Разработка беспроводной многоканальной системы передачи больших потоков данных реального времени
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
м:
Рис. 4 - Изменение схемы передачи права доступа при переходе к топологии вида звезда
Исходя из приведенной схемы следует, что фактически, все передачи маркера происходят через выделенный узел сети - точку доступа (изображено серым квадратом на рисунке).
В сети существует два типа устройств
точка доступа, являющаяся координатором
абоненты
Функции координатора:
Динамическое перераспределение ресурсов сети между абонентами
Управление доступом к среде абонентов посредством посылки маркеров
Прием потоков информации от абонентов
Контроль величины и постоянства принимаемых потоков данных
Предоставление средств для запуска и настройки системы
Функции абонентов:
Обработка специальных пакетов-маркеров
Передача потока информации на координатор
Управление величиной исходящего потока в зависимости от качества связи
Обеспечение необходимой буферизации исходящего потока данных
Координатор разбивает все время работы на некоторые кванты - таймслоты. Таймслот - это промежуток времени, в течение которого право на доступ к среде имеет конкретный абонент. Передача права доступа с помощью отправки координатором пакета-маркера осуществляется по истечении каждого таймслота.
Работу такой сети можно изобразить на следующем примере:
Рис. 5 - Схема работы маркерной сети с координатором
Рассмотрим сеть, включающую в себя координатора (К) и двух абонентов: абонента 1 (А1) и абонета2 (А2). Как видно из рисунка, координатор передает пакет-маркер, предназначенный A1. После приема пакета-маркера, А1 начинает передавать поток информации К в течение промежутка времени t1. В это время А2 не имеет право на передачу. После истечения времени t1, К посылает пакет-маркер А2. После приема, А2 начинает передавать информацию К в течении промежутка времени t2 и так далее. Времена t1 и t2 являются таймслотами абонентов А1 и А2 соответственно. В простейшем случае равнозначных абонентов (как в нашем примере) эти времена равны, хотя в общем случае это не всегда выполняется (случай абонентов передающих различные по величине потоки данных)
Механизмы диспетчеризации и повышения надежности
Встает вопрос как именно организовывать доступ к среде и каким образом передавать абонентам право на передачу данных.
Возможны два подхода:
Функции координатора распределены между всеми абонентами сети
Изначально определяется очередность, в которой абонентам будет предоставляться доступ к среде. Абонент принимает пакеты, которые передаются в данный момент, анализирует источник этих пакетов, и в случае, если сейчас передает предыдущий абонент в очереди, начинает передачу данных после завершения текущей передачи. Например, если в данный момент передает первый в очереди абонент, то второй начнет передачу после окончания передачи первого и так далее.
Плюсом данного подхода является возможность обходиться без специальных пакетов-маркеров, что позволит уменьшить накладные расходы работы сети.
Недостатком является уменьшение радиуса работы системы, поскольку передающие станции доставляют видеопоток на принимающую (точку доступа), следовательно, важна дистанция от каждого абонента до станции, расстояние от одного абонента до другого роли не играет. В данном подходе предполагается, что все абоненты должны слышать всех, что существенно ограничивает радиус работы системы.
Функции координатора выполняет выделенный узел сети
Плюсами такого решения является централизованность системы, возможность динамически управлять ею, воздействуя на нее только с помощью одного узла сети - координатора
Следует заметить, что при маркерном способе доступа исключена возможность возникновения коллизий. Однако поскольку стандарт IEEE 802.11n для передачи информации использует такую открытую среду как радиоэфир, при передаче данных будут возникать потери, обусловленные радиопомехами.
Для обработки таких потерь необходимы специальные механизмы повышения надежности работы системы:
Адаптивный опрос
Предоставление дополнительных (резервных) таймслотов абонентам с низким уровнем сигнала
Идея механизма заключается в наличии дополнительного запаса таймслотов. Если во время опроса один или несколько абонентов не начали передачу при получении пакета-маркера или количество полученной информации оказалась меньше ожидаемого, в конце очереди опроса координатор может использовать дополнительные таймслоты для повторного опроса этих абонентов. Этим достигается уменьшение задержек в передаче потока данных, что важно для задач реального времени. Мониторинг принятого объема информации и расчет ожидаемого объема представляет собой нетривиальную задачу в случае приема неравномерного потока данных. В этой ситуации проще отслеживать уровень наполненности буфера передающей станции (подробнее Глава 2 Раздел 4).
Приоритезация доступа абонентов в зависимости от важности передаваемой информации
Механизм важен при работе неравнозначных абонентов. Если же один из видеопотоков, передаваемых абонентами является более приоритетным, чем остальные, необходимо обеспечить его гарантированное получение без помех и задержек.
Так если отведенной высокоприоритетному каналу полосы недостаточно при текущих параметрах качества связи, возможно ее расширение за счет уменьшения полосы менее приоритетных, вплоть до их полного исключения из опр