1.3. Построение канального уровня системы (L2).

1.3.1. Описание назначения сервисов канального уровня исходя из контекста решаемых задач (п.1.2). Определение способа идентификации служебных и информационных сообщений, пояснение способа адресной и широковещательной доставки сообщений на канальном уровне. Пояснение организации доступа к ФК, решение проблемы коллизий при организации доступа к сети.

Канальный уровень (КУ) — второй уровень сетевой модели OSI. Он предназначен для передачи данных узлам, которые находятся в том же сегменте локальной сети. Также используется для обнаружения и, возможно, исправления ошибок, возникших на физическом уровне.

КУ формирует пакеты, выделяет пакеты из потока бит, осуществляет организацию доступа к физическому каналу связи. Производит адресацию сообщений.

На КУ реализуются следующие сервисы:

- сервис адресации;

- сервис проверки целостности.

Сервис адресации осуществляет адресную доставку сообщений. Для этого используются уникальные идентификационные номера Т и АР.

Сервис проверки целостности отвечает за проверку достоверности принимаемых сообщений канального уровня на основе алгоритма расчета контрольных сумм CRC.


1.6.2. Выделение типов логических каналов связи (ЛКС), используемых на канальном уровне. Краткое пояснение назначения сообщений, передаваемых по каждому ЛКС (в соответствии с п.1.5.6.). Способы обеспечения достоверности принимаемых сообщений в каждом ЛКС.

АР передает всем терминалам ШВС. Для передачи этой информации необходимо организовать широковещательный канал BCCH. После нахождения ШВС Т фиксирует в информационной системе (ИС), что он в сети, и что оставить заявку на передачу нужно в обозначенный интервал. Также широковещательное сообщение будет использоваться для проведения процедуры регистрации. Инициатором проведения регистрации является АР. Процедура регистрации осуществляется следующим образом: активные терминалы, получив ШВС, осуществляют подтверждение о том, что они активны, и эти сведения заносятся в ИС АР. Такая процедура периодически повторяется. Подтверждение наличия терминалов в сети осуществляет в тот интервал времени, который определен ШРВИ.  В случае, если Т принял ШВС с ошибками, то он продолжает поиск интервала, в котором передается ШВС, и, далее, осуществляет прием этого сообщения.

 После проведения процедуры регистрации может осуществляется передача терминалам команд управления. Для передачи команд управления датчиком АР вызывает нужный Т в определенный срок. Для команд управления датчиками требуется гарантированная доставка. Для этого в системе следует предусмотреть автоматический запрос повторной передачи (англ. Architectural Research Quarterly – ARQ). В проектируемой системе будет использоваться так называемая ARQ с остановками. АР перед началом очередной передачи ожидает подтверждения об успешном приеме предыдущей. Если передаваемое сообщение принято с ошибкой, то Т передает отрицательное подтверждение приема (NAK); АР повторяет передачу ошибочно принятого сообщения и только после этого передает следующий по очередности сообщение. Если АР приняла с ошибками сообщение подтверждения, то АР повторяет передачу не подтвержденного сообщения.

  При поступлении на АР команды на изменение параметров датчика, АР передает сообщение Т, зафиксированному за датчиком, с командой изменение. При отсутствии сообщения для АР Т, в закрепленное за ним время, передает информацию о своей работоспособности.

  При поступлении на АР заявки от Т осуществляется резервирование КС, в этот момент в ИС АР в журнале активных терминалов ставится флаг, что этот канал, закрепленный за этим терминалом, занят. Номер этого канала соответствует номеру интервала закрепленного за этим терминалом в ШРВИ.


1.6.3. Вычисление долевой оценки пропускной способности ЛКС, оценка полного трафика системы. Составление сводной таблицы ЛКС с указанием наименования, назначения и типа КС.

ЛКС, используемые в радиосети, изображены в таблице на Рис.12


                                                       Рис.12. ЛКС, используемые в радиосети.


Т1 - широковещательная информация;

Т2 - команды управления;

Т3 - заявки терминалов;

Т4 – данные.

Пусть пропускная способность всей системы равна: Т1+ Т2 + Т3 + Т4 = 100%.


1.3.4. Пояснение структуры сообщения (пакета) канального уровня: описание предполагаемых видов пакетов и необходимых полей.

