WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Утверждение 4. Среднее число вершин с ненулевым временем проRS смотра в ДРК R-SICTA (Tk ) вычисляется как 1 1 1 1 k RS Tk = + q Tk - + q + - (q - q)Nk, (11) 2 4 2 4 2 где Tk – среднее число вершин в ДРК СДА; Nk – среднее число конфликтов кратности два в ДРК СДА начальной кратности k; q – ошибка восстановления пакета после нейтрализации успешно принятого сигнала, а q – после нейтрализации конфликтного сигнала.

Данное утверждение позволяет получить приближение для скорости предложенного алгоритма R-SICTA следующим образом:

4R RRS, (12) 2 + q + 2R(1 - (q - q)) где R – скорость СДА и = 0, 721. В работе также указан способ получения точных границ для скорости алгоритма R-SICTA.

В диссертационной работе предлагается заменить алгоритм ДЭО, используемый в конкурентном интервале кадра IEEE 802.16, на предложенный алгоритм R-SICTA. На рисунке 4 проведено сравнение общей задержки передачи сообщения в системе IEEE 802.16 для M = 6 и K = 1. Видно, что при отсутствии ошибок восстановления пакета предложенный алгоритм R-SICTA демонстрирует выигрыш по задержке в 50 – 60 % по сравнению со стандартным алгоритмом ДЭО. В худшем случае, когда восстановление пакетов данных невозможно и q = q = 1, величина выигрыша снижается до 25 – 56 %.

Суммарная интенсивность входного потока, Мбит/с Рисунок 4. Общая задержка передачи сообщения в IEEE 802.16: 1 – ДЭО; 2 – СДА; 3 – МДА; 4 – R-SICTA, q = q = 0; 5 – SICTA В четвертом разделе рассмотрен абонент системы связи, совмещающий в себе функциональность двух телекоммуникационных протоколов: IEEE 802.16 и IEEE 802.11. Для обеспечения одновременной работы такого двуxпротокольного абонента в обеих сетях введен принцип координирования на подуровне управления доступом к среде. Предложен ряд алгоритмов координирования, а также простой способ оценки их производительности.

Общая задержка сообщения, мс Помимо развития телекоммуникационных протоколов в отдельности, наблюдается тенденция к созданию универсального оборудования.

Следуя ей, ряд авторов предлагает объединить функциональность различных протоколов в рамках многопротокольного абонента. Такой абонент может одновременно работать в нескольких сетях передачи информации. В диссертационной работе рассматривается наиболее интересный для исследования случай совместной работы протоколов IEEE 802.11 и IEEE 802.16. Ставится задача обеспечения совместной работы непосредственно на подуровне УДС двухпротокольного абонента.

Отметим, что IEEE 802.11 и IEEE 802.16 функционируют в различных частотных диапазонах. Таким образом, соответствующие сети передачи информации могут сосуществовать, не препятствуя работе друг друга. Однако при совмещении двухпротокольной функциональности в одном устройстве возникает дополнительная проблема даже при наличии технической возможности вести передачу и прием в обеих сетях одновременно. В силу близости расположения радиотрактов, передача данных в одной сети с высокой вероятностью препятствует успешному приему данных в другой. Для предотвращения отмеченной проблемы предлагается использовать специализированный модуль, предназначенный для координирования работы подуровней УДС сетей IEEE 802.11 и IEEE 802.16. Этот модуль будем далее называть Координатором УДС.

Координатор УДС осуществляет контроль передачи данных двухпротокольным абонентом в обеих сетях передачи информации и, таким образом, обеспечивает их сосуществование. Учитывая тот факт, что работа протокола IEEE 802.16 построена на составлении общего расписания, Координатор ограничивается лишь наблюдением активности, связанной с получением и отправкой пакетов данных в этой сети, непосредственно влияя лишь на работу сети IEEE 802.11. В частности, Координатор разрешает или запрещает доступ IEEE 802.11 к среде передачи в зависимости от текущего расписания IEEE 802.16.

Алгоритмы координирования позволяют реализовать такую работу двухпротокольного абонента, при которой будут учтены ограничения на его функционирование в зависимости от возможностей его радиотракта.

Основная идея базового алгоритма координирования состоит в разрешении протоколу IEEE 802.11 начинать и вести передачу исключительно в моменты времени, соответствующие паузе в работе протокола IEEE 802.16. Базовый алгоритм предусматривает обмен лишь фиксированными блоками данных по протоколу IEEE 802.11 и может быть улучшен.

Основная идея улучшенного алгоритма координирования предполагает динамическое изменение размера блока данных с учетом сведений о работе сети IEEE 802.16.

Как базовый алгоритм координирования, так и его улучшение используют только паузы в расписании работы сети IEEE 802.16. Снимая данное ограничение, можно достичь более высокой производительности. Однако одновременный прием и передача данных могут быть технически реализованы только в случае наличия двух раздельных антенн у двухпротокольного абонента. Будем называть алгоритм, использующий данную возможность, улучшенным алгоритмом координирования с подавлением сигнала занятости канала связи. Предложенный в диссертационной работе вариант такого алгоритма можно рассматривать как обобщение улучшенного алгоритма на случай наличия двух раздельных антенн у двухпротокольного абонента.

Выше отмечалось, что работа Координатора непосредственно не влияет на расписание сети IEEE 802.16. Сосредоточимся на анализе сети IEEE 802.11. Определим производительность (goodput) двухпротокольного абонента как долю физической скорости передачи данных в сети IEEE 802.11, доступную для отправки пакетов данных на подуровне УДС. Производительность при введенных в диссертационной работе ограничениях представляет собой оценку сверху для производительности, которая может быть достигнута в реальной системе связи.

В работе доказаны утверждения относительно производительности базового, улучшенного, а также улучшенного алгоритма координирования с подавлением, которые позволяют