Разработка беспроводной многоканальной системы передачи больших потоков данных реального времени
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
цикле опроса она сообщает об этом соответствующей передающей станции. Та, в свою очередь, уменьшает количество пакетов в контейнере, тем самым уменьшая размер передаваемых пакетов и снижая вероятность прихода поврежденного пакета.
Обобщенная архитектура решения
В сети присутствуют два типа устройств:
Принимающая станция (точка доступа)
Передающая станция
Архитектура ПО принимающей станции
Принимая во внимание все предыдущие размышления, архитектуру ПО принимающей станции сети можно представить в виде:
Рис. 6 - Архитектура ПО принимающей станции
ПО принимающей станции (рисунок 6) состоит из следующих модулей:
Модуль работы с сетью - поддерживает работу сети, реализует отправку и получение данных.
Модуль диспетчеризации - поддерживает работу маркерной сети, реализует алгоритмы адаптивного опроса.
Модуль вывода статистической и отладочной информации - предоставляет функционал по фиксированию необходимых статистических данных, а также записи и хранению их в некотором хранилище данных.
Пользовательский интерфейс - интерфейс взаимодействия пользователя и программного обеспечения.
Архитектура ПО передающей станции
Архитектура ПО передающей станции представлена на рисунке 7:
Рис. 7 - Архитектура ПО передающей станции
данная передача беспроводной технология
ПО принимающей станции состоит из следующих модулей:
Модуль работы с сетью - поддерживает работу сети, реализует отправку и получение данных.
Модуль обработки запросов и передачи информации - реализует механизм отклика на специальные кадры-маркеры и механизм определения количества информации, которое необходимо передать.
Интерфейс приема данных - интерфейс приема данных от источника потока.
Модуль буферизации входных данных - реализует механизм буферизации данных, полученных от источника потока для компенсации неравномерности входящего и исходящего потоков.
Пользовательский интерфейс - интерфейс взаимодействия пользователя и программного обеспечения.
4. Аппаратная и программная платформа
Для проведения экспериментов использовалось следующее оборудование:
Беспроводной маршрутизатор D-Link Xtreme NTM DIR-655 802.11n
Беспроводные адаптеры D-Link DWA-131
Данное оборудование было выбрано, поскольку обладает следующими характеристиками:
Соответствие стандарту IEEE 802.11n
Доступность на рынке
Поддержка важных особенностей стандарта и возможность управления ими (Глава 1 Раздел 3.2)
Технология Short GI
Технология MIMO
Наличие готового программного обеспечения, поддерживающего работу устройства
Возможность быстрой настройки и приведения устройств в готовность к работе
К сожалению, устройства поддерживают только один частотный диапазон - 2,4 ГГц. Однако с точки зрения уровней передачи информации выше канального не существует никакой разницы и при переносе программного решения в частотный диапазон 5 ГГц не требуется модификация системы.
Все эксперименты проводились с использованием операционной системы Microsoft Windows XP, Service Pack 3. Прикладное программное обеспечение разработано с использованием языка программирования C# и среды разработки Microsoft Visual Studio. Также использовались библиотеки платформы Microsoft .NET для работы с сетью, в частности для работы с сокетами.
Данная программная платформа была выбрана, поскольку она широко распространена, а также имеется опыт разработки на этой программной платформе. Следует заметить, что механизм диспетчеризации операционной системы Microsoft Windows XP может не обеспечивать разработанному ПО достаточного количества процессорного времени, что может приводить к задержкам в работе приложения и ошибкам в измерении пропускных способностей. Чтобы избежать влияния ОС на работу разработанного ПО, был выбран интервал измерения равный 100 мс (время реакции ОС порядка 10 мс).
Кроме того выбранная платформа не позволяет управлять работой устройств на физическом и канальном уровнях, что делает невозможным некоторые улучшения технологии, описанные в разделе 3.2 главы 1, а механизм сокетов (предоставляемый платформой Microsoft .NET) дает доступ только на уровне представлений. Соответственно, использование описанной в разделе 4 главы 2 архитектуры, позволяющей решать задачи сетевого и транспортного уровней невозможно. Поэтому в настоящее время используются механизмы, предоставленные протоколами TCP/IP, реализующие схожую функциональность, но с большими накладными расходами и меньшей предсказуемостью.
На следующем этапе проектирования планируется разработка собственной аппаратной базы и отказ от использования многозадачной ОС.
Разработанное программное обеспечение
Разработанный программный комплекс состоит из двух частей
Программное обеспечение передающих станций
Программное обеспечение приемной станции
Программное обеспечение приемной станции
ПО приемной станции реализует работу сервера, использующегося для приема потоков информации от передающих станций. Так как в условиях решаемой задачи необходим одновременный прием нескольких потоков информации, реализованный сервер использует технологию асинхронных сокетов Microsoft .NET[10]. Данная технология позволяет открывать несколько TCP-соединений, при этом работа с каждым из них, фактически, ведется в отдельном потоке.
Для получения наглядных результатов, модуль вывода статистической и отладочной информации данного ПО измеряет р