  1. Канал BCCH (Рис. 13)

                                                              Рис.13. Структура канала BCCH

Type – поле, указывающее на тип сообщения. Так как в разрабатываемой системе используется 6 разных логических каналов, то для описания этого поля хватит 3 битов. При этом комбинации 000 и 111 будут указывать на служебные и информационные сообщения соответственно. Для BCCH установим комбинацию 001.

Адрес АР – поле, содержащее SSID АР, которая совершает рассылку широковещательной информации. Для определения именно широковещательного характера данного сообщения поле Адрес Т заполняется комбинацией из 7 нулей.

В поле Data содержится назначение данного сообщения, в случае если необходимо обращение сразу ко всем Т сети.

Поле CRC - предназначено для проверки достоверности принятого сообщения и содержит 16 битов.

Fill – поле, необходимое для выравнивания всех сообщений канального уровня – приведения к одной длине для упрощения их обработки на физическом уровне.


2.    Канал RACH (Рис.14)


                                                Рис.14. Структура канала RACH.


Type – 010

Адрес Т – поле, содержащее уникальный идентификатор Т.

Data – указывает время занятия канала.


3.     Канал FAACH (Рис.15)



                                              Рис.15. Структура канала FAACH.

Type – 101. По этому каналу АР будет доставлять команды управления на Т.


4.     Канал TCH (Рис.16).


                                               Рис.16. Структура канала TCH.


Type – 110; 

Адрес Т – идентификатор терминала; 

N – номер пакета для осуществления повторной передачи пакета и правильной сборки данных на приемной стороне.

В поле Data непосредственно содержится передаваемая информация.



1.3.5. Рассмотрение примера обработки терминалом произвольного служебного сообщения: пояснение последовательности действий, выполняемых терминалом по факту приема сообщения.


Служебная информация может быть двух видов: широковещательной (передается по каналу BCCH всем пользователям сети) и адресной (передается по каналам FAAC конкретному Т). Примерами адресной служебной информации могут быть команды АР уменьшить мощность или оповещение Т о наличии сообщений для него.

Поэтому при декодировании принятого сообщения Т выполняет следующую последовательность действий:

Определяет тип сообщения (служебное или информационное) и к какому каналу оно относится с помощью информации, содержащейся в заголовке сообщения (поле Type).

Т выделяет из заголовка адресную часть

Проверяет достоверность переданной информации, вычисляя контрольную сумму и сравнивая ее с полученным на передающей стороне значением (поле CRC);

Выделяет информационную часть, в которой содержится назначение сообщения;

Формирует и передает ответ по каналам ТCH.



1.4. Краткое обоснование состава иерархических моделей выделенного узла сети и терминала в соответствии с рекомендациями OSI на основании п.1.2 и п.1.3. Определение и краткое пояснение основных видов служебных сообщений с указанием служб источников и получателей сообщения. Пояснение процесса формирования и обработки сообщений трафика и подсистемы управления в виде обобщения материала п.1.2 и п.1.3.


                Рис.17. Модель OSI персональной сети радиодоступа.


Верхние уровни объединены в один Уровень принятия решений, который на основе данных, полученных с нижних уровней, принимает решения о дальнейших действиях системы. 

На данном уровне решаются задачи:

- регистрации Т;

- анализ сообщений от Т;

- выбор профиля системы;

- выделение канального ресурса;

- управление мощностью.


К функциям канального уровня относятся:

- упаковка информации в кадры определенной длины;

- формирование контрольных сумм и их проверка;

- формирование подтверждений о приеме кадров;

- организация логических каналов;

- обеспечение множественного доступа к каналам;

- повторная передача неподтвержденных кадров.


Канальный уровень подразделяется на два подуровня – контроля доступа к физической среде (MAC-подуровень) и управления логическим соединением (LLC-подуровень).

На физическом уровне происходят процессы, необходимые для передачи потока битов по заданному каналу связи с необходимым качеством. 

К ним относятся:

- модуляция;

- кодирование;

- перемежение;

- синхронизация;

- сборка пакетов.



Список используемой литературы:

  1. В. А. ГригорьевО. И. ЛагутенкоЮ. А. Распаев - "Сети и системы радиодоступа".
  2. Бакке А.В. - "Лекции по курсу ССПО".
  3. Джон Парк, Стив Маккей - "Сбор данных в системах контроля и управления"