Тема Т1-N1 - "Передача данных с уведомлением о доставке" часть 2(исправленная)

Тема Т1-N1 - "Передача данных с уведомлением о доставке".

Выполнил: студент группы № 1110 Красовский П.А.

1.2.4. Анализ и пояснение видов служебных сообщений, передаваемых в составе сценария соединения: на основании каких событий формируются служебные сообщения, конечное назначение сообщений. Обоснование широковещательных параметров сети.

1.2.5. Обоснование способа контроля качества соединения (организация радиоизмерений) в рамках разрабатываемого сценария. Пояснение способа контроля качества соединения на произвольном примере.

1.2.6. Анализ задач, выполняемых на канальном уровне. Проработка структуры полей сообщений канального уровня.

1.2.7. Проработка примера, иллюстрирующего процедуру адресной доставки информационного сообщения узлам сети.

1.3. Обоснование и подробное описание задач, выполняемых на физическом уровне. Проработка вопросов, связанных с обеспечением синхронизации сетевых устройств на физическом уровне. Обоснование структуры полей пакета физического уровня.

Служебные сообщения связаны с необходимостью организации сети и с реализацией сценариев взаимодействия сети, таким образом служебные сообщения отличаются своими функциональными назначениями. Для отражения этого факта, в системах связи вводятся формальные критерия разделения каналов по функциональному назначению: формируются логические каналы связи.

В состав логических каналов такого типа входят общем случае:

1)FCCH ( frequency correction channel- канал F подстройки частоты), обеспечивающий подстройку частоты несущей в терминала Т.
2)BCCH (Broadcast Control Chanel)- широковещательный контрольный канал .
3)SCH (synchronization channel- канал S синхронизации), предназначенный для цикловой синхронизации терминал Т

4)RACH (Random Access Channel)-канал случайного доступа, предназначен для отправки запроса на получение канала для передачи данных.

5)AGCH (Access Channel)-канал разрешенного доступа, предназначен для отправки сигнала оповещения.

6)TCH-канал трафика, предназначен для передачи данных.
В моем случае входит только BCCH (Broadcast Control Chanel)- широковещательный контрольный канал.
Структура которого представленна на Рис.1

Рис.1 Структура ВССН

Процедура контроля качества соединения (радиоизмерение) осуществляется с помощью специальной службы, расположенной на физическом уровне – службы радиоизмерений. Радиоизмерения осуществляются с помощью специальной последовательности, включенной с помощью специальной последовательности в сообщения физического уровня.

В качестве такой последовательности выберем 11-и позиционный код Баркера.

Последовательность Ба́ркера — это числовая последовательность , где каждый элемент равен +1 или -1.

Коды Баркера обладают наилучшими среди известных псевдослучайных последовательностей свойствами шумоподобности, что и обусловило их широкое применение.

Существуют различные по длительности коды Баркера: 3, 4, 5, 7, 11 и 13 чипов, которые отличаются друг от друга коэффициентом уширения спектра. Для 11-и позиционного кода Баркера коэффициент уширения спектра 10,41 дБ.

Последовательность Баркера с 11 членами используется в цифровых системах передачи данных.

Рис 2. Использование технологии уширения спектра позволяет предавать данные на уровне естественного шума.

Суть радиоизмерений будет состоять в измерении уровня центрального пика и боковых лепестков автокорреляционной функции.

1.2.6. Анализ задач, выполняемых на канальном уровне. Проработка структуры полей сообщений канального уровня.

Канальный уровень отвечает за доставку кадров между устройствами, подключенными к одному сетевому сегменту. Кадры канального уровня не пересекают границ сетевого сегмента. Функции межсетевой маршрутизации и глобальной адресации осуществляются на более высоких уровнях модели OSI, что позволяет протоколам канального уровня сосредоточиться на локальной доставке и адресации.

Заголовок кадра содержит аппаратные адреса отправителя и получателя, что позволяет определить, какое устройство отправило кадр и какое устройство должно получить и обработать его. В отличие от иерархических и маршрутизируемых адресов, аппаратные адреса одноуровневые. Это означает, что никакая часть адреса не может указывать на принадлежность к какой либо логической или физической группе.

Когда устройства пытаются использовать среду одновременно, возникают коллизии кадров. Протоколы канального уровня выявляют такие случаи и обеспечивают механизмы для уменьшения их количества или же их предотвращения.

Многие протоколы канального уровня не имеют подтверждения о приёме кадра, некоторые протоколы даже не имеют контрольной суммы для проверки целостности кадра. В таких случаях протоколы более высокого уровня должны обеспечивать управление потоком данных, контроль ошибок, подтверждение доставки и ретрансляции утерянных данных.

Функции канального уровня:

1. Получение доступа к среде передачи. Обеспечение доступа — важнейшая функция канального уровня. Она требуется всегда, за исключением случаев, когда реализована полносвязная топология (например, два компьютера, соединенных через кроссовер, или компьютер со свичом в полнодуплексном режиме).

2. Выделение границ кадра. Эта задача также решается всегда. Среди возможных решений этой задачи — резервирование некоторой последовательности, обозначающей начало или конец кадра.

3. Аппаратная адресация (или адресация канального уровня). Требуется в том случае, когда кадр могут получить сразу несколько адресатов. В локальных сетях аппаратные адреса (MAC-адреса) применяются всегда.

4. Обеспечение достоверности принимаемых данных. Во время передачи кадра есть вероятность, что данные исказятся. Важно это обнаружить и не пытаться обработать кадр, содержащий ошибку. Обычно на канальном уровне используются алгоритмы контрольных сумм, дающие высокую гарантию обнаружения ошибок.

