QoS در شبکه های MANET: نحوه اولویت بندی صدا، فرمان، تله متری و ویدئو PTT

یک MANET می‌تواند یک تماس PTT واضح را در یک لحظه انجام دهد و لحظه‌ای دیگر با حرکت گره‌ها، مسیرها افزایش پرش یا یک جریان ویدیویی زمان پخش مشترک را با مشکل مواجه کند. از آنجایی که ظرفیت بی سیم متغیر است و توان عملیاتی درک شده اغلب کمتر از نرخ اسمی رادیو می باشد، رفتار یکسان با هر بسته می تواند به سرعت تحویل فرمان، تازگی تله متری و قابلیت درک صدا را کاهش دهد.

MANET QoS موثر با تطبیق هر نوع ترافیک با ارزش عملیاتی و تحمل تاخیر، از دست دادن و ازدحام شروع می شود. بخش های پیش رو نحوه اولویت بندی صدا، فرمان، تله متری و ویدیو PTT را نشان می دهد در حالی که با تغییر شرایط، مش را پاسخگو نگه می دارد.

 

قبل از لمس صف ها، ترتیب ترافیک را تنظیم کنید

قاضی ترافیک بر اساس تاثیر ماموریت و حساسیت زمانی

اولویت ترافیک باید منعکس کننده این باشد که اگر پیامی دیر برسد چه اتفاقی می افتد و اینکه برنامه چگونه به تاخیر یا از دست دادن واکنش نشان می دهد. صدای PTT بسیار حساس به تاخیر است، اما یک فرمان اضطراری کوچک ممکن است تاثیر ماموریت بیشتری داشته باشد. تله متری بحرانی می تواند به سرعت منقضی شود، گزارش های معمولی می توانند دسته بندی را تحمل کنند، و ویدئو اغلب می تواند نرخ بیت یا وضوح را کاهش دهد.

ترافیک کنترل شبکه نیاز به حفاظت جداگانه دارد زیرا مسیریابی و نگهداری توپولوژی، فابریک ارسال را زنده نگه می دارد. کنترل شبکه، حامل تلفن، سیگنالینگ، ترافیک تعاملی بلادرنگ، و چندرسانه‌ای تطبیقی ​​به کلاس‌های خدمات متفاوتی نیاز دارند تا یک کلاس «بحرانی». یک خط مشی MANET QoS صحیح از همان اصل پیروی می کند: ترافیک را بر اساس رفتار مورد نیاز طبقه بندی کنید، نه با برچسب اهمیت مبهم.

با یک نردبان اولویت دفاعی شروع کنید

یک دستور شروع عملی این است:

1. مسیریابی، همگام سازی و ترافیک کنترل شبکه.

2. دستورات اضطراری و سیگنالینگ PTT.

3. ترافیک حامل صدای PTT.

4. تله متری بحرانی و آلارم.

5. ویدیوی عملیاتی با نرخ کنترل شده

6. تله متری معمول، انتقال فایل و داده های پس زمینه.

این سلسله مراتب دائمی نیست. مرحله شناسایی ممکن است به طور موقت یک جریان ویدیویی را بالا ببرد، در حالی که مرحله تخلیه ممکن است از به‌روزرسانی‌های موقعیت و صدا با شدت بیشتری محافظت کند. لغوها باید صریح، محدود شده و با پایان مرحله ماموریت حذف شوند. سلسله مراتب همچنین عملکردهای بقای مش را بالاتر از ترافیک کاربر در هنگام کاهش ظرفیت نگه می دارد.

الف خط مشی MANET QoS همچنین به یک مرز نرخ نیاز دارد. خدمات با اولویت بالا باید ارسال قابل پیش بینی را در یک پاکت مهندسی شده ارائه دهد، نه انتقال نامحدود. در غیر این صورت، جلسات صوتی همزمان یا ترافیک طبقه بندی نادرست می تواند صف سخت و فرمان آسیب، تله متری و عملکرد مسیریابی را پر کند.

