пункты 1.4-1.6 КП
1.4 Построение иерархической модели.
1 Физический уровень.
Назначение: Физический уровень PHY определяет правила электронных и
конструктивных соединений двух сетевых устройств по соединению точка- точка.
Физический уровень определяет следующие параметры системы:
- вид модуляции. система должна работать в узкой полосе частот, а так же
иметь высокую достоверность при как можно меньшей затрачиваемой мощности. С
учётом того, чтоне требуется высокая
скорость, нам вполне подходит простая и надёжная QPSK.
-параметры синхронизации. Для битовой синхронизации в приёмнике необходима
ФАПЧ с обратной связью по решению, которая хорошо работает с PSKсигналами. Тактовая
синхронизация будет выполняться методом извлечения таймерного сигнала из
принимаемой информации.
-устранение интерференции. Для этого будем использовать разнесённый в
пространстве приём, т е на приёмниках точек сбора и подвижной станции будет
устанавливаться несколько антенн и устройства оптимального весового
суммирования.
-вид помехоустойчивого кодера. В системе будет использоваться свёрточное
кодирование.
-параметры перемежения/деперемежения
- активация и дезактивация радиотрансиверов
- LQI(Индикация качества канала). LQI позволит использовать несколько профилей функционирования
системы
- оценка CCA (Сlear Сhannel Assessment- Детектирование незанятости канала)
2 Канальный уровень.
Назначение: надёжная доставка пакетов между
оконечным устройством и точкой сбора данных и между точками сбора данных и подвижной
станции.
Канальный уровень подразделяется на 2 подуровня: подуровень управления доступа к среде (УДС) и подуровень MAC.
Подуровень управления доступа к среде определяет
механизм доступа. Выберем вид доступа. Частотное разделение отпадает сразу,
ввиду условия ТЗ. Временное разделение чересчур сложно для такой системы.
Поэтому, считаю, что имеющийся канальный ресурс не стоит делить, а
предоставлять его в полном объёме каждому КУпо очереди. Точка сбора отправляет сигнал запроса данных всем КУ- маяк,
после чего между ними начинается конкурентный доступ за канал по алгоритму CSMA. Каждое устройство загадывает число, отсчитав
которое проверяет канал на предмет занятости. Если канал свободен, то
устройство начинает передачу данных. Успешный приём кадров данных подтверждается отправкой пакета подтверждения. После получения подтверждения КУ переходит в спящий режим и
больше не реагирует на маяки в формате текущего мультикадра. Либо кадр ошибки в передаче, получив который, КУ
пытается передать данные заново на равных условия по CSMA

рис 1. структура мультикадра
Если отправитель в течение определенного времени не получает подтверждения,
он считает, что передача не удалась и пытается повторить пересылку кадра. Если
подтверждение не приходит после нескольких попыток передачи, отправитель может
либо завершить сессию, либо попытаться еще раз. Период времени от начала i-ого сбора данных, до i+1 –ого называется
мультикадром.Мультикадр ограничен
сетевыми маяками, посланными координатором и содержит N равных по длительности временных доменов, где N-число КУ. Мультикадр может содержать активную и
пассивную секции. В неактивный период координатор может перейти в режим
экономного расходования питания. Кадр-маяк передается в первом домене каждого
суперкадра. Любое устройство, желающее осуществлять обмен в период CAP (Contention Access Period) между
двумя маяками, конкурирует за это право с другими устройствами, использующими
доменный механизм CSMА. Все обмены завершаются до момента следующего сетевого
маяка. Кадры подтверждения или меток посылаются без привлечения механизма CSMA.
Подуровень MACотвечает за адресацию и формирование кадров всех видов
сообщений. Каждому датчику присваивается свой уникальный ID. Точка сбора хранит в своей базе
данных все ID «своих»
датчиков, обрабатывает пакеты только от этих устройств.Каждый датчик знает IDсвоей точки,
который она указывает в маяках и кадрах подтверждения/ошибки.
Форматы кадров системы.

рис 2. структура кадра- маяка

рис 3. структура кадра подтверждения\ошибки
поле «управление» несёт информацию о виде кадра.

рис 4. структура кадра данных.
Третий уровень.
Третий уровень- это уровень принятия решений. (УПР)
Здесь располагаются
сервисы, реализующие алгоритмы функционирования системы, проводится анализ
данных и принимаются решения.
Сетевой
уровень
О необходимости этого уровня стоит задуматься. Он
служит для образования единой транспортной системы, объединения нескольких
сетей. Задачи: доставка пакета к любому узлу, маршрутизация. В нашей системе
пакеты доставляются только от конечных устройств к точкой сбора данных, и
только от этих точек к ПС. Передача пакетов между КУ, а также между точками
сбора, не предусмотрена. Фактически у нас существует два вида сетей, с
топологией звезда. Одна существует постоянно, другая появляется по запросу ПС.
Пакеты передаются только внутри этих сетей по связям точка-точка. В этом случае
за адресную доставку пакетов отвечает канальный уровень. Таким образом, делаем
вывод, что данный уровень в системе не требуется.
Транспортный
уровень
средства транспортного уровня представляют
собой функциональную надстройку над сетевым уровнем и решают две основных
задачи:
-обеспечение доставки данных между конкретными
программами, функционирующими, в общем случае, на разных узлах сети;
-обеспечение гарантированной доставки массивов
данных произвольного размера.
В устройствах нашей сети не предусмотрено различных
приложений, да они и не нужны.
Принцип гарантированной доставки основан на том, что
передающее устройство всегда «знает», были ли доставлены данные получателю или
нет. Это обеспечивается тем, что принимающее устройство подтверждает успешный
прием данных. Если передающее устройство не получает подтверждения, оно
пытается произвести повторную передачу. Режим передачи с гарантией доставки
имеет существенный недостаток – сеть дополнительно загружается
пакетами-подтверждениями. Это может оказаться принципиальной проблемой на
каналах с низкой производительностью. Поэтому при широковещательной рассылке, а
также для передачи небольших порций данных, если нет необходимости в
подтверждении, используется режим передачи с негарантированной доставкой. В
данной системе, считаю нужно реализовать принцип гарантированной доставки, но в рамках канального уровня. Поэтому считаю транспортный уровень лишним,
его программная реализация приведёт к усложнению (подорожанию) КУ.
Все оставшиеся нужные функции сети, такие как
статистика работы сети, взаимодействие с базами данных, взаимодействие с
периферийными устройствами и т. п. доверим прикладному уровню. Таким образом,
иерархическая модель системы имеет вид:

рис 5.
1.5 Возможны следующие режимы работы абонентских
терминалов:
- период экономии энергии
- после получения маяка от точки начинается период
конкурентной борьбы. КУ загадывают числа, отсчитав которые проверяют канал
- канал свободен- начинается передача
-канал занят- ещё один отсчёт

рис 6. диаграмма
состояний терминала
1.6 Сценарий взаимодействия КУ с точкой накопления:
Когда сетевое устройство
хочет передать данные точке сбора с поддержкой кадров-маяков, оно сначала
пытается детектировать кадр-маяк. Когда маяк обнаружен, устройство
синхронизуется со структурой суперкадра. В соответствующий момент времени,
устройство передает свой информационный кадр, используя алгоритм CSMA-CA, точке
сбора. Точка подтверждает успешную доставку путем посылки кадра подтверждения.
Данная последовательность действий отображена на рис. 7.

Рис 7.
Точка постоянно имеет
доступ к каналу, маяки посылаются без CSMA.Взаимодействие подвижной станции и точки имеет диаграмму, подобную рис 7.
.