5. Адресация протокола верхнего уровня. В процессе декапсуляции указание формата вложенного PDU существенно упрощает обработку информации, поэтому чаще всего указывается протокол, находящийся в поле данных, за исключением тех случаев, когда в поле данных может находиться один-единственный протокол.

Канальный уровень подразделяется на 2 подуровня:

1. подуровень адресации и формирования всех видов сообщений (MAC)

2. подуровень управления доступом к физическому каналу связи (CAC)

MAC подуровень использует информацию о всех идентификаторах (таблицу маршрутизации) устройств, зарегистрированных в сети, за хранение которой отвечает информационная система. Это позволяет реализовать возможность службы адресации для передачи сообщений канальным уровнем. Также на МАС подуровне происходит формирование нескольких типов пакетов:

- пакет запроса или пакет широковещательной информации;

- пакет данных и пакет подтверждения правильного приема сообщения.

Также на канальном уровне необходимо учесть возможность обнаружения и коррекции ошибок. Надежность передачи обеспечивается в нашем случае путем фиксирования границ кадра, помещая специальную последовательность битов в его начало и конец, а затем добавляя к кадру контрольную сумму (CRC). Контрольная сумма вычисляется по некоторому алгоритму. На стороне получателя канальный уровень группирует биты, которые поступают с физического уровня, в кадры, затем снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой, переданной в кадре. Если значения совпадают, кадр считается правильным. Если значения контрольных сумм не совпадают, фиксируется ошибка, и формируется запрос на повторную передачу поврежденного кадра Эта процедура , также как и служба адресации реализовывается на MAC подуровне.САС подуровень реализует алгоритм доступа к каналу связи.

В рамках задания структура пакетов канального уровня будет выглядеть следующим образом :

Рис. 3 Структура пакета канального уровня

L1 – физический уровень. Формирует поток битов, представляющих собой кодовую комбинацию, состоящую из передаваемого Data_L2 сообщения длиной 247 битов, избыточных 8 битов и единственного нулевого бита.

L2 – канальный уровень. Основная транспортная единица радиосети. Содержит следующие поля: ADD – адрес получателя сообщения (7 бит), Data_L3 сообщение (228 бит) и CRC - контрольная сумма (12 бит).

L3 – уровень управления сценариями/радиоресурсами. На этом уровне закладывается функционал принятия решений. Сообщения этого уровня могут быть либо служебные, либо информационные. Конкретное описание каждого сообщения L3 уровня приведено ниже. Если размер сообщения больше, чем полеData_L3 L3 уровня, то сообщение разбивается на пакеты необходимого размера

1.2.7. Проработка примера, иллюстрирующего процедуру адресной доставки информационного сообщения узлам сети.

Для организации передачи данных в радиосети в модели имеется уровень управления сценариями/радиоресурсами L3. На этом уровне реализуются разнообразные правила взаимодействия ведущего и ведомых терминалов: осуществляется исполнение команд,поступающих от ведущего терминала, формируются запросы от ведомых терминалов,выясняется назначение полученных служебных сообщений и принимаются решения относительно их исполнения. Таким образом, на уровне L3 разработчиком радиосети закладываются всевозможные сценарии взаимодействия терминалов (Т)

В данной курсовой работе организованна сеть между двумя терминалами Т1 и Т2 . Исходя из этого можно проработать сценарий адресной доставки информационного сообщения. Способ состоит в том, что терминал Т1 отправит пакеты данных терминалу Т2, поскольку больше нет зарегистрированных в сети терминалов .

Рис.4 Иллюстрация работы физического уровня

L1 – физический, нижний уровень модели, необходимый непосредственно для передачи потока данных. Этот уровень реализует физическое соединение двух сетевых устройств по соединению точка- точка. В данной системе физический уровень предназначен для передачи потока данных от терминала к точке доступа и наоборот.

На физическом уровне должна быть обеспечена задача надежной передачи потока битов, поступающего с канального уровня. Любые технические решения, направленные на повышение достоверности приема битов, могут быть реализованы на физическом уровне.

Задачи, выполняемые на физическом уровне:

· Модуляция/демодуляция. Предназначена для переноса сигнала на заведомо известную несущую частоту и для дальнейшей передачи его по радиоканалу

· Кодирование / декодирование. Требуется для обнаружения и исправления ошибок, возникающих при передаче, путем добавления избыточности в информационную последовательность.

· Перемежение / деперемежение. Применяется для борьбы с замираниями и возникновением связанных с ними пакетов ошибок. Суть перемежения в том, что происходит перестановка символов кодированной последовательности до ее модуляции и восстановлении исходной последовательности после демодуляции.

· Синхронизация, необходима для того, чтобы передающий узел данных мог передать какой-то сигнал принимающему узлу, а принимающий узел знал, когда начать прием поступающих данных. Наиболее важным типом синхронизации для сети является частотная синхронизация. Она означает, что все генераторы сети работают с одинаковой частотой, скорость передачи цифровой информации равна скорости приема, в результате в системе связи нет потерь информации. Временная синхронизация или синхронизация по времени предусматривает, что все устройства в сети имеют единое время. Следует отметить, что временная синхронизация представляет собой совершенно независимую от частотной синхронизации задачу.

· Сборка/разборка пакетов. Этот блок осуществляет формирование пакетов канального уровня, а также выделение полей принятого сообщения.

· Проведение измерений уровня сигнала в сети. Проведение измерений играет ключевую роль в функционировании разрабатываемой сети. На основании данных измерений модуль управления принимает решение о выборе того или иного профиля работы системы.

Список используемой литературы:

1. Бакке А.В. «Лекции по курсу ССПО»

2. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.: Вильямс, 2003г.

3. http://omoled.ru/publications/view/379

4. http://omoled.ru/publications/view/565