1.7. и 1.8. являются большими в объёме, поэтому чтобы не терять времени, представляю вниманию п.1.7.
1.7. Построение канального уровня системы.
1.7.1. Определение способов адресной доставки сообщений канального уровня. Обоснование способа назначения идентификаторов сетевым устройствам системы и определение их параметров.
  При построении иерархической модели уже отмечалось отсутствие сетевого уровня, где любой адрес уровня состоит из адреса сети и адреса узла внутри сети. Протокол маршрутизации отсутствует. Значит, при наличии только одной сети системе достаточно будет знать информацию о каждом объекте, и занести её в регистр памяти (идентификатор радиомаяка и узла сбора данных). Надёжная доставка предоставляется канальным уровнем. При совместном использовании объектов широковещательного канала MACпризван координировать передачу кадров многих участников.
  «Каждый радиомаяк и каждый узел сбора данных имеет идентификатор. Для радиомаяка он содержит информацию необходимую для подтверждения работы в данной вычислительной сети. Для узлов идентификатор требуется, чтобы уже вычислительный центр “знал” какую контрольную точку прошли участники.Для регистрации всех участников соревнований в центре сбора данных в начале производится сбор информации о каждом участнике (отправка соответствующего идентификатора).» статья 1, п 1.2.
1.7.2. Обоснование необходимости управления потоком сообщений. Оценка возможности применения ARQ.
  В разрабатываемой системы пакеты доставляются от радиомаяков к узлу сбора данных и затем поступают в центр сбора информации. При передаче пакетов от маяков к узлам осуществляется соединение типа “звезда“, а при передаче от узла в центр - соединение“точка-точка“. Пакеты передаются только в одной сети, без определения выгодного маршрута для передачи. Однако управление потоком сообщений необходимо! Узлы обладают буферами для хранения кадров ограниченного размера. Это потенциальная проблема (вспомним систему Bluetooth), так как кадры могут поступать на получающий узел быстрее, чем этот узел способен их обрабатывать. Без управления потоком буфер может переполниться, и кадры будут потеряны. Протокол канального уровня может обеспечить управление потоком с целью предотвращения данной ситуации.
  ARQ– автоматический повтор запрос (механизм контроля ошибок при передаче данных). Механизм функционирует на канальном уровне. Применение ARQ достаточно важно, т.к. идея этого метода заключается в том, что радиомаяк ожидает от узла сбора подтверждения успешного приёма предыдущего блока данных, перед тем как начать передачу следующего. 
Тем более систему с ARQможно изменить - сделать непрерывный запрос ARQ с возвратом (при этом подходе будет осуществляться обратная передача с указанием кадра, который содержит ошибку).
1.7.3. Обеспечение (оценка) достоверности принимаемых сообщений.
  Итак, для контроля за ошибками можно использовать метод непрерывного запроса ARQс возвратом. Узел записывает все получаемые кадры по порядку в буфер памяти, а затем отвечает, что такой-то кадр содержит ошибку. Сохраняя все остальные кадры в буфере, узел передаёт “неподтверждение приёма”. Маяк повторно передаёт кадр, содержавший ошибку. Заложено две попытки перезапроса, не учитывая первую ”неудачу” приёма, чтобы в дальнейшем узел всё-таки смог начать обрабатывать информацию. Как говорится «семеро одного не ждут». В самом плохом случае узел должен будет передать центру сбора эту информацию, где в журнале активных устройств (рисунок 5, статья 1) будет сделана соответствующая запись.
  Каждый пакет данных снабжается контрольной суммой CRC, что гарантирует обнаружение ошибочных кадров при приёме. Алгоритма CRC, по определению, базируется на свойствах деления с остатком двоичных многочленов. Узел сбора рассчитывает контрольную сумму по полям принятого пакета и сравнивает полученное значение со значением, содержащимся в самом пакете. Если значение CRC совпадают, то пакет считается неповреждённым.
1.7.4. Обоснование логических каналов связи (ЛКС), используемых на канальном уровне. Пояснение основных видов сообщений. Таблица ЛКС с указанием типа и назначения КС.
  Проектируемая система сбора данных имеет один общий физический канал (рисунок 3, 2 статья). Для разных режимов работы необходимо несколько логических каналов.
Когда узел сбора “не знает” о нахождении в его зоне радиомаяка требуется канал случайного доступа RACH, по которому терминал осуществляет заявку на регистрацию (статья 1, Aloha).
Получение информации о сети происходит с помощью BCCH(канал широковещательной несущей), где содержится идентификатор сети, позволяющий терминалу определить свою принадлежность к ней.
Синхронизация осуществляется при помощи использования канала SCH(Synchronization Channel).
Процедура авторизации (рисунок 5, статья 1) происходит по каналу RACHс использованием логического канала ACH, определяющий подлинность радиомаяка объекта.
Передача телеметрических данных происходит по каналу трафика TCH. В обратном направлении канала центр сбора данных оповещает о правильности переданных данных без потерь.
Таблица 1. Наименование ЛКС и назначение
Обозначение
Наименование
Назначение
Тип
RACH
канал случайного доступа
регистрация радиомаяка
↑ R
BCCH
канал общей информации
идентификатор сети
↓ F
SCH
канал синхронизации
синхронизация
↓ F
ACH
канал авторизации
процесс авторизации
↓↑F R
TCH
канал трафика
обмен данными
↓↑F R
Достоверность принимаемых сообщений:
Информация в широковещательном канале BCCH и канале синхронизации SCH не кодируется, достоверность будет достигаться за счёт многократных передач.
Важное требование предъявляется к каналу трафика TCH при передаче данных. В курсовом проекте указана вероятность битовой ошибки, однако в условиях многолучёвости и замираний будет необходимо использовать избыточность в виде кодирования для получения верного значения Pb. Эффективным методом кодирования в данной системе является блочное кодирование. Блоковый код состоит из набора векторов фиксированной длины, называемыми кодовыми словами. Длина кодового слова - это число элементов в векторах.
Помехоустойчивые требования могут предъявляться и к каналу авторизации ACH. По причине передачи меньшего объёма данных, но не столь маловажных для регистрации радиомаяка возможно кодирование с меньшей избыточностью.
Пропускная способность это оценка скорости передачи данных по ЛКС.
Оценка пропускной способности ЛКС:
RACH– заявки на регистрацию не кодируются, поэтому не имеют контрольной суммы;
BCCH– идентификатор сети; сообщение опроса: поле управления FC – 2 бита, номер радиомаяка ID– 6 бит (2^6=64 участника), метка подтверждения кадра терминала - 3 бита, "знание" о периоде времени между сбором данных - 3 бита, поле CRC - 6 бит, получается: 20 бит;
SCH–защитный интервал FL - 3 бита, номер радиомаяка ID– 6 бит,  поле управления FC – 2 бита, номер принятого пакета узлом сбора - 3 бита, поле CRC - 6 бит, в сумме 20 бит;
ACH– процесс авторизации предусматривает передачу данных с защитой несанкционированного использования центра сбора. Если предположить, что блок данных 32 бита, то добавив 6 бит из поля CRC, получится 38 бит;
Расчёт основного трафика TCH:
Исходя из понятия «трафик – объём информации, передаваемой по сети за определённый период времени», следует, что трафик определяется как блок данных Dataподуровня MAC. Защитный интервал FL - 3 бита, номер радиомаяка ID– 6 бит, номер передаваемого пакета - 3 бита, блок данных - 32 бита, поле СRС  – 6 бит. Таким образом, при осуществлении соединения, радиомаяк передаёт трафик узлу сбора 50 бит.
  В итоге можно сказать, что пропускная способность физического канала делится между каналами для передачи и для канала TCH предоставляется основная часть (около 90%), остальная пропускная способность это служебные каналы.
Установим скорость работы с последовательным портом радиомодема в режиме передачи данных. Достаточной скоростью будет 32 кбит/с, используемая как для передачи данных, так и в режиме конфигурирования. Обеспечение достоверности принимаемых сообщений означает увеличение числа бит сообщения каждого канала из-за избыточной информации.
Блочный кодер обозначается (n,k), где n - блоковая длина кодового слова, а 2^k - количество кодовых слов.Отношение R=n/k - скорость кодирования и характеризует меру избыточности. Тогда можно оценить пропускную способность вводимых ЛКС, приблизительно учитывая скорость кодирования. Например, при R=1/3 для BCCH потребуется 28 бит, SCH - 27 бит, ACH - 51 бит и TCH - 64 бит.
1.7.5. Пояснение способа организации доступа к физическому каналу. Управление профилями.
  Существует два типа доступа к физическому каналу: с коллизиями и без. Доступ к физическому каналу осуществляется на основании решения узла сбора данных. В канале RACH возможно возникновение коллизий, где подаются заявки для регистрации и, если терминал ещё не находится в зоне обслуживания, то узел сбора не в состоянии контролировать использование канала. Используется алгоритм Aloha.Алгоритм предоставляет радиомаякам генерирование задержки с определённой длительностью. По истечению указанного времени повторяется заявка регистрации. Когда узел определится с нахождением в его зоне радиопокрытия маяков, канальный ресурс для передачи данных распределяется по принципу временного разделения канала TDMA.
  Управление профилями физического уровня предоставляется также узлам сбора. Речь идёт о профилях работы, а точнее режимах, которые были подробно расписаны в статье 1 п.1.1.,организация различных профилей функционирования. По запросу центра сбора информации из регистров режимы работы может быть изменён профиль физического уровня.
1.7.6. Пояснение структуры сообщения (пакета) канального уровня.
  Во 2 статье уже рассматривалось, какие пакеты используются на канальном уровне (MAC-подуровень), теперь следует пояснить структуру каждого в отдельности.
Рисунок 2. Пакет опроса MAC
Главными элементами пакета является IDмаяка и метка подтверждения кадра, которая указывает на временной отрезок, в котором радиомаяк будет способен передать телеметрические данные.
Период времени между сбором данных был введён целенаправленно, чтобы осуществить возможность повторного запроса при возникновении ошибки в передаче.
Рисунок 3. Пакет данных MAC
Защитный интервал важно применять в тех пакетах, когда возможно их наложение в ходе передачи. Поле блока данных включает уровень принятия решения, на результате которого делается вывод о правильности и целостности принятия данных без искажений.
Рисунок 4. Пакет подтверждения MAC
Поле управления идентифицирует тип кадра и детали работы с ним. Пакет характеризуется тем, что несёт в себе информацию для радиомаяка - “знание” о верной передаче данных или наоборот потребует очередной передачи.
1.7.7. Описание типовых схем обмена сообщениями между объектами канального уровня.
  Перед обменом данными, маяк и узел должны сначала установить соединение, и возможно, выбрать некоторые параметры протокола, которые они будут использовать при обмене данными, например, требуется указать режим работы маяка. Обмен данными между двумя объектами канального уровня будет производиться полудуплексным способом (попеременно в обоих направлениях). Взаимодействие узла сбора и радиомаяка представлено на рисунке 5.
Рисунок 5. Типовая схема обмена сообщениями
Список используемой литературы:
1)Слайды по дисциплине ССПО, тема «Сценарии взаимодействия системы подвижной радиосвязи»;
2)Лекции по дисциплине ССПО;
3)Л.Н. Волков, М.С. Немировский, учебное пособие «Системы цифровой радиосвязи, базовые методы и характеристики», М.: Эко-Трендз, 2005 – 392 с.;
4)Б.Скляр «Цифровая связь,теоретические основы и практическое применение»,пер. с англ.–М.:Издательский дом «Вильямс»,2003 1104 с.;
5) Методические указания к лабораторной работе: «Исследование методов обработки сигналов в приёмнике стандарта GSM»;
6) Электронный ресурс:http://www.boosters.ru/book/b7-3.html«Логические каналы связи»;