этапе считается, что логическое соединение между сетевыми объектами установлено. БПЛА начинает передавать видео трафик, телеметрию, а ТУ - команды управления. Приняв ошибочные пакеты, ТУ сообщит об этом на БПЛА. Другими словами, происходит интенсивный обмен данными.

4) При потере соединения с БПЛА ТУ вновь перейдёт в состояние вещания BCCH.

5) Выход в состояние выключения. Может произойти при завершении сессии или при потере всей энергии аккумулятора.

Рис.3 Диаграмма состояний ТУ

Рассмотрим режимы работы БПЛА.

Диаграмма состояний практически повторяет диаграмму состояний ТУ. Разница заключается в том, что со стороны БПЛА подключение выглядит обратным образом.
В пассивном состоянии происходит сканирование в поисках необходимой BCCH. При её обнаружении формируется и отправляется сообщение по каналу ACH, в котором говорится о готовности БПЛА произвести подключение. В последствии ТУ передаёт данные о том, с какими параметрами будет проходить дальнейшее соединение. Приняв их БПЛА, необходимо сформировать ответ, после чего между участниками сети устанавливается логическое соединение и происходит обмен данными.


Рис.4 Диаграмма состояний БПЛА

2.5 Разработка сценария, выполняющего оперативное реагирование на изменение качества соединения (как будет оцениваться качество соединения, как управлять свойствами активного соединения  сетевых объектов?).

В течение ведения сессии необходим контроль качества канала связи для адекватного функционирования сети, ведь оно работает в режиме реального масштаба времени. Радиоизмерения проводятся службой контроля качества на L2 уровне, где оценивается значения ОСШ.

Таким образом система работает в определённом диапазоне помеховой обстановки, которая определяется отношением сигнал/шум. Для поддержания необходимого качества соединения выбираются параметры уровня передаваемого сигнала и вид модуляции.Мощность излучения подвижной станции варьируется до 1 ВТ с некоторым шагом (по условию КР). Так же стоит отметить, что система может изменять качество видео трафика для достижения оптимальной скорости передачи.

Можно сделать вывод, что в устройстве должна быть заложена некоторая таблица, по которой будет происходить выбор профиля работы, основанный на этих параметрах. Всё это нужно для обеспечения необходимой вероятности битовой ошибки - 10-7 (так же по условию КР). Выход за пределы этого значения как раз и является событием для оперативного реагирования на помеховую обстановку, а именно выбор другого профиля работы. Для этой оценки необходимо эпизодически оценивать некоторый массив поступивших сообщений на наличие ошибок.

Как было сказано ранее, на протяжении всего сеанса связи должен проводится контроль качества соединения. Служба контроля качества соединения, находящаяся на стороне ТУ, как проводит радиоизмерения, так и принимает решение о смене профиля работы системы.
Служба контроля качества соединения , находящая на стороне БПЛА лишь проводит радиоизмерения, результаты которых передаёт на ту же службу в ТУ . 

Если качество установленного соединения удовлетворяет заданным параметрам, система продолжает работать в том же профиле.
Если качество соединения не удовлетворяет заданным параметрам, служба контроля качества соединения (на ТУ) формирует сообщение о смене профиля работы, выбирая самый оптимальный из них. Это сообщение поступает на транспортную службу, по которой оно передаётся на БПЛА. После декодирования сообщения, БПЛА понимает, с какого пакета начнётся другой профиль работы радио модуля. 

 Библиографический список