Цель данной курсовой работы разработка радиотелефонной сети связи, предназначенной для предоставления услуг передачи данных и речи небольшого числа абонентов на ограниченной территории.
Основные требования, предъявляемые к проектируемой системе:
- телефонный трафик является доминирующим;
- оперативное изменение пропускной способности для услуг передачи данных.
Исходные данные:
· Количество абонентов в сети: 55
· Радиус зоны обслуживания: 400м
· Тип местности: производственные помещения.
· Вероятность отказа обслуживания: 5%
· Вероятность ошибки на бит Pb: 1*10-5
· Мощность излучения подвижной станции Ризл АС : < 0,35 Вт.
· PR: 90%
1.1 Обоснование предполагаемой архитектуры решения, пояснение задач и схемы взаимодействия "пользователь - радиосеть - другие пользователи". Проработка состава сетевого терминала (выделенного узла сети), отражающего выполнение возлагаемых на объект задач. Характеристика и пояснение практической реализации следующих задач точки доступа: " организация совместного предоставления услуг передачи данных и речи " - пояснение стратегии по отношению к терминалам "обнаружил сеть/зарегистрировался/приступил к исполнению задач пользователя", анализ предполагаемых видов данных, способов предоставления услуг передачи данных и речи; проработка примера подготовки сообщений для установления речевого соединения.
Основное назначение проектируемой сети – адресная передача и прием голосового трафика. Для реализации системы был выбран структурированный вариант построения сети. Каждому абоненту, который передает речевое сообщение, необходимо выделить физический канал с заданной постоянной пропускной способностью. Распределением и предоставлением каналов по требованию терминалов будет заниматься АТС.
Система на начальном этапе проектирования представляется в виде "черного ящика", который что-то берет у абонента на своем входе и это что-то без изменений передает на свой выход. Так называемый "черный ящик" включает в себя цифровую АТС и радиооборудование, которое потребуется для соединения АТС с подвижным терминалом. Концепция функционирования системы будет выглядеть следующим образом: 55 возможно передвигающихся терминалов в радиусе 400 метров от центра, где установлена базовая станция. Весь трафик будет проходить через АТС, как между абонентами внутренней сети, так и при связи с внешней сетью.
При установлении соединения коммутация происходит следующим образом:
1.«Подъем трубки» на мобильном телефоне.
2. Установление соединения с базовой станцией.
3. Передача информации о номере вызываемого абонента на контроллер.
4. «Автоподнятие трубки» аналоговой платой контроллера.
5. Набор номера абонента в импульсном или тональном режиме.
6. Прием номера абонента АТС.
7. Посылка вызова местному абоненту на аналоговую плату контроллера.
8. Прием вызова аналоговой платой.
9. Поиск системой мобильного абонента.
10. Посылка вызова мобильному абоненту через базовую станцию.
11. Прием вызова и установление соединения.
Взаимодействие всех узлов сети осуществляется посредством единого набора правил передачи сообщений – радиоинтерфейса.
ТД производит аутентификацию абонента и заносит терминал в журнал активных абонентов.
Для передачи данных, терминалу необходимо перейти в активный режим. По каналу для передачи терминал посылает запрос, который ТД (в нашем случае БС) принимает и передает терминалу, которому адресован вызов. Если терминал, для которого адресован вызов, находится в сети, ТД передает запрос о входящем вызове вызываемому терминалу , если же он отключен или занят, то на терминал, пославший запрос, приходит ответ в виде отказа.
ТД выполняет следующие задачи:
· Передачу ID сети по каналу;
· Организация соединения между терминалами;
· Аутентификация и идентификация абонентов;
· Ведение журнала абонентов;
· Организация подключения терминалов к внешней сети.
Рассмотрим состав сетевого терминала (выделенного узла сети): (рис.2)
Радиомодуль отвечает за формирование радиосигнала и достоверный прием потока битов. Представляет собой микросхему, встроенную в терминал.
Информационная система – содержит: сетевой адрес; персональный идентификатор ID.
Блок управления - формирует запросы на передачу информации, принимает решение об изменение своего режима работы.
