Реферат: Протокол MPT1327
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Многозоновые системы
Протокол МРТ 1327 оставляет простор для различныхтехнических решений при создании многозоновых транкинговых систем.
Например,могут быть использованы такие методы как:
— синхронное или квазисинхронное вещание несколькихбазовых станций на одном и том же наборе радиочастот:
— отдельный КУ для каждой базовой станции;
— единственный КУ, совместно используемый несколькими базовыми станциями в режимеразделения времени, и т.д.
Присоздании многозоновых систем протокол МРТ 1327 предусматривает для абонентскихрадиостанций возможность информировать главный ТК системы о своем местонахождении,когда РА перемещается из зоны в зону. Тем самым реализуется роуминг длясистем МРТ 1327. Процедуры регистрации абонентских радиостанций при переходе вдругую зону обслуживания в целом определены, но в каждой транкинговой системемогут быть реализованы по-своему. Для облегчения РА задачи поиска КУ в новойзоне соответствующий ТК может передавать «широковещательные»сообщения с информацией о тех каналах, которые могут использоваться в качествеКУ в данной зоне. а также в соседних с ней зонах обслуживания.
3.4. КРАТКИЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО ПРОТОКОЛУ МРТ 1327
Сигнализация на канале управления
Все сигналы управления, сопровождающие сеанс связи отего начала до завершения, передаются на КУ в цифровом виде со скоростью 1200бит/с. Время, текущее на КУ, разбито на слоты по 128 бит каждый, т.е.длительность одного слота равна 106,7 мс. Несколько слотов вместе составляюткадр.
Передача информации на КУ осуществляется практическинепрерывно. Принцип работы КУ систем МРТ 1327 можно описать следующим образом.
(1) На КУ передается «общий вызов» примернотакого содержания: «Здесь система такая-то. Слушаю ваши вызовы в течениестольких-то следующих слотов».
(2) В течение следующих нескольких слотов (обычно отодного до пяти) базовая станция находится в режиме приема, и если ей не ответилникто из РА, «общий вызов» повторяется.
(3) Если же за время, отведенное на прием, поступилвызов от какого-то из РА, базовая
станция начинает ту или иную процедуру установлениясвязи в соответствии с запросом РА.
Структура сигнализации на КУ схематически изображенана рис. 3.1.
•
ТК передает для РА
< — 1 слот -> CCSC Адресное кодовое слово CCSC Адресное кодовое слово CCSC Адресное кодовое слово /> /> /> /> /> />РА отвечает ТК
Биты синхронизации Адресное кодовое словоРис. 3.1.Структура сигнализации на канале управления
В каждом слоте, передаваемом базовойстанцией, первые 64 бита содержат системное кодовое слово КУ (CCSC), вкотором, в частности, имеется идентификатор данной базовой станции. Последние64 бита каждого слота, которые называют адресным кодовым словом, содержат,помимо служебной информации, ту или иную команду управления. Командыуправления, которые еще называют «телеграммами», по терминологии,принятой в протоколе МРТ 1327, обозначаются тремя-четырьмя латинскими буквами (ALH, ACKQ,RQE и т.п.).
Поскольку РА могут начинать передачу в произвольныемоменты времени, далеко не всегда совпадающие с границами слотов базовойстанции, в каждом сообщении РА предусмотрены биты синхронизации. Когда базоваястанция принимает вызов РА, она синхронизирует начало своегоочередного слота сабонентской радиостанцией… Тем самым обеспечивается работа транкинговойсистемы МРТ 1327 в асинхронном режиме.
Скорость обмена информацией на КУ и параметры РА всистемах МРТ 1327 обеспечивают возможность обмена информацией между ТК и РА всоседних по времени слотах, например прием команды от ТК в слоте № 1, ответ РАв соседнем слоте № 2, прием команды от ТК в следующем слоте № 3 и т.д.
Команды, передаваемые на канале управления
Различные виды команд (телеграмм), передаваемых на КУ,можно классифицировать следующим образом.
