Процесс определения топологии радиосети передачи данных в декаметровом диапазоне частот

 
ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 
139

ЭКОНОМИКА И ПРАВО 
 
2008. Выпуск 1 

 
УДК 681.3.07 
 
О.В.Меркушев 
 
ПРОЦЕСС ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОПОЛОГИИ РАДИОСЕТИ ПЕРЕДАЧИ 
ДАННЫХ В ДЕКАМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ 
 
Рассматриваются вопросы построения цифровой сети передачи данных с радиодоступом в КВ-диапазоне частот с применением маршрутизации пакетов данных по доступному маршруту в случае возникновения длительных замираний сигнала, описывается процесс определения топологии сети, предлагаются алгоритмы поведения 
станций при определении топологии сети. 
 
Ключевые слова: маршрутизация, матрица доступа, коллизии, теневые станции, канал 
связи, частотный диапазон, сетевая станция, алгоритм, протокол, кадр, пакет, формат, временной слот, EIGRP, ГЛОНАС, STD-188-141B.  
 
Построение цифровой сети передачи данных в декаметровом диапазоне 
частот сопряжено с рядом трудностей, обусловленных характером распространения радиоволн в этом диапазоне частот, так как он характеризуется 
большой зашумленностью, а также наличием кратковременных и длительных 
замираний сигнала. Под замирающим сигналом в КВ-радиосвязи подразумевают сигнал с флуктуирующими параметрами, которые вызываются случайным изменением коэффициента передачи радиоканала [5]. Данное явление 
есть физический процесс, зависящий от таких условий, как: время года, время 
суток, солнечная активность, направление распространения сигнала и т.п. 
Процесс замираний радиосигналов характеризуется обычно двумя величинами – глубиной и скоростью. Под скоростью замираний понимают средний 
промежуток времени между двумя последовательными минимумами или 
максимумами коэффициента передачи радиоканала. По скорости замирания 
разделяются на быстрые (кратковременные) и медленные (длительные). 
Средний период замираний колеблется от 0,1с на длинных трассах до 2с на 
коротких трассах [5]. Уровень сигнала из-за замираний может меняться на 
несколько порядков. 
Флуктуации параметров сигнала приводят к искажениям передаваемых 
данных, в случае использования КВ-радиосвязи для организации цифровой 
сети передачи данных. Искажения данных, вносимые помехами и кратковременными замираниями, устраняются существующими методами кодирования 
и декодирования передаваемых данных. Однако проблема возникновения 
длительных замираний сигнала (продолжительность длительного замирания 
может исчисляться часами) не может быть решена методами кодирования и 
декодирования. Длительные замирания сигнала приводят к невозможности 
установления связи между определенными станциями в течение длительного 
времени. При этом сохраняется возможность установления соединения с другими сетевыми станциями, находящимися вне зоны замирания сигнала. В 

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

О.В. Меркушев 

2008. Выпуск 1 
 
ЭКОНОМИКА И ПРАВО 

 

 

этом случае возможно организовать передачу данных к станции назначения 
через промежуточные сетевые станции.  
Структура сети передачи данных предполагает наличие в сети множества станций, размещенных произвольным образом в некоторой области. Наличие множества станций создает множество путей передачи данных от исходной станции до станции назначения. Пути передачи данных характеризуются набором параметров, таких как: 
– 
количество промежуточных станций; 
– 
скорость передачи; 
– 
количество ошибок, возникающих вследствие воздействия помех; 
– 
уровень помех в канале; 
– 
время действия канала; 
– 
задержка при передаче и т.п. 
Выбор оптимального маршрута выполняется модулем маршрутизации 
сетевой станции на основании комплексной оценки маршрута. В зависимости 
от типа маршрутизатора определение наиболее оптимального маршрута выполняется математическим аппаратом определения кратчайшего пути на основании сведений о топологии сети [6], собранных маршрутизатором и представленных в виде графа, или может быть выполнено путем выбора наименьшего значения комплексной оценки маршрута (метрики), вычисленной 
маршрутизатором в ходе определения соседних станций и обмена данными с 
ними [1,2,4]. В последнем случае сетевая станция не имеет полного представления о топологии всей сети и использует вычисленное значение метрики для 
выбора соседней станции, через которую проходит маршрут передачи данных к станции назначения.  
Каналы связи декаметрового диапазона частот характеризуются невысокой скоростью передачи (2400,4800 PSK/s), что накладывает ограничения 
на алгоритм поведения маршрутизатора. В качестве основы для разработки 
алгоритма маршрутизации пакетов в проектируемой радиосети был принят 
расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol-EIGRP), базирующийся на алгоритме распространения обновлений информации о маршрутах (Diffusing Update AlgorithmDUAL). Данный протокол обладает следующими особенностями [1]: 
- минимальное использование сетевых ресурсов: устанавливает отношения соседства, поддерживает их, не производит периодического обновления маршрутов, не создает лавинообразного распространения маршрутных 
таблиц; 
- передача информации о маршрутах выполняется только при изменениях в топологии сети; 
- быстрая сходимость алгоритма при изменении топологии сети. 
EIGRP представляет собой усовершенствованный дистанционновекторный протокол. Выбор оптимального маршрута осуществляется на основе метрик, вычисляемых для каждого маршрута. Для вычисления метрики 
протокол маршрутизации использует минимальную пропускную способность 
канала передачи информации до станции назначения и полную (суммарную) 

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com