Данное соединение представляет собой группу работающих в соответствии со стандартом 802.11 терминалов, связывающихся непосредственно один с другим.  также называют специ­альной, или неплановой (ad-hoc), сетью, потому что она по сути представляет собой простую одноранговую

Ad-hoc, возникает, ко­гда отдельные терминалы формируют самоподдерживаюшуюся сеть без использо­вания отдельной точки доступа. При создании таких сетей не разрабатывают какие-либо карты места их развертывания и предварительные планы, поэтому они обычно невелики и имеют ограниченную протяженность, достаточную для передачи совместно используемых данных при возникновении такой необходимости..Терминалы непосредственно устанавливают соединения друг с другом, в результате чего создается только одна базовая зона обслужи­вания (BSS), не имеющая интерфейса для подключения к проводной локальной сети.

Поскольку в Ad-hoc отсутствует точка доступа, распределение времени (timing) осу­ществляется нецентрализованно. Терминал, начинающий передачу , задает сиг­нальный (его еще называют маячковый) интервал (beacon interval) для создания набо­ра моментов времени передачи маячкового сигнала (set of target beacon transmission time, TBTT). Когда завершается TBTT,каждый терминал Ad-hoc   выполняет следующее.

•                     Приостанавливает все несработавшие таймеры задержки (backoff timer) из пре­дыдущего ТВТТ.

•                     Определяет новую случайную задержку.

•                     Если маячковый сигнал поступает до окончания случайной задержки, возоб­новляет работу приостановленных таймеров задержки. Если никакой маячковый сигнал не поступает до окончания случайной задержки, посылает маячко- вый сигнал и возобновляет работу приостановленных таймеров задержки.

•                     Вы видите, что распределение времени для передачи маячковых сигналов осущест­вляется в сети не точкой доступа и не каким-то одним из терминалов. Поскольку такой схеме связи присуща проблема скрытого узла, вполне возможно, что в течение сигнального интервала будет передано множество маячковых сигналов от разных терминаловов и другиетерминалыы получат множество маячковых сигналов. Однако стандарт вполне допускает такую ситуацию и никаких проблем не возникает, по­скольку терминалыы ожидают приема только первого маячкового сигнала, относящегося к их собственному таймеру случайной задержки.

•                     В маячковые сигналы встроена функция синхронизации таймера (timer synchroniza­tionfunction, TSF). Каждый терминал сравнивает TSF в маячковом сигнале со своим соб­ственным таймером и, если полученное значение больше, считает, что часы передающей станции идут быстрее и подстраивает свой собственный таймер в соответствии с полу­ченным значением. Это имеет долговременный эффект синхронизации работы всей не­плановой сети по клиенту с самым быстрым таймером. В больших распределенных не­плановых сетях, когда многие терминалы не могут связываться напрямую, может понадо­биться некоторое время для достижения синхронизации всех терминалов.

Основное достоинство данной топологии - простота организа­ции: не требуется дополнительного оборудования (точки доступа), поэтому она применяется для создания временных сетей для пе­редачи данных.

Недостатком является тот факт, что такая топология позволя­ет устанавливать соединение на скорости не более 11 Мбит/с, не­зависимо от используемого оборудования. Реальная скорость об­мена данными будет ниже и составит не более 11/N Мбит/с, где N- число устройств в сети. Дальность связи составляет не более ста метров, а скорость передачи данных быстро падает с увеличением расстояния.

1.2. 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).

Абонентские терминалы могут находиться в активном или пассивном режиме.

Пассивный режим работы связан с тем, что терминалы не выполняют никаких задач, то сеть находится в режиме пониженного энергопотребления.

Активный режим характеризуется необходимостью приема или передачи информации.

 Задачи терминала:

·        Приём и обработка сигналов и запросов от другого терминала

·        Приём/передача пакетов

·        Формирование запросов на повторную передачу

Активный режим:..

          Прослушивание канала (получение информации о сети);

Терминал, которому требуется передать данные, необходимо проверить на занятость - прослушивание канала. Тем самым терминал получает всю необходимую информацию для работы

·         Формирование запроса на регистрацию и предоставление канала;

·         Формирование сообщений на передачу и отчета о доставке

·         Проведение измерений (измеряется уровень качества сигнала и сравнивается с установленным пороговым значением и в зависимости от этого выбирается необходимый профиль функционирования в сети. Измерения проводятся с целью улучшения качества передачи данных);

·         Синхронизация с сетью;

·         Преобразование данных(модуляция/демодуляция, кодирования/декодирование);

Модуляция необходима для переноса сигнала на радиочастоту. Кодирование необходимо для того, чтобы делать процесс детектирования менее подверженным ошибкам.

·         Переход в режим энергосбережения;

При получении отчета о доставке терминал переходит в спящий режим, т.е. переходит в режим пониженного энергопотребления. 

Пассивный режим:

Терминал, который находится в спящем режиме и не отвечает, признается  неактивным.

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

CSMA/CA – (Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance) - множественный доступ с контролем несущей и избежанием коллизий. Терминал перед посылкой информации проверяет, нет ли информации в среде передачи, и после этого ждет интервал безопасности от конфликта (interframe gap). Если в этот момент не возникнет передача от другого терминала, то терминал ждет случайное время и захватывает среду. Это предотвращает возможность одновременного занятия, поскольку, если в этот момент два терминала "пробуют" свободность, то случайное время начала передачи позволяет им разнести передачи по времени. Далее процесс идет согласно обычному алгоритму. Если приемник получает подтверждение в течение заданного времени, то передача прошла успешно. Если подтверждение не получено, терминал увеличивает свой параметр задержки и время интервала безопасности.

CSMA/CA пытается избежать коллизий путём использования явного подтверждения пакета (ACK), что означает, что принимающий терминал посылает ACK пакет для подтверждения того, что пакет получен неповреждённым.

   CSMA/CA работает следующим образом. Терминал, желающий передавать, тестирует канал, и если не обнаружено активности, терминал ожидает в течение некоторого случайного промежутка времени, а затем передаёт, если среда передачи данных всё ещё свободна. Если пакет приходит целым, принимающий терминал посылает пакет ACK, по приёме которого отправителем завершается процесс передачи. Если передающий терминал не получил пакет ACK, в силу того, что не был получен пакет данных, или пришёл повреждённый ACK, делается предположение, что произошла коллизия, и пакет данных передаётся снова через случайный промежуток времени.

   Для определения того, является ли канал свободным, используется алгоритм оценки чистоты канала (Channel Clearance Algorithm, CCA). Его суть заключается в измерении сигнала и определения мощности сигнала (RSSI). Если мощность принятого сигнала ниже определённого порога, то канал объявляется свободным, и MAC уровень получает статус CTS. Если мощность выше порогового значения, передача данных задерживается в соответствии с правилами протокола. Стандарт предоставляет ещё одну возможность определения незанятости канала, которая может использоваться либо отдельно, либо вместе с измерением RSSI – метод проверки несущей. Этот метод является более выборочным, так как с его помощью производится проверка на тот же тип несущей, что и по спецификации 802.11. Наилучший метод для использования зависит от того, каков уровень помех в рабочей области.  

 Вывод:

•                     Прежде чем участник начнет говорить, он должен сообщить, насколько дли­тельной будет его речь. Это сообщение дает потенциальным выступающим представление о том, как долго им придется ждать возможности говорить.

•                     Участники не могут говорить до тех пор, пока не истечет время, зарезервиро­ванное предыдущим участником для своей речи.

•                     Участники не знают, услышан ли их голос, когда они говорят, до тех пор, пока они не получат подтверждение по окончании речи.

•                     Если два участника начали говорить одновременно, они не знают о том, что пыта­ются перекричать друг друга. Говорящие определяют, что они говорят одновремен­но, по тому факту, что не получают подтверждения того, что их речь услышана.

•                     Участники выжидают некоторое неопределенное (случайное) время и снова пы­таются говорить, если не получают подтверждения того, что были услышаны.

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.

Теперь рассмотрим сам сценарий взаимодействия двух терминалов Т1 и Т2

Рис 2.

Сначала Т1 прослушивает канал, тем самым он узнает всю необходимую информацию для работы.Если канал оказался занятым, то терминал продолжает прослушивать канал.На этапе измерения качества измеряется уровень качества сигнала и сравнивается с установленным пороговым значением и в зависимости от этого выбирается необходимый профиль функционирования в сети.Далее идет "команда" .Это служебное сообщение, которое является для Т2 знаком того, что Т1 сейчас будет передавать сообщение. Также в нем содержится код частоты и времени (для синхронизации) под которые должен подстроиться Т2 

Вторым шагом является подтверждение от Т2 о том, что он настроился на частоту и подстроил время. Также необходимо для того, чтобы Т2 убедился, что команда дошла до ведомого устройства.

Следующим шагом является передача заранее подготовленного сообщения. Причем при передаче этого сообщения осуществляется пакетная синхронизация (сообщение разбивается на пакеты, каждый из которых обрамляется байтами синхронизации. После передачи сообщения отправляется подтверждение об успешной передаче сообщения. При передаче этого сообщения осуществляется пакетная синхронизация (сообщение разбивается на пакеты, каждый из которых ограничивается байтами синхронизации («флагами»)).После окончания передачи оба терминала переходят в спящий режим.

Так же возможен вариант когда пользователь терминала Т2 отправит сообщение терминалу Т1,в этом случае схема примет вид:

Рис 3.

На первом шаге Т2 также прослушивает канал. Шлет запрос о передаче сообщения, который также включает в себя информацию о типе данных и алгоритме обработки.

Т1 формирует сообщение-команду, состоящее из кода времени и частоты, на которые настраивается Т2.

Далее Т2 передает сообщение, по структуре схожее с предыдущим случаем.

Из преимуществ можно отметить снижение энергопотребления терминалами, так как если нет исходящих сообщений, то они находятся в режиме ожидания.

Уведомление о доставке будет реализовано с помощью:

 Старт-стопный, или передача с остановкой и ожиданием. Этот запрос подходит для коротких сооединений.

Первый тип стратегии ARQ прост в реализации, однако предполагает низкую загрузку канала связи. Он подходит для коротких соединений со средними скоростями передачи данных. Передатчик отсылает блок данных и ждет его подтверждения. Если приемник на основе CRC-блока и вычисления синдрома принимает решение о том, что принятая последовательность является кодовым словом, то он отправляет сообщение АСК. Тогда передатчик посылает следующий блок данных. В случае ошибочного приема блока данных на передатчик посылается сообщение NAK, и он повторяет передачу последнего блока данных. Повторная передача может происходить несколько раз. 

Используемая литература:

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

2. Бакке А.В.   «Лекции по курсу ОТССПО»;

3.http://omoled.ru/publications/view/369

4.http://omoled.ru/publications/view/395

5,http://omoled.ru/publications/view/291

6.Р. Л.СМЕЛЯНСКИЙ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ ТОМ 1 СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

7.Педжман Рошан, Джонатан Лиэри.  Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11