Команды-приглашения (Aloha Messages — ALH) — Передаются ТК как приглашение на связь и в целях управления произвольным доступом к системе Команды-запросы (Requests — RQS, RQE и др.) — Передаются РА, чтобы затребовать сеанс связи, передачу данных и т.п. Команды «Ответьте» («Ahoy» Messages — AHY) — Передаются ТК как требование ответа от конкретного РА Команды-подтверждения (Acknowledgements — ACK) — Передаются как ТК, так и РА для подтверждения приема команд и данных Команды «Перейти на рабочий канал» (Go To Channel • GTC) — Передаются ТК, чтобы назначить РА рабочий канал для голосовой связи или передачи данных произвольной длины Короткие блоки данных (Short Data Messages — SDM) — Передаются как ТК, так и РА Прочие команды — Передаются ТК для управления системойПрактически все упомянутые выше команды имеютнесколько разновидностей. Так, кроме команды-приглашения ALH, в протоколе МРТ1327 используются ее разновидности ALHS, ALHD, ALHE.ALHR, АШХ и ALHF. Команды-запросы бывают вида RQS (запрос на«простую» голосовую связь), RQX (запрос на прерывание сеансасвязи), ROE (запрос на аварийный вызов), ROR (запрос на регистрацию в системе), RQQ(запрос на передачу статусного сообщения) и т.д.
Некоторые из этих обозначений встретятся ниже приописании протокола произвольного доступа, применяемого в системах МРТ 1327.
Протокол произвольного доступа
В системах с выделенным КУ всегда существуетпроблема столкновения запросов на обслуживание, одновременно поступающих отразличных РА.
Длярешения этой проблемы применяется специальный протокол произвольного доступа (Random Access Protocol), в свое времяразработанный фирмой Philips и названный Dynamic Framelength Slotted Aloha (DFSA). Этотпротокол лежит в основе функционирования всех тран-кинговых систем МРТ 1327 иобеспечивает минимальные задержки доступа и максимальную пропускную способностьсистем в часы пиковых нагрузок.
Принципыработы протокола произвольного доступа объясним с помощью рис. 3.2.
/>
Рис. 3.2.Два кадра для произвольного доступа, разграниченные командами ALH
ТК передает команды-приглашения, обозначенные как ALH,приглашая РА отвечать в произвольные моменты времени в пределах несколькихпоследующих временных слотов, число которых (N) входит какпараметр в команду ALH (на рис. 3.2 числа N показаны в скобках под ALH). Вместеслоты, разграниченные командами АШ, образуют кадры различной длины (максимальнодо 32 слотов).
Если в момент, когда РА решил послатьсвой запрос на сеанс связи, очередной кадр уже начался, его радиостанция можетпослать свою команду (ROS) вближайшем свободном слоте. Если в момент запроса базовая станция передаеточередную команду ALH, радиостанция РАожидает конца передачи и передает свою команду RQS в одном из свободных слотов текущего кадра. При необходимостиповторно передать свой запрос, если предыдущий не был принят базовой станциейиз-за замираний сигнала или столкновения двух запросов, радиостанция РА ждетначала нового кадра.
Дальнейшиедетали работы протокола произвольного доступа иллюстрирует рис. 3.3.
/>
Рис. 3.3.Пример использования протокола произвольного доступа
ТК контролирует работу системы и можетоптимизировать ее за счет изменения длины кадров, чтобы избежать ненужныхстолкновений запросов на обслуживание. В примере, изображенном на рис. 3.3,кадры для ответов РА первоначально имеют длину один слот и обозначаются АШ(1).
Если ТК обнаруживает столкновение запросов (в нашемпримере RQS1 и RQS2), он пытается разрешить проблему, назначая дляответа более длинный кадр (в нашем примере — два слота).
В свою очередь, РА используют встроенные в ихрадиостанции генераторы случайных чисел при выборе слота для повторной попыткивызова, поэтому вероятность того, что повторная попытка вновь приведет кстолкновению, крайне низка. В. нашем примере два РА по очереди передают своизапросы в рамках расширенного кадра, разграниченного командой ALH (2).Обозначение ALH (0) не является границей нового кадра и применяется для того,чтобы показать, что текущий кадр еще не завершен.
Во избежание излишних передач команд ALH параметр (N),обозначающий длину кадра для приема вызовов, употребляется также вкомандах-подтверждениях АСК (на рис. 3.3 — в командах ACKQ,сообщающих, что все каналы заняты и вызов поставлен в очередь), а также вкомандах GTC, направляющих РА на рабочий канал.
