Тема 5. Радиосеть управления подвижными объектами

Выполнили ст.гр.1110: Шатилов Е.В.

План:

Часть 1

1. 1     Анализ поставленной задачи, подробное описание задач радиосети

1.2  Разработка способа установления канала передачи сообщений

      1.2.1   Определение и краткая характеристика возможных режимов работы терминалов радиосети

      1.2.2  Пояснение способа организации доступа к физическим каналам

1.2.3  Разработка сценария соединения

 

1.1Анализ поставленной задачи, подробное описание задач радиосети

Основная задача работы состоит в создании модели функционирования сети дистанционного управления подвижными объектами (рисунок). Радиосеть состоит из точки доступа АР и подвижных объектов, оснащенных радиотерминалами. Точка доступа обеспечивает передачу команд управления подвижным терминалам; в обратном направлении терминалы отвечают сообщениями о статусе выполнения принятых команд. Сообщения от АР терминалам передаются по одному радиоканалу и включают в себя указание направления движения и продолжительность движения в указанном направлении. Сообщение от АР может быть широковещательным (адресуется всем активным терминалам), либо может относиться к конкретному терминалу (команды движения: влево, вправо, разворот, прямо и т.п.). В обратном направлении терминалы передают уведомление о успешности принятой команды.

 

 

Исходные данные к проекту

Вид модуляции                                           BPSK

Тип помехоустойчивого кодирования                   произвольный блоковый код, исправляющий не менее 2 ошибок

Тип CRC                                                    CRC-12

 

Исходя из основной задачи вытекает, что:

1.    Терминалы не обязаны знать друг о друге, они должны знать о  лишь о своей точке доступа

2.     Точка доступа должна в любой момент быть готова вызвать терминал, чтобы передать ему инструкции

3.    Из п.2.терминал должен быть готов принять инструкции от АР, а, следовательно, он  предварительно регистрируется в сети 

4.     Из п.2 и п.3 получается, что точка доступа должна знать о статусе терминала: выключен или включен.

5.    Из п.4 терминал должен предоставлять информацию по запросу от АР

6.    В случае если терминал выключен, необходимо запомнить сообщение, предназначенное для терминала, записать во внутреннюю память точки доступа

7.    При отсутствии сообщений от точки доступа терминал должен потреблять минимум электроэнергии, но он должен в любой момент быть готов выйти из состояния «sleep» (сна)  в состояние приема («power»).

8.    Если на территории находится несколько точек доступа, то они не должны мешать терминалам и вводить их в «заблуждение»

9.     В случае, когда в сети необходимо организовать связь не только с известным количеством терминалов, а продумать доступ к сети большего количества терминалов, надо организовать их доступ к физическим каналам без изменения всей системы

10. Терминал по окончанию выполнения полученных от точки доступа инструкций отправляет отчёт.

11. Для организации одновременной работы всех терминалов АР может организовать массовую рассылку инструкций(одинаковых) по широковещательному каналу

12. Трафик пульсирующий (сообщения содержат инструкции, а не передачу речи)

 

1.1 Разработка способа установления канала передачи сообщений (описание процедур гарантированной/негарантированной доставки адресных сообщений)

1.2.1. Определение и краткая характеристика возможных режимов работы терминалов радиосети. Определение и подробное обоснование задач, выполняемых терминалами в активном и пассивном состояниях(режимах).

Возможные режимы работы терминалов:

Активный режим

Этот режим характеризуется высоким потреблением электроэнергии, однако он является основным ,т.к. именно в этом режиме терминал «общается» с точкой доступа. Задачи выполняемые в этом режиме:

1.     Формирование запроса регистрации - если терминал впервые в этой радиосети, ему необходимо зарегистрироваться, иначе  точка доступа не сможет связаться с ним, потому что она о нем ничего не знает (ID)

2.     Прием инструкций  от АР – это сообщения в которых  имеются команды движения: влево, вправо, разворот, прямо и т.п.

3.     Отправка отчётов о выполнении инструкций  - могут быть либо положительные, либо отрицательные. В любом случае обо всех событиях, происходящих с терминалом, сообщается точке доступа

       Пассивный режим

Минимум потребления электроэнергии. Терминал можно сказать «спит», но все же в этом режиме выполняются некоторые функции, а именно:

1.     Обработка полученных инструкций с помощью встроенного ПО – перевод информации, полученной из сообщения, в команды для аппаратной части объекта управления

2.     Прослушивание канала – одна из важнейших задач, благодаря ей терминал узнает о точках доступа в области, их статусе, а так же оперативно узнают когда вызывает  их АР

1.2.2 Пояснение способа организации доступа к физическим каналам (организация множественного доступа).  

По заданию точка доступа передает сообщения(инструкции) терминалам. Поэтому именно АР организует соединение с терминалом или со всеми терминалами. Но для того, чтобы точка доступа смогла установить соединение  терминалу необходимо зарегистрироваться в сети. А так как терминалов несколько, то могут возникнуть коллизии при попытке одновременной регистрации, поэтому необходимо организовать конкурентный доступ к ФК для регистрации. Отсюда делаем вывод, что нужно использовать метод случайного доступа к физическому каналу. Я выбрал метод CSMA: терминал прослушивает канал и ,если он не занят, выбирает случайно время ожидания. По окончанию этого времени, если никто не начал передачу, терминал начинает передавать. Остальные терминалы ожидают

Пример регистрации терминала (Т1) на рис.1. Будем считать что АР не занята, а конкурентную борьбу выиграл первый терминал.

 

1.2.3 Разработка сценария соединения. Построение и подробное пояснение графических диаграмм состояний терминала, отражающих элементы разрабатываемого сценария. Пояснение решений устранения коллизий, возникающих в радиосети

Сценарий соединения запускает АР. Если у точки доступа есть сообщение с инструкциями для терминала, то она начинает процесс установки соединения. Основное условие перед установлением связи это то ,что терминал уже прошёл процесс регистрации. АР ставит флаг «занято» и начинает вызывать нужный терминал.  На запрос от точки доступа терминал «отвечает» «готов к приёму».Далее АР начинает передачу и по окончанию ждёт подтверждения о полном и безошибочном приёме сообщения от терминала. После этого терминал отправляет точке доступа отчёт о выполнении команды. Если команда не выполнена, терминал отправляет отчёт с «просьбой» либо повторить сообщение, либо изменить инструкции.  Этот сценарий отражён на диаграмме состояний терминала рис.2.

 

 

Используемая литература:

1.    Бакке А.В.   «Лекции по курсу ССПО»

    2.    Бакке А.В.   «Лекции по курсу СТССПО».