 

به هر نوع ترافیک درمانی که واقعاً نیاز دارد بدهید

صدای PTT را سریع نگه دارید - اما سقفی روی آن قرار دهید

ترافیک حامل PTT به یک صف با تاخیر کم محدود تعلق دارد زیرا وقتی بسته ها در پشت فریم های داده بزرگ منتظر می مانند، هماهنگی گفتاری ارزش خود را از دست می دهد. ارسال تسریع شده یک رفتار شروع رایج برای صدای با نرخ کنترل شده است زیرا از سرویس تاخیر کم، کم صدا و کم تلفات زمانی که مجموع با یک نرخ پیکربندی شده ارائه می شود، پشتیبانی می کند. این مرز نرخ ضروری است.

در MANET QoS، بسته های سیگنالینگ PTT یا کنترل کف باید به طور جداگانه طبقه بندی شوند، زمانی که سیستم آنها را در معرض دید قرار می دهد. یک درخواست کوتاه برای گفتگو یا کمک مالی ممکن است فوریتر از ادامه جریان صوتی باشد. کنترل پذیرش، محدودیت‌های جلسه، یا نظارت پلیس می‌تواند از مصرف بیش از حد گروه‌های گفتگو از زمان پخش محافظت شده جلوگیری کند.

فرمان و تله متری را به کلاس های معنادار تقسیم کنید

ترافیک فرمان نیاز به ارسال با اطمینان بالا و تاخیر کم دارد بدون اینکه در پشت صدای بی وقفه به دام افتاده باشد. صف های کوچک و قوانین انقضا به جلوگیری از رسیدن دستورالعمل های قدیمی پس از تغییر شرایط کمک می کند. قدردانی نیاز به درمان مشابه دارد زیرا در صورت تأخیر در تأیید، دستور سریع مفید نیست.

تله متری باید به دو کلاس بحرانی و روتین تقسیم شود. آلارم ها، تغییرات ناگهانی موقعیت، خطاها، حالت های ایمنی و بازخورد کنترل در کلاس بحرانی قرار دارند. گزارش‌های دوره‌ای بهداشت و محیط زیست می‌توانند از تجمع، محدودیت‌های انفجاری یا فواصل طولانی‌تر استفاده کنند. MANET QoS باید از تازگی محافظت کند، نه صرفاً تحویل بسته.

سیگنالینگ، تلفن و کنترل تعاملی بلادرنگ از درمان جداگانه سود می برند زیرا اندازه بسته ها، الگوهای رسیدن و الزامات تاخیر آنها متفاوت است. یک استقرار QoS MANET ممکن است نقاط کد مختلفی را انتخاب کند، اما صف‌های آن باید این تمایزات عملکردی را حفظ کنند. داده‌های روتین هرگز نباید فوریت را صرفاً به این دلیل به ارث ببرند که از یک نقطه پایانی منشا می‌گیرند.

ویدیو را به اولین جریان اصلی برای تطبیق تبدیل کنید

ویدئو باید پهنای باند مطمئنی را دریافت کند تا اولویت دقیق نامحدود. ویدئوی تعاملی تطبیقی ​​می‌تواند با کلاس سبک AF4x مطابقت داشته باشد، در حالی که ویدیوی بی‌ارتجاع زمان واقعی ممکن است درمان شبیه CS4 را توجیه کند. نگاشت نهایی به رمزگذار، رفتار جریان و الزامات ماموریت بستگی دارد.

در MANET QoS، تخریب ویدئو باید در مراحل انجام شود: کاهش نرخ بیت، سپس نرخ فریم یا وضوح، و در نهایت تعلیق فیدهای ثانویه. در جایی که کدک اهمیت بسته را نشان می‌دهد، ابرداده، اطلاعات کنترلی و داده‌های تصویر ضروری باید قبل از ترافیک بهبود زنده بماند.

 

اولویت ها را در یک شبکه چند هاپ متحرک دست نخورده نگه دارید

سیاست را در هر رله اجرا کنید

علامت گذاری منبع به تنهایی MANET QoS سرتاسری ایجاد نمی کند. هر رله‌ای که می‌تواند شلوغ شود باید ترافیک را به‌طور مداوم طبقه‌بندی کند، در صف قرار دهد و برنامه‌ریزی کند، یا صدای علامت‌گذاری‌شده ممکن است همچنان پشت یک انفجار ویدیویی در پرش بعدی منتظر بماند. مرزهای اعتماد همچنین از برچسب گذاری ترافیک پس زمینه به عنوان فرمان فوری یا کنترل شبکه توسط نقاط پایانی جلوگیری می کند.

