Управление самоорганизующимися пакетными радиосетями на основе радиостанций с направленными антеннами

• Автор: Фокин, Григорий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Оглавление

Условные обозначения и сокращения Введение

Глава 1. Принципы построения самоорганизующихся пакетных радиосетей

1.1. Определение пакетных радиосетей

1.2. Классификация пакетных радиосетей

1.3. Протоколы многостанционного доступа пользователей пакетных радиосетей.

1.4. Особенности функционирования самоорганизующихся радиосетей.

1.4.1. Определение самоорганизующихся пакетных радиосетей.

1.4.2. Протоколы канального уровня

1.4.3. Протоколы сетевого уровня

1.5. Особенности управления топологией самоорганизующихся радиосетей.

1.5.1. Определение управления топологией самоорганизующихся радиосетей
1.5.2. Реализация управления топологией в стандарте 2. I
1.5.3. Особенности управления мощностью передачи в самоорганизующихся радиосетях.
1.6. Особенности использования направленных антенн в системах радиосвязи
1.7. Особенности функционирования самоорганизующихся радиосетей на основе радиостанций с направленными антеннами
1.8. Анализ существующих алгоритмов установления и ведения связи в самоорганизующихся пакетных радиосетях на основе радиостанций с направленными антеннами.
1.9. Постановка задач исследования
Глава 2. Математическая модель режимов работы радиостанции с направленной антенной
2.1. Постановка задачи
2.2. Коэффициент направленного действия круговой антенной решетки.
2.3. Коэффициент усиления круговой антенной решетки
2.4. Математическая модель режимов работы радиостанции с направленной
антенной
2.4.1. Сеанс направленной передачи и направленного приема.
3.4.2. Сеанс направленной передачи и ненаправленного приема.
2.5. Оценка коэффициентов усиления круговой антенной решетки радиостанции в составе самоорганизующейся радиосети.
Глава 3. Оценка связности радиостанций самоорганизующейся пакетной радиосети
3.1. Постановка задачи
3.2. Математическая модель радиоканала
3.3. Оценка связности радиостанций
3.3.1. Вероятность изоляции радиостанции
3.4.3. Вероятность связности радиостанций.
3.4. Оценка требуемой дальности радиосвязи
3.5. Оценка требуемой плотности радиостанций.
3.6. Методика оценки связности радиостанций с направленными антеннами Выводы
Г лава 4. Оценка пропускной способности радиостанции самоорганизующейся пакетной радиосети
4.1. Постановка задачи.
4.2. Влияние неопределенности территориального распределения радиостанций на уровень внутрисистемных помех
4.3. Влияние уровня внутрисистемных помех на вероятность успешного ра
диоприема радиостанции сети
4.4. Методика оценки пропускной способности радиостанций с направлен
ными антеннами.
Выводы
Глава 5. Реализация алгоритма управления радиостанцией с направленной антенной в составе самоорганизующейся пакетной радиосети
5.1. Постановка задачи.
5.2. Алгоритм установления и ведения связи радиостанции с адаптивно
формируемой диаграммой направленности.
5.3. Имитационная модель самоорганизующейся пакетной радиосети на основе радиостанций с направленными антеннами
5.4. Оценка показателей функционирования самоорганизующейся пакетной
радиосети на основе радиостанций с направленными антеннами
Выводы
Заключение
Список литературы


В четвертой главе сформулирована задача оценки пропускной способности радиостанций самоорганизующейся радиосети. Разработанная методика оценки пропускной способности учитывает априорную неопределенность территориального распределения радиостанций, условия распространения радиоволн и вероятность передачи информации в пакетной радиосети. Решения получены для случая использования радиостанцией как ненаправленных, так и адаптивных антенн. В пятой главе разработан алгоритм управления радиостанцией с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети. Для оценки пропускной способности и задержки передачи разработана дискретновременная имитационная модель самоорганизующейся пакетной радиосети. Математическая модель режимов работы радиостанции с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны. Методика оценки связности радиостанций самоорганизующейся пакетной радиосети. Методика оценки пропускной способности радиостанций самоорганизующейся пакетной радиосети. Алгоритм управления радиостанцией с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны в составе самоорганизующейся пакетной радиосети. Имитационная модель функционирования самоорганизующейся пакетной радиосети на основе радиостанций с адаптивно формируемой диаграммой направленности антенны. В заключении приводятся основные результаты диссертационной работы. Приложение содержит математические выкладки, использованные при оценке вероятности успешного радиоприема. Радиосвязь с коммутацией пакетов, или пакетная радиосвязь, представляет собой цифровую радиосвязь между абонентскими терминалами корреспондентов, подключенных к радиосредствам, управляемых специальными радиоконтроллерами. При этом сообщения передаются корреспонденту не целиком, а по частям. Часть сообщения фиксированного объема, содержащая управляющую информацию и данные, называется пакетом. При передаче путем добавления служебной информации, обеспечивающей продвижение пакета по радиоканалу в направлении корреспондента, формируется кадр. В простейшем случае кадр содержит адреса получателя, отправителя и, при необходимости, ретрансляторов, управляющую и смысловую информацию. Благодаря адресной части кадра возможен обмен между двумя корреспондентами или их группой, использующими общий частотновременной ресурс, посредством образования логических соединений. Понятие логического соединения или, другими словами, виртуального канала состоит в том, что пакеты между парой любых корреспондентов передаются в общем канале связи, используемом множеством других корреспондентов, и селектируются но адресам только теми корреспондентами, с которыми установлено логическое соединение 1,2. Обмен данными между пользователями сетей с коммутацией пакетов в диапазонах декаметровых, метровых, дециметровых и сантиметровых волн осуществляется путем образования радиосетей. Пакетная радиосеть представляет собой способ организации сети с коммутацией пакетов, при котором обмен данными между корреспондентами осуществляется по радио в рамках общего частотновременного ресурса и при необходимости с промежу точным хранением пакетов в пунктах ретрансляции 3. Основными классификационными признаками пакетных радиосетей Рс являются назначение принадлежность к определенной категории пользователей размах обслуживаемой территории топология сети степень мобильности пользователей использование ресурса радиоканала. Классификация ПРс с соответствующими пояснениями приведена на рис. Рис. Классификация ПРс По назначению, в зависимости от категории обслуживаемых пользователей, ПРс могут быть общего назначения, коммерческие и специальные. Пакетные радиосети общего назначения охватывают достаточно большой круг пользователей различных категорий и предоставляют широкий спектр услуг по ведению информационного обмена 4, 5. Основными требованиями, предъявляемыми к ПРс общего назначения, являются обеспечение возможности передачи данных, телефонных и факсимильных сообщений организация электронной почты и других видов сервиса.