Разработка системы космической связи военного назначения с коммутируемым спутниковым моноканалом
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?мость передавать до конца кадр, если уже известно, что в нем будут ошибки.
Область применения данного метода ограничена наземными ПРС и космическими ПРС с низколетящими ретрансляторами. Однако в чистом виде метод используется редко. Доступ с контролем столкновений ориентирован так же на моноканал с малой величиной Тз.
Рассмотрим доступ с обнаружением передачи и контролем столкновений. В литературе этот метод встречается также под названием множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (МДКН/ОК, CSMA/CD). Временные диаграммы МДКН/ОК представлены на рисунке 1.5. Этот метод является развитием МДКН и отличается от него только тем, что при обнаружении конфликта кадров в моноканале станции, участвующие в конфликте, немедленно прерывают передачу. Это обеспечивает сокращение Тпвп, а следовательно повышает коэффициент использования моноканала, и он достигает уровня 0,7-0,9.
Рисунок 1.5 - Доступ с обнаружением передачи и контролем
столкновений
Область применения данного метода ограничена наземными ПРС и космическими ПРС с низколетящими ретрансляторами, для которых выполняется неравенство Тк<Тр.
Чаще всего передаваемые сообщения имеют достаточный объем и требуют для своей передачи несколько пакетов, т.е. являются многопакетными. При передаче многопакетных сообщений в случае метода S-Aloha, каждый передаваемый кадр такого сообщения получает доступ в моноканал на конфликтной основе (с состязанием). В тоже время для передачи многопакетных сообщений представляется целесообразным производить закрепление (резервирование) временных окон за станцией, которая успешно передала первый кадр такого сообщения. Резервирование такого окна за станцией позволит передать ей на бесконфликтной основе остальные кадры многопакетного сообщения, а также кадры других сообщений, что снижает Тпвп за счет исключения конфликтов, если они поступят до момента завершения передачи последнего кадра этого сообщения. Эта идея - идея резервирования и легла в основу метода Aloha с резервированием (R-Aloha), который по существу является модернизацией метода S-Aloha представленном на рисунке 1.6. Отличие метода R-Aloha состоит в том, что временные окна объединяются во временные циклы равной длительности Тц. Число временных окон N, входящих в цикл, должно удовлетворять условию
Тц=N*Тк>Тр,
где Тк - длительность временного окна, обеспечивающего размещение одного кадра данных;
Тр - задержка распространения сигнала в моноканале. Временные окна циклически нумеруются в каждом цикле от 1 до N.
Выполнение неравенства Тц> Тр позволяет станциям, осуществлять передачу кадров, до момента начала временного окна с тем же порядковым номером в следующем цикле системы, определять (принимая собственный ретранслируемый сигнал) наличие успешной передачи кадра или наличие конфликта. В случае успешной передачи временное окно резервируется за данной станцией в очередном цикле системы. При этом все станции, контролируя моноканал, ведут списки успешно использованных (зарезервированных) окон. Освободившиеся окна идентифицируются всеми станциями сети и поступают в очередном цикле в общий пул свободных окон, которые "разыгрываются" между станциями на случайной основе, т.е. с использованием метода S-Aloha. Для исключения ситуации монопольного использования всего ресурса системы одной станцией сети вводится ограничение на максимальное число окон в цикле, которые могут быть зарезервированы за одной станцией.
Поскольку для реализации метода R-Aloha необходим прием каждой станцией сети собственного сигнала, то его практическое применение ограничено областью космических ПРС и наземных ПРС, использующих ретрансляцию сигнала со сдвигом частотного диапазона. Коэффициент использования моноканала для метода R-Aloha в существенной степени зависит от характера потока поступающих сообщений (степени группирования заявок) и объема сообщений (степени их "многопакетности").
Рисунок 1.6 - Доступ с тактированием времени и резервированием
временных окон
2. Облик перспективной системы спутниковой связи
.1 Особенности спутниковых сетей связи
Рисунок 2.1 - Геостационарная орбита
Прогресс в развитии систем традиционной подвижной спутниковой связи за последние 10 лет впечатляет. Так, масса земных станций изменилась с 300 до 3-5 кг, уменьшались размеры антенн, и, наконец, что самое главное, был полностью пересмотрен подход к профессиональной подготовке операторов.
Качественно новый уровень эффективности использовании дорогостоящих систем космической связи, может быть достигнут путем реализации систем пакетной передачи различных видов информации на основе реализации протоколов множественного доступа, характеризующихся высокой эффективностью в условиях быстрого изменения информационной нагрузки, создаваемой различными абонентами систем спутниковой связи. Однако известным алгоритмам множественного доступа присущ недостаток, связанный с наличием конфликтов пакетов, который приводит к ограничению информационных нагрузок, обслуживаемых системой спутниковой связи. С учетом последнего замечания задача разработки алгоритма множественного доступа, исключающего взаимное искажение пакетов при возникновении конфликтов представляется, актуальной и практически важной. Анализ существующих многолучевых антенных систем на базе фазированных антенных решеток позволя