تصمیمات MANET QoS باید بر اساس مسیر کامل باشد. توان عملیاتی با دسترسی متوسط، محو شدن، نویز، تداخل، ارسال مجدد و تغییر توپولوژی متفاوت است. جریانی که در یک هاپ قرار می گیرد ممکن است زمان پخش مکرر را در چندین رله مصرف کند و ظرفیت جریان های نزدیک را کاهش دهد. هم ترازی صف در آن رله ها مانع از خنثی سازی خط مشی اعمال شده در جاهای دیگر توسط یک هاپ ضعیف می شود.

به روز رسانی مسیریابی و توپولوژی به خدمات رزرو شده نیز نیاز دارد. اگر ازدحام بسته‌های مورد نیاز برای حفظ مسیرها را به تاخیر بیاندازد، بازیابی کند می‌شود و صف‌های برنامه رشد می‌کنند. بنابراین حفاظت از کنترل شبکه از هر کلاس QoS دیگر MANET پشتیبانی می کند.

با تغییر مسیر، بار را تغییر دهید

تصمیم پذیرش ایستا زمانی ناامن می شود که یک مسیر جهش داشته باشد یا ارسال مجدد در یک پیوند ضعیف افزایش یابد. عمق صف، طول مسیر، کیفیت پیوند، نرخ ارسال مجدد و ظرفیت تخمینی باید پاسخ مرحله‌ای را ایجاد کند. ابتدا ویدیو را کاهش دهید، فیدهای ثانویه را متوقف کنید، تله متری روتین را آهسته کنید، و قبل از آسیب رساندن به فرمان، تله متری حیاتی، یا سرویس PTT محدود، جلسات غیر ضروری جدید را رد کنید.

محدودیت‌های تازگی باید برای دستورات، به‌روزرسانی‌های مکان و مقادیر حسگر اعمال شوند. زمانی که اطلاعات از طول عمر عملیاتی خود بیشتر شود، حذف آن امن تر از صرف زمان پخش برای داده های قدیمی است. این به ویژه پس از تغییر مسیر مفید است، زمانی که بسته های بافر ممکن است بیشتر از ارزش خود باقی بمانند. بررسی های پذیرش مجدد نیز باید زمانی انجام شود که مسیر انتخابی تغییر مادی داشته باشد.

QoS نمی تواند طیف ایجاد کند یا یک مسیر شکسته را تعمیر کند. با حذف کمترین آسیب‌دیدگی در ابتدا، کمبود را قابل پیش‌بینی می‌کند. سیاستی که هرگز با تغییر توپولوژی سازگار نیست، یک استراتژی QoS کامل MANET نیست.

 

سیاست را به نمایه های زمینی و هوایی تبدیل کنید

نمایه زمینی برای ارتباطات تیمی به رهبری PTT

یک نمایه زمینی باید بر سیگنال‌های PTT، صدا، فرمان‌های ارسال، به‌روزرسانی‌های موقعیت و یک جریان ویدیویی کنترل‌شده متمرکز باشد. WDS MIMO-BP ترکیبی از PTT، اترنت و رابط‌های سریال، اولویت سرویس قابل انتخاب، ویدیوی اختیاری با تاخیر کم، و دید مدیریتی برای توپولوژی، کیفیت سیگنال و ترافیک است. این توابع به جای یک صف تمایز نیافته، یک نمایه عملی را پشتیبانی می کنند.

پیام‌های کنترل طبقه باید به سرعت از پخش‌های ویدیویی عبور کنند، صدای فعال باید سرویس با تأخیر کم محدود را دریافت کند، و تغییرات مهم مکان باید محافظت شود. هنگامی که کیفیت پیوند کاهش می یابد یا مسیر طولانی می شود، گره می تواند به یک نمایه QoS محدود کننده MANET تغییر مکان دهد که قبل از اینکه هماهنگی آسیب ببیند، گزارش های ویدئویی و معمول را کاهش می دهد. داده های مدیریتی مانند توپولوژی و نسبت سیگنال به نویز می توانند به راه اندازی آن سوئیچ کمک کنند.

