Как и большинство телекоммуникационных сетей проектируемая сеть будет строится в соответствии с эталонной моделью OSI(open systems interconnection).(Рис.1.)
 
 
Рис.1 Эталонная и проектируемая модель OSI.
Рассмотрим три верхних уровня: прикладной, представительский и сеансовый, их можно объединить в один уровень принятия решений (управления). Главной задачей этого уровня является анализирование, получаемых с нижнего уровня данных и, на основе этого анализа, формирование решения о дальнейших выполняемых действиях системой. На этом уровне используются два вида сообщений: непосредственно информационные данные и сообщения подсистемы сигнализации. Уровень принятия решений постоянно  взаимодействует с информационной системой и с каждым из уровней, он принимает решения о том, кому из пользователей предназначается тот или иной пакет, можно ли предоставить пользователям дополнительные каналы передачи данных, а так же принимает решение о возможности абонента использовать те или иные услуги.
Транспортный уровень обеспечивает приложениям верхнего уровня доставку сообщений с необходимой степенью надежности, которая. осуществляет гарантированную доставку сообщений между приложениями верхних уровней двух сетевых узлов. В проектируемой нами системе гарантированная доставка будет означать получение соответствующего пакета подтверждения, а в случае неправильного приема или потери пакетов данных, необходимо сформировать запрос на повторную передачу данных. Однако, наша система не нуждается в наличии транспортного уровня, так как часть его функций делегируется на канальный уровень, а часть на уровень управления.
Сетевой уровень отвечает за маршрутизацию данных в процессе взаимодействия нескольких сетей. Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей. Основной задачей данного уровня является доставка пакетов сетевого уровня любому узлу сети, а так же маршрутизация – прокладка маршрута между узлами, и коммутация каналов. В проектируемой системе данные передаются от терминала к ТД и от ТД к терминалу, это простейший путь передачи данных и не требует сложных маршрутов, поэтому можно сделать вывод о том, что наличие сетевого уровня в разрабатываемой системе не требуется.
Канальный уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает в пакеты, проверяет на целостность, если нужно, исправляет ошибки (формирует повторный запрос поврежденного кадра).
 
Канальный уровень делится на два подуровня: подуровень адресации и формирования всех видов сообщений (MAC) и подуровень управления доступом к физическому каналу связи (CAC).
На MAC – подуровне хранятся идентификаторы всех зарегистрированных в сети устройств. Этим и обуславливается возможность адресной передачи сообщений канальным уровнем. Также на МАС – подуровне происходит формирование нескольких типов пакетов: пакет запроса или пакет широковещательной информации (в зависимости от типа сетевого устройства), пакет данных и пакет подтверждения правильного приема сообщения.
САС подуровень реализует алгоритм доступа к каналу связи. 
Физический уровень  - нижний уровень модели, предназначенный непосредственно для передачи потока данных .Основной задачей ФУ является надежная передача потока битов, поступающего с верхнего (канального уровня). На физическом уровне могут быть реализованы любые технические решения, направленные на повышение достоверности приема битов.В данной системе физический уровень предназначен для передачи потока данных от терминала к точке доступа и наоборот.
Основные задачи выполняемые физическим уровнем:
  • Модуляция/демодуляция - перенос сигнала на несущую радиочастоту для передачи по радиоканалу.
  • Помехоустойчивое кодирование/декодирование -  для обнаружения и исправления ошибок, возникающих при передаче, путем добавления избыточности в информационную последовательность.
  • Перемежение/деперемежение - для борьбы с замираниями и возникновением связанных с ними пакетов ошибок.
  • Формирование OFDM сигнала - для борьбы с многолучевым распространением. 
  • Синхронизация - обеспечение временной и частотной синхронизации передающего и приемного узла радиосети.
  • Проведение радиоизмерений - на основании оценки  радио обстановки уровень принятия решения выбирает профиль функционирования системы.
Таким образом структура вышеописанных уровней принимает вид (Рис.2.)
 
Рис.2. Структура разрабатываемой системы.
 Терминал может находиться в активном или пассивном режиме. Пассивный режим работы связан с тем, что терминал  не выполняет никаких задач, то есть находится в режиме пониженного энергопотребления.Активный режим характеризуется необходимостью приема или передачи информации.
При включении терминала происходит поиск сети, найдя широковещательную несущую BCCH терминал определяет идентификатор сети (если попытка поиска сети оказалась неудачной то терминал переходит в пассивный режим работы и через некоторый промежуток времени повторяет поиск). При успешном сравнении найденного идентификатора с хранящимся в информационной подсистеме терминал отправляет заявку на регистрацию по каналу случайного доступа RACH. Регистрация происходит на основе конкурентной борьбы.Перед отправкой заявки терминал оценивает качество канала связи и определяет профиль функционирования, информацию о котором передает вместе с заявкой на предоставление канала.Точка доступа также осуществляет контроль качества канала связи. На основании принятых запросов, точка доступа формирует пакет оповещения, в котором в частности содержится информация о выбранном для передачи данных профиле функционирования систем, и передает его терминалу, выигравшему борьбу за канал. Проигравшие терминалы переходят в режим «сон» на время передачи данных. Выигравший терминал осуществляет передачу своего уникального идентификатора ID терминала. Точка доступа сравнивает полученный идентификатор с тем, который записан в ее регистре идентификаторов. Если такой идентификатор есть, то точка доступа должна отправить терминалу сигнал подтверждения регистрации. Если терминал такого сигнала не получает, то он вновь осуществляет поиск сети. При успешной регистрации терминал записывает в свою память идентификатор сети ID ТД, который необходим для последующего доступа в сеть без прохождения процедуры регистрации.(Рис.3.)

 
Рис.3.Сценарий взаимодействия и диаграмма состояния терминала при регистрации в сети.
 
После успешной регистрации терминал может начать передавать/принимать  данные если есть необходимость или же с уйти в спящий режим ожидая вызова.
В качестве метода доступа к физической среде был выбран метод CSMA/CA. Метод заключается в том, что если канал связи занят, то перед следующим «прослушиванием» канала связи терминалом выжидается случайный интервал времени.
Рис.4.Организация доступа к физическому каналу.
После включения точки доступа, она начинает излучать широковещательную информацию о сети(1 фаза), включающую сетевой идентификатор, информацию о профиле функционирования системы, данные коррекции частоты и временной синхронизации. Терминалы, приняв эту информацию, вступают в конкурентную борьбу за канал передачи данных(2 фаза). На основании принятых запросов, точка доступа формирует пакет оповещения , в нем указывается идентификатор выигравшего терминала и время передачи на которое все остальные терминалы должны перейти в спящий режим(3 фаза). Этот пакет передается всем терминалам по каналу разрешенного доступа AGCH. Выигравший терминал начинает передачу данных(4 фаза).Точка доступа накапливает данные в буфере для дальнейшей передачи адресату в следующим цикле борьбы (ТД будет иметь наивысший приоритет).,а также   при успешной передаче подтверждает прием данных(5 фаза).(Рис.4 и Рис.5).                                                                                                                                                       
При доставке сообщений превышающих установленный размер поля данных сообщения канала трафика(3 сообщение) , оно может передаваться несколькими пакетами (определяется  службой сбора и разбора пакетов канального уровня).
 
Рис.5.Сценарий взаимодействия и диаграмма состояния терминала при передачи данных.
 
На следующем этапе борьбы ТД автоматически получает право на передачу и отправляет пакет оповещения для терминала которому нужно передать данные, в пакете также содержится информация о профиле функционирования.После выхода из спящего режима адресат перестраивается на нужный профиль и начинает принимать данные. При успешной передаче отправляет подтверждение точке доступа.Если подтверждение пришло отрицательным, то на следующем этапе борьбы ТД вновь пытается передать данные.
 


Рис.6.Сценарий взаимодействия и диаграмма состояния терминала при приеме данных.
 
Список используемой литературы:
  1. А.В. Бакке. «Лекции по курсу ССПО».
  2. Скляр Б. «Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение». - М.: Вильямс, 2003 г. 
  3. http://pro3gsm.com/kanalyi-v-standarte-umts/
  4. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%9C%D0%92%D0%9E%D0%A1
  5. Тема 3. Локальная радиосеть. Часть 1.