1.1. Анализ поставленной задачи и исходных данных, выявление особенностей работы системы. Цель – проработка идеи создания сети как целостной системы. Краткое описание концепции функционирования системы связи на основе проведенного анализа. Определение списка основных и дополнительных услуг системы, предоставляемых пользователям. Обоснование необходимости организации различных профилей функционирования.
Целью курсового проекта является разработка  радиосети передачи данных. Система предназначается для устранения проблемы «последней мили» - обеспечения высокоскоростной беспроводной связи небольшого числа абонентских терминалов в пределах ограниченной территории к стационарным сетям общего пользования.
 Основными требованиями к системе являются:
- минимально возможная мощность излучения абонентской станции;
- минимальный диапазон используемых частот;
- возможность адаптивного изменения скорости передачи.
-максимальное количество абонентов в сети: 65
-радиус зоны обслуживания: 3 км
-гарантируемая (минимальная) скорость передачи данных:
DownStream: 256Кбит/с; UpStream: 64kбит/с
Таким образом система должна обеспечить беспроводным доступом в интернет например небольшого дачного посёлка.
В общем виде система представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Общий вид системы. 
С одной стороны системы имеем сеть интернет, с другой – пользователей. Система принимает потоки данных от абонента и передаёт их в сеть интернет, а также получает ответные потоки и передать их абоненту. Для решения данной задачи на входе и выходе системы будет использован транспортный протокол IP.
С помощью IPпротокола в системе будет предоставлять услугу сквозной передачи данных от абонента к сети интернет и в обратном направлении.
Для того чтобы воспользоваться услугами сети, будущий абонент должен заключить договор с провайдером. При этом абонент получает устройство, которое подключается к стандартному разъёму компьютера (USB, COM). Уникальный идентификатор устройства связан с конкретным абонентом.
Для обеспечения безопасной передачи данных будут использоваться процедура аутентификации (с использованием идентификатора оборудования), а также двух ключей шифрования трафика (первый-более защищённый для процедуры аутентификации, второй-для передачи потоков данных).
Трафик может иметь как пульсирующий характер ( просмотр веб-страниц, использование протоколов быстрого обмена сообщениями) так и являться постоянным потоком данных (VoIP, видеоданные, звук и т.д.). Также при передаче некоторых видов непрерывных потоков данных возможна негарантированная доставка пакетов(VoIP, потоковое видео), при которой нет необходимости(или возможности) повторно запрашивать повреждённые пакет или его часть. Для различных видов трафика необходимо предусмотреть различные профили функционирования системы.
Также необходимо учесть условия приёма, положение абонента относительно базовой станции и предусмотреть различные профили помехоустойчивого кодирования.
1.2 Проработка обобщенной функциональной схемы системы: выявление основных ее компонент и определение возможных функциональных связей. Анализ подходящих топологий организации сети и обоснованный выбор достойного решения.
Обобщенная функциональная схема системы состоит из (рисунок.2) :
-базовой станции (БС)
- мобильной станции(МС)
- сервера информационной подсистемы(СИС)
Рисунок 2. Функциональная схема системы
МС выполняет функции приёма/передачи сигналов БС, а также их обработки (радиоблок), формирование и передачу на ПК пользователя IP пакетов(блок взаимодействия с ПК)
; отвечает за процедуру аутентификации и идентификации абонента в сети(блок аутентификации и идентификации).
БС состоит из двух частей:
·
Радиоблок
·
Блок управления БС
Радиоблок отвечают за функции приёма/передачи сигналов МС, а также их обработки.
Блок управления БС выполняет следующие функции:
  •     Маршрутизация. Заключается в передаче пакетов данных, пришедших из сети Internet именно той МС, которой этот пакет предназначается, а также осуществить адресную передачу в обратном направлении.
  •  Аутентификация и идентификация МС. Данные процедуры необходимы для оценки подлинности МС и проверки их права пользования сетью.
  • Обеспечение связи с СИС. БС должна осуществлять взаимодействие с информационной подсистемой, в регистрах которой хранятся все данные, необходимые для регистрации абонентов в сети.
  • Управление текущими сессиями и хранение данных о подключенных МС. После подключения к сети, данные о МС и профилях её функционирования переносятся в локальный регистр, для оперативного доступа к ним.
  • Обеспечение связи с сетью интернет.
  • Управление радиоресурсами. В разрабатываемой системе будет использоваться один общий канал, ресурсы которого будет распределять БС. Каждой МС будут выделяться временые промежутки (слоты), в которые они смогут либо принять, либо передать информацию. Сведения об этих временых слотах будут содержаться в картах распределения доступа к каналу: UL-Map – для передачи от МС к БС, DL-Map – в обратном направлении. Также будут необходимы промежутки времени для регистрации новых МС.
  • Карты распределения будут передаваться в широковещательных рассылках. Широковещательные рассылки будут производится с некоторым периодом. В промежутки времени между ними каждой МС будет выделен один слот для передачи и один слот для приёма данных, а также определён промежуток времени для регистрации новых МС.  Широковещательные пакеты также будут содержать синхропоследовательность, с помощью которой приёмо-передатчик МС будет синхронизирован с БС.
Сервер информационной подсистемы расположен на удалённом сервере в сети интернет. Блок управления БС располагает данными об IPадресе данного сервера и имеет возможность сделать запрос к расположенным на нём регистрам..
 В СИС входят:
·Регистр аутентификации(РА)
·Абонентский регистр(АР)
Регистр аутентификации служит для контроля доступа абонентов в сеть, назначения ключей шифрования, регистрации параметров соединений.
Абонентский регистр содержит данные об абонентах и их оборудовании.
Зона обслуживания сети имеет радиус 3км и располагается в пригороде. Относительно небольшой радиус зоны обслуживания и тип местности с неплотной застройкой позволят использовать одну БС.
Определим топологию сети (рисунок.3). Все МС, подключенные к сети имеют соединение к одной БС с помощью беспроводного соединения. БС при этом имеет подключение к магистральному каналу сети интернет с помощью проводного соединения.
Рисунок 3. Топология сети
1.3. Определение и обоснование структуры информационной подсистемы сети. Выявление важнейших регистров подсистемы, пояснение необходимых информационных связей.
Общая структура информационной подсистемы сети приведена нарисунке 4:
Рисунок 4. Структура информационной подсистемы
Регистр аутентификации предназначен для аутентификации абонентов. Эта процедура предназначена для предотвращения несанкционированного доступа в сеть. Каждый раз, когда абонент включает свой терминал и подключается к сети, абонентскому устройству необходимо пройти процедуру аутентификации. Ее осуществляет блок управления БС на основании данных полученных из РА и от абонентского устройства (АУ). При этом МС перед началом процедуры аутентификации должна убедиться, что имеет дело с БС своей сети. С этой целью БС передаёт по широковещательному каналу свой уникальный идентификатор.
После успешной аутентификации блок управления БС обращается в абонентский регистр и выясняет имеет ли абонент право на получение услуг сети (достаточно ли средств на счету, не находится ли МС в чёрном списке), определяет профили соединения. На основе этих данных происходит регистрация абонента.
После успешной регистрации МС выделяется IP-адрес, назначается ключ шифрования трафика, назначаются профили соединения. Эти данные передаются на МС, а ткаже заносятся в регистр активных абонентов, расположенный в блоке управления БС. После этого абонент может начинать пользоваться услугами сети.