یک نمایه هوابرد که ابتدا از کنترل محافظت می کند

یک نمایه هوابرد باید دستورات پرواز یا محموله، تصدیقات و تله متری حیاتی را مقدم بر کیفیت تصویر قرار دهد. WDS MIMO-AB از اترنت و انتقال سریال، MAVLink، اولویت سرویس قابل انتخاب و رابط های ویدیویی با تاخیر کم اختیاری پشتیبانی می کند. این رابط‌ها اجازه می‌دهند که کنترل و ترافیک باربری یک گره را بدون اشتراک یک درمان به اشتراک بگذارند.

به محض اینکه کیفیت مسیر بدتر می شود، نه پس از ظاهر شدن مهلت های زمانی دستور، نرخ بیت ویدیو باید کاهش یابد. متوسط ​​تاخیر 6 میلی‌ثانیه تک‌هاپ یک طرفه تحت پیکربندی 20 مگاهرتز، یک رقم عملکرد در سطح مؤلفه است تا تضمینی سرتاسر در مسیر متحرک. برنامه ریزی MANET QoS هوابرد باید شامل تعداد رله، صف بندی، ارسال مجدد و حلقه کنترل کامل باشد.

 

لحظاتی را که احتمال شکست این سیاست وجود دارد را آزمایش کنید

ازدحام، حرکت، و انفجارهای ترافیکی را بازتولید کنید

یک تست توان عملیاتی تک هاپ تمیز نمی تواند MANET QoS را تایید کند. طرح آزمایشی باید چندین کاربر را که PTT را فشار می‌دهند با ویدیوی پیک نرخ، یک رله رله در حین مکالمه، یک مسیر افزایش جهش، آلارم‌های حسگر همزمان و تغذیه‌های زمینی و هوایی رقابتی ترکیب کند. پیوندهای ضعیف، نامتقارن یا متاثر از تداخل نیز اهمیت دارند زیرا توپولوژی MANET و ظرفیت شناسایی شده می توانند به سرعت تغییر کنند. آزمایش‌ها باید شامل بازیابی باشد، نه تنها شکست، بنابراین مهندسان می‌توانند ببینند که آیا اولویت‌ها پس از تثبیت مسیر به حالت عادی باز می‌گردند یا خیر.

هر سناریو را با تعداد گره های مختلف، الگوهای تحرک، ترکیب ترافیک و بارهای پیشنهادی تکرار کنید. هدف شناسایی نقطه ای است که در آن هر سرویس شروع به شکست می کند، نه ایجاد یک معیار مطلوب. این مرز نشان می‌دهد که آیا محدودیت‌های پذیرش، اندازه‌های صف و قوانین تخریب با شبکه واقعی مطابقت دارند یا خیر. همچنین نشان می‌دهد که آیا لغو موقت اولویت بیشتر از زمان مورد نظر فعال باقی می‌ماند یا خیر.

نتایج را بر اساس خدمات اندازه گیری کنید، سپس به ترتیب مناسب تنظیم کنید

تست های PTT باید زمان اکتساب طبقه، تاخیر، لرزش، از دست دادن و قابل فهم بودن را ثبت کنند. ارزیابی فرمان به زمان تأیید، صدک‌های تحویل، وقفه‌های زمانی، و کاهش‌های فرمان کهنه نیاز دارد. تله متری باید بر اساس سن به روز رسانی و آلارم های از دست رفته قضاوت شود. معیارهای ویدئو باید شامل تاخیر سرتاسر، نرخ فریم قابل استفاده، سرعت تطبیق و بازیابی پس از تغییر مسیر باشد، در حالی که سلامت شبکه باید همگرایی، ارسال مجدد، عمق صف، افت هر کلاس و سربار کنترل را دنبال کند.

