Динамическая адаптация вычислительного процесса микропроцессорного терминала для управления передачей метеоданных

• Автор: Шамин, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Микропроцессорный терминал в системе передачи метеоданных как объект исследования

1.1 Постановка задачи

1.1.1 Организация системы передачи метеоданных

1.1.2 Анализ особенностей передачи метеоданных для труднодоступных объектов

1.1.3 Зависимость критериев выбора алгоритма передачи метеоданных от типа передаваемой информации

1.1.4 Неравномерность загрузки каналов связи

1.2 Анализ существующих аналогичных систем и комплексов

1.2.1 Анализ решений, осуществлённых в существующих системах

1.3 Предложения по повышению эффективности управления процессом передачи метеоданных
1.3.1 Существующая (не модифицированная) структура программного обеспечения ВИП-МК
1.3.2 Модифицированная структура программного обеспечения ВИП-МК
1.4 Выводы по главе
2 Исследование системы передачи«метеоданных и алгоритмов функционирования абонентского терминала
2.1 Построение модели исследуемой системы
2.1.1 Требования к модели исследуемой системы и её структура
2.2 Формализация основных процессов каналов связи
2.2.1 Исследование характеристик каналов связи
2.2.2 Особенности передачи метеоданных на труднодоступных метеостанциях
2.2.3 Способы сбора информации с абонентов
2.2.4 Классификация каналов связи
2.2.5 Количественные характеристики каналов связи
2.2.6 Динамическая оценка качества каналов связи
2.2.7 Оценка стоимости и времени передачи сообщения
2.2.8 Исследование динамической оценки качества канала связи
2.2.9 Способ прогнозирования состояния каналов связи, качество связи которых изменяется периодически
2.2.10 Классификация сообщений, содержащих метеоданные
2.3 Зависимость алгоритмов передачи метеоданных от категории срочности
2.4 Разработка алгоритмов управления каналами передачи мётеоданных

2.4.1 Декомпозиция задачи управления передачей данных
2.4.2 Динамическая оценка качества каналов связи
2.4.3 Классификация передаваемых сообщений
2.4.4 Выбор алгоритма передачи сообщения
2.4.5 Анализ особенностей алгоритма передачи метеосообщений
2.5 Алгоритмы передачи сообщений различных категорий срочности
2.6 Выводы по главе
3 Программная реализация алгоритмов
3.1 Анализ и обоснование выбора средств разработки
3.2 Принципы построения программного обеспечения
микропроцессорного терминала ВИП-МК
3.3 Способ организации межпрограммного взаимодействия
3.3.1 Выбор способов межпрограммного взаимодействия
3.3.2 Требования к системе межпрограммного взаимодействия ВИП-МК
3.3.3 Способ межпрограммного взаимодействия ВИП-МК
3.4 Выводы по главе
4 Верификация разработанного программного обеспечения
4.1 Оценка работоспособности программных средств
4.1.1 Верификация программы классификации сообщений meteoclass
4.1.2 Верификация программы выбора алгоритма.передачи сообщения meteosend
4.1.3 Верификация программы динамической оценки состояния каналов связи meteostat
4.2 Выводы по главы
Заключение
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ
Список использованных источников
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д:
ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Системы автоматизации сбора и передачи метеоданных являются важным звеном в общей технологии получения достоверных исходных данных с низовой сети метеостанций.
Абонентами нижнего уровня одной из широко используемых систем — «АПС-Метео» [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] — являются специализированные микропроцессорные терминалы семейства ВИЛ [2, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17]. Эти терминалы используются в качестве базовых устройств, позволяют организовать удобный ввод данных пользователем, обеспечивают работу в автоматическом или полуавтоматическом режимах формирования метеосообщений. Для повышения надёжности доставки метеосообщений, микропроцессорный.терминал имеет несколько типов каналов связи, различных по своим характеристикам (скорости, надёжности, стоимости и т. п.). В связи с большим количеством абонентов, территориальной распределённостью, разнородностью каналов связи, возникает задача повышения эффективности сбора метеосообщений по некоторым заданным критериям, например минимальной стоимости передачи метеосообщения, минимального времени доставки метеосообщения.
Одним из вариантов решения поставленной задачи является обеспечение динамической адаптации вычислительного процесса управления каналами связи' к меняющемуся- во времени качеству каналов. Под термином' «динамическая адаптация» понимается настройка, параметров программных средств' микропроцессорного терминала в реальном масштабе времени. Под термином- «вычислительный процесс» понимается технология взаимодействия-программных средств микропроцессорного терминала, обеспечивающая решение поставленной задачи.

информации о дорогах и т.д.
Сообщения могут передаваться в двух режимах:
• в масштабе времени, близком к реальному, когда отправитель и получатель сообщений находятся одновременно в зоне радиовидимости космического аппарата (КА);
• в режиме “электронная почта” с запоминанием и хранением сообщений на борту и переносом сообщения спутником в зону расположения получателя, когда отправитель и получатель сообщений расположены в различных зонах.
Основные характеристики обслуживания в системе “Гонец - Д1”:
1. Организуется связь в направлениях:
• от группы пользователей в центр управления этой группы;
• циркулярная и индивидуальная доставка от центра пользователям;
• в ограниченном объеме прямые личные телекоммуникации.
2. Используемый диапазон частот 259,0-264,5 МГц.
3. Число обслуживаемых терминалов до 4000-10000 тысяч в зависимости от интенсивности обращения в систему и режима обслуживания.
4. Пропускная способность спутниковых каналов для группировки из 6 спутников 100 Мбит в сутки.
5. Время ожидания спутника (сеанса связи) до 3 часов.
6. Время доставки информации 1-2 минуты при расположении отправителя и получателя в общей зоне обслуживания (до 1000 км).
7. Вероятность ошибки на двоичный символ данных 10'6.
В системе «Гонец» обмен информации между абонентами происходит за счёт передачи коротких однопакетных сообщений (256 символов и менее). Оборудование и программное обеспечение космических аппаратов и абонентских терминалов спроектировано таким образом, что для работы системы не требуется непрерывное нахождение абонентов в зоне