В нашем примере после того, как проблема столкновениязапросов была разрешена, в командах ACKQ (1) ТК вновь задает длину кадра дляответов всего в один слот.
Для создания возможности ответа конкретному абонентуТК может передать специальную разновидность команды-приглашения (ALHR),резервирующую КУ только для ответа требуемого радиоабонента.
Адресация радиоабонентов
Адрес каждой абонентской радиостанции &транкинговых системах МРТ 1327 состоит из 20 битов, которые делятся на7-битовый префикс и 13-битовый идентификатор. Таким образом, длякаждого префикса можно иметь 8192 или 213 различных адресов РА. Всистемах МРТ 1327 адреса от 1 до 8100 используются для идентификации абонентов,а остальные адреса (от 8101 до 8191) для служебных целей.
Поскольку обычно все члены одной группы связи получаютадреса с одинаковым префиксом, в большинстве команд, таких как RQS или GTC,можно разместить адреса как вызывающего, так и вызываемого РА за счет того,что префикс включается в команду только один раз. Это позволяет ускорить обменна канале управления.
.При вызове абонентской радиостанции с тем же префиксом команда-запрос (RQS)уже содержит всю информацию, необходимую для установления соединения. Однако, вслучае вызова РА с другим префиксом, вся необходимая информация не можетпоместиться в одном адресном кодовом слове, и приходится использоватьпроцедуры «расширенной адресации», предусмотренные в протоколе МРТ1327.
Процедурыустановления соединении
Из несколькихразличных процедур установления соединений, подробно описанных в протоколе МРТ1327. рассмотрим вариант, когда один РА вызывает другого РА, причем оба ра имеют один и тот же префикс.
Процедура установления соединения состоит из этапов,показанных на рис. 3.4.
/>
Рис. 3.4. Индивидуальный вызов радиоабонента с такимже префиксом
Пояснения к рис. 3.4: •'•
1. ТКпередает очередную команду-приглашение ALH (3), в которой объявляет, что будет слушать ответы РА втечение трех следующих слотов.
2. РА № 1 передает запрос RQS'naголосовую связь с PA Ns 2.
3. ТКпередает команду «Ответьте» (AHY), чтобы проверить, есть ли на связи вызываемый PA Ns 2, причем для ответа этого РА принудительно резервируетсяследующий слот. Команда AHY, кроме того, служит для РА № 1 подтверждением, чтоего запрос на связь (RQS) былпринят транкинговым контроллером.
4. ТК получает от РА № 2 подтверждениеготовности (АСК).
5. ТКвыдает обоим РА команду перейти на рабочий канал (GTC) и начать переговоры. Для большей надежности команда GTCпередается дважды подряд.
Во время сеанса связи контроллертранкинговой системы следит за рабочим каналом и время от времени принимаетоттуда команды, подтверждающие, что сеанс связи идет нормально. По окончаниисеанса связи, когда оба РА нажали клавишу разъединения (Disconnect), либо когда истекло максимальное время, отводимое на обычную связь,ТК передает команду CLEAR, которая разрывает соединение и переключает обоих РАна канал управления.
Дополнительные возможности систем МРТ 1327
Как было отмечено выше, протоколы МРТ 1327 и МРТ 1343,как бы объемны они ни были, определяют лишь некоторый обязательный минимумтребований к функционированию транкин-говых контроллеров, базовых и абонентскихрадиостанций.
Многие другие свойства систем МРТ 1327, достаточношироко известные и повышающие эффективность и удобство в работе, в протоколе неописаны, хотя в той или иной мере реализуются производителями базового иабонентского оборудования.
К таким свойствам относятся наличие динамическоготаймера соединений, обеспечивающего сокращение длительности сеансов связи впериоды пиковой нагрузки, ведение раздельных очередей на занятие рабочихканалов и очередей к конкретным РА, возможность динамической перегруппировкиРА и т.д.
Дополнительные возможности,'предоставляемые различными реализациями систем МРТ 1327, будут упомянуты ниже вразделах, посвященных соответствующим системам.