تنظیم باید مسیر بسته را دنبال کند. ابتدا طبقه‌بندی را تأیید کنید، علامت‌گذاری‌ها را در هر رله بررسی کنید، محدودیت‌های صف و زمان‌بندی را بررسی کنید، کنترل‌های پذیرش و سقف نرخ را تنظیم کنید، سپس تطبیق ویدیو را تنظیم کنید و شرایط رادیویی یا مسیریابی را دوباره ارزیابی کنید. این ترتیب خطاهای خط مشی را از خطاهای مسیر جدا می کند و بازتولید نتایج QoS MANET را آسان تر می کند. پس از هر تغییر به جای پذیرش بهبود در یک سناریوی نامرتبط، مورد اصلی اضافه بار را مجدداً آزمایش کنید.

 

نتیجه گیری

MANET QoS قابل اعتماد به چیزی بیش از قرار دادن صدا در بالای ویدیو بستگی دارد. کنترل شبکه، دستورات فوری، سیگنال دهی PTT، تله متری حیاتی، و ویدئوی تطبیقی ​​هر کدام نیاز به درمان دارند که ارزش عملیاتی، تحمل تاخیر و تقاضای پهنای باند آنها را منعکس کند. خط‌مشی‌ها نیز باید با تغییر تعداد پرش، ازدحام و کیفیت پیوند تنظیم شوند.

شرکت فناوری Shenzhen Sinosun، آموزشی ویبولیتین کوله پشتی MIMOmesh و پلتفرم های رادیویی هوابرد را ارائه می دهد که از پخش صدا، کنترل، تله متری و ویدیوی ترکیبی پشتیبانی می کند. این سیستم‌ها که با طبقه‌بندی ترافیک منظم، صف‌های اولویت محدود و آزمایش میدانی واقعی استفاده می‌شوند، می‌توانند به تیم‌ها در حفظ ارتباطات ضروری در زمانی که ظرفیت بی‌سیم محدود می‌شود، کمک کنند.

 

سوالات متداول

س: MANET QoS چیست؟

پاسخ: MANET QoS منابع محدود بی سیم را با طبقه بندی و اولویت بندی ترافیک بر اساس پهنای باند، تأخیر، جیتر، از دست دادن بسته و الزامات قابلیت اطمینان در مسیرهای در حال تغییر چند هاپ مدیریت می کند.

س: چرا حفظ QoS در MANET دشوار است؟

پاسخ: تحرک گره، شکست مسیر، کانال های رادیویی مشترک، تداخل، و تغییر ظرفیت پیوند باعث می شود عملکرد انتها به انتها کمتر از شبکه های ثابت قابل پیش بینی باشد.

س: کدام ترافیک باید بالاترین اولویت را داشته باشد؟

پاسخ: بسته‌های کنترل شبکه، دستورات فوری و سیگنال‌دهی PTT عموماً ابتدا به محافظت نیاز دارند و سپس به صدای محدود، تله‌متری بحرانی، ویدیو با نرخ کنترل شده و داده‌های معمول نیاز دارند.

س: آیا صدای PTT همیشه باید بر ویدیو اولویت داشته باشد؟

پاسخ: صدای PTT معمولاً به تأخیر و لرزش کمتری نیاز دارد، اما صف اولویت آن باید با نرخ محدود باشد تا تماس‌های مداوم نتوانند دستورات، تله متری یا ترافیک مسیریابی را مسدود کنند.

س: کدام معیارها برای ارزیابی کیفیت MANET مفید هستند؟

پاسخ: اندازه‌گیری‌های مفید شامل تأخیر سرتاسر، لرزش، از دست دادن بسته، توان عملیاتی، هم‌گرایی مسیر، ارسال‌های مجدد، عمق صف، زمان تأیید فرمان، تازگی تله‌متری و نرخ فریم قابل استفاده است.

س: آیا QoS هنگام تغییر مسیرهای MANET می تواند عملکرد قابل اعتماد را تضمین کند؟

پاسخ: QoS درمان ترافیک را در زمان ازدحام بهبود می بخشد، اما نمی تواند پهنای باند ایجاد کند یا از شکست مسیر جلوگیری کند. وقتی تعداد پرش، تداخل یا کیفیت پیوند تغییر می‌کند، خط‌مشی‌ها باید تطبیق دهند.