Сетевой контроллер - периферийное устройство, обеспечивающее соединение с ТД.
Кодер - устройство кодирования/декодирования информации из цифрового представления в речь.
1.2. Анализ видов информационных сообщений, выделение источника каждого конкретного сообщения и получателя. Подробный анализ "жизненного цикла" сообщений - от события, инициирующего появление сообщения, до момента его исполнения на приемной стороне. Проработка структуры информационных сообщений.
Терминал пользователя отправляет 2 вида сообщений:
- служебные (команды), предназначенные для ТД (запрос о регистрации, сообщения о активном/неактивном статусе терминала);
- сообщения для других терминалов (передача речи). 
Рис. 4 Структура служебного сообщения об активности терминала
Периодически терминал уведомляет о своем нахождении в сети. Для чего терминал отправляет служебное сообщение. Т.к. топология сети подразумевает наличие не более 50 терминалов в данной сети. Каждому терминалу выделяется собственный временной интервал. (Временные интервалы фиксированы. Так как наличие свободного временного интервала может вызвать нарушение работы сети. В следствии того что при близком расположении терминалов, не будет свободных каналов для уведомления о наличии участника сети.) По наличии сигнала в выделенном временном интервале, терминал узнает о наличии в сети другого терминала.
Каналы для передачи, звука, и уведомлении о себе - дуплексный. Для передачи команд - симплексный.
Рассмотрим подробный анализ «жизненного цикла» сообщений подаваемых с T1 терминала:
На каждом терминале пользователю доступен журнал зарегистрированных абонентов. Пользователь терминала Т1 решил позвонить терминалу Тn. И отправляет команду на трансляцию. Кодер кодирует сигнал в поток битов, информационная система добавляет к этим битам дополнительные биты, в которых закодирована информация для обработки и доставки данного сообщения. Сетевой контроллер обеспечивает соединение с другими терминалами, блок управления терминалом формирует запрос на передачу информации, а радиомодуль формирует радиосигнал. Радиомодуль ТД принимает сигнал, который с помощью журнала абонентов сети определяет терминал, которому предназначены данные и отправляет их терминалу взаимодействующему с терминалом-получателем. Далее команда поступает на терминал Tn.
Рассмотрим подробный анализ «жизненного цикла» сообщений подаваемых на T1 терминал:
С терминала Т1 поступил запрос на трансляцию голосового сообщения терминалу Tn. Кодер кодирует сигнал в поток битов, информационная система добавляет к этим битам дополнительные биты, в которых закодирована информация для обработки и доставки данного сообщения. Сетевой контроллер обеспечивает соединение с другими терминалами, блок управления терминалом формирует запрос на передачу информации, а радиомодуль формирует радиосигнал. Радиомодуль ТД принимает сигнал, который с помощью журнала абонентов сети определяет терминал, которому предназначены данные и отправляет их терминалу взаимодействующему с терминалом-получателем.
На стороне получателя происходят те же манипуляции с сигналом, что в Tn, только в обратном порядке.
1.При формировании первого фрагмента сообщения
Рис. 5 - структура передаваемых аудио данных на главный терминал
После передачи первого фрагмента
Рис. 7 - структура широковещательных сообщений
2.При формировании служебных сообщений:
Рис. 8 - структура данных передаваемых на главный терминал
1.3. Краткая характеристика целевого ПО, пользовательский интерфейс.
Для пользователей терминалов:
Пользователь каждого терминала имеет предустановлено ПО на своем устройстве. При подключении к сети пользователю становится доступен список активных терминалов.
Далее пользователь из списка активных абонентов, выбирает терминал, с которым будет установлено соединение.
1.4. Обоснование иерархических моделей объектов радиосети - как транспортной сети доставки информационных и служебных сообщений согласно сценариям ее работы.
Рис. 9 – характеристика целевого ПО
Основной задачей, возлагаемой на ПО рассматриваемой сети, является обеспечение удаленного управления любым из затребованных оператором командного узла терминалов. Целью подобного управления является доставка команд вызова на требуемый терминал сети, с целью установления с ним вызова.