Подготовили: Бешук И.С., Генеральский Д.Д.

Тема 6. Передача обслуживания в структурированной

радиосети

Краткое описание задания

Основная задача темы состоит в разработке простейшей модели, демонстрирующей

процесс передачи обслуживания терминалов между точками доступа в условиях доставки

сообщений от одного терминала радиосети другим. Служба доставки сообщений одного

из терминалов сети запрашивает у обслуживающей точки доступа (AP- Access Point)

услугу передачи данных и при положительном ответе от АР осуществляет передачу

исходного сообщения. После получения сообщения (или части сообщения) точка доступа

устанавливает соединение с терминалом-адресатом и передает ему ранее принятые

сообщения. В процессе проведения сеанса передачи данных обслуживаемый некоторой

точкой доступа (АР1) терминал (Т2) может переместиться к границе зоны радиопокрытия

и пересечь ее. В этих условиях сеть должна обеспечить передачу обслуживания такого

терминала другой АР (АР2) и продолжить установленный ранее сеанс передачи данных.

 

Основные задачи

1. Проработка сценария передачи обслуживания Т2, включающего в себя:

1.1. обнаружение сети терминалами;

1.2. анализ способов доступа терминалов к ресурсам АР (запрос услуги), способов

доставки сообщений от АР терминалам (уведомление терминалов о имеющихся

сообщениях);

1.3. установление сеанса соединения с точкой доступа, доставка сообщений;

1.4. определение факта необходимости запуска процедуры передачи обслуживания,

проработка сценария передачи обслуживания;

1.5. проработка сценария передачи сообщения от Т1 к Т3.

2. Анализ задач, выполняемых на канальном уровне. Проработка структуры полей

сообщений канального уровня.

3. Обоснование и подробное описание задач, выполняемых на физическом уровне.

Проработка структуры полей пакетов физического уровня.

4. Собственно разработка и экспериментальное исследование модели. Необходимо будет

продемонстрировать процесс выполнения одного или нескольких этапов сценария

соединения.


Рис. 1. Постановка задачи

 

Структурированная сеть – сеть, в которой присутствуют выделенные сетевые узлы (АР), которые берут на себя выполнение практических всех функций сети. АР выполняют следующие задачи:

 

·Организация приема и обработки любых запросов, поступающих от терминала – организация доступа терминала к сети;

·Передача общей информации о сети: передача идентификатора сети (ID), наименование сети, параметров доступа к сети;

·Синхронизация всех терминалов в зоне радиопокрытия АР;

·Предоставление терминалам каналов связи для передачи трафика с заданным качеством;

·Контроль качества соединения, сбор статистических данных о работе сети, адаптация к изменяющейся помеховой обстановке;

·Реализация задачи передачи обслуживания.

Задачи терминала:

·Приём и обработка сигналов и запросов от АР;

·Приём/передача сообщений;

·Запись сообщений в буфер для последующей передачи;

·Формирование запросов на повторную передачу АР.

На физическом уровне происходят все процессы, связанные с преобразованием потока битов в радиосигнал и их обратные процессы:

- форматирование;

- кодирование и декодирование;

- модуляция и демодуляция;

Также на физическом уровне на основе методов многостанционного доступа организуются физические каналы.

Канальный уровень обеспечивает правильность передачи сообщений с определенным качеством. На основе физических каналов образуются логические соединения.

Сетевой уровень отвечает за надежность передачи при взаимодействии нескольких сегментов сети. В нашем случае, это 3 соты, в каждой из которых своя АР. Поскольку реализация поставленной задачи не требует сложных маршрутов, объединим сетевой уровень и высшие уровни в Уровень Принятия Решений.


Рис. 2. Модель OSI

Сценарий передачи обслуживания T2 при передаче данных от Т1 к Т2:

1.1.Обнаружение сети терминалами

Каждый из терминалов, находящихся в зоне радиопокрытия одной из АР, после включения ведут поиск сети по широковещательному каналу (BCCH). После того как АР обнаруживает появившиеся терминалы, она предоставляет им  временный канал для прохождения процедуры авторизации.

В случае успешной идентификации и аутентификации каждому терминалу присваиваются свои уникальные идентификаторы в рамках сети и  происходит синхронизация АР с терминалами. Если же подтверждение не получено, то терминал возвращается в режим поиска сети.

Каждому терминалу выделяется служебный канал(SACCH), по которому поступает информация о доступных услугах и изменениях в сети. При отсутствии необходимости в каком-либо другом обмене, все терминалы переходят в спящий режим.

 

1.2.Запрос услуги. Установление сеанса Т1 с АР1

После того как у Т1 возникла необходимость передать текстовый файл терминалу Т2, Т1 выходит из спящего режима и по служебному каналу запрашивает у АР1 услугу на предоставление ему канала для связи,, используя для этого канал случайного доступа RACH (Random Access Channel).

Когда Т1 удается выиграть борьбу за канал, АР1 передает ему сигнал оповещения, используя для этого канал разрешенного доступа - AGCH (Access Channel), а  другим терминалам сети сообщение о том, что канал занят. Т1, получив разрешение, приступает к передачи пакетов по каналу трафика TCH.


Рис 3. Передача сообщений

 

 

1.3.Доставка сообщений

Передаваемый файл разбивается на пакеты, которые будут подробно описаны во втором сообщении.

АР1 после получения первого пакета отправляет Т2 запрос состояния по служебному каналу, тем самым Т2 переводится в активный режим. Каждый принятый пакет записывается в буфер обмена АР1. По окончании передачи пакета сверяются контрольные суммы и исправляются ошибки путем повторной передачи ошибочных пакетов по каналу синхронизации SCH.

После того как АР получит все пакеты сообщения, она высылает подтверждение о  передаче, используя канал SCH. Затем Т1 переходит в спящий режим. Из буфера обмена АР1 пакеты передаются на Т2.

После того как Т2 получит все пакеты, Т2 высылает подтверждение о  приеме, используя канал SCH.


Рис 4. Прием сообщения

 

 

 

1.4.Передача обслуживания

 

Так как по условию задачи Т2 в процессе передачи переходит к границе зоны обслуживания АР1 и может ее пересечь, необходимо предусмотреть этот случай. Зона радиопокрытия каждой базовой станции определяется расстоянием, на котором мощность сигнала, излучаемого базовой станцией, равна определенному значению усредненной медианной мощности сигнала. Это условие гарантирует уверенный прием с заданным качеством.

Поэтому задачу нахождения условия перехода терминала из одной зоны обслуживания в другую можно свести к задаче сравнения мощности АР в точке приема (которая передается по служебному каналу) с некоторой заранее известной величиной.

 

Рис. 5. Сценарий передачи обслуживания

Когда Т2 пересекает  границу зоны радиопокрытия АР1, ТД при отправке  пакета по адресу Т2 не сможет доставить его адресату и начнет опрос соседних ТД. По условию Т2 переходит в зону обслуживания AP2, значит AP2 отправляет запрос в свою Информационную систему (ИС) запрос, действительно ли Т2 находится в ее зоне. В случае положительного ответа АР2 посылает AP1 подтверждение. После этого AP1 передает все, что есть в своем буфере обмена в буфер обмена АР2. После того как все сообщение было передано АР2, АР2 высылает подтверждение.

Когда Т2 выигрывает борьбу за канал, то пакеты из буфера обмена АР2 передаются Т2 по каналу ТСН. После завершения передачи сверяются контрольные суммы, ошибочные пакеты повторяются, Т2 отправляет подтверждение о передаче АР2, которая в свою очередь через АР1 передает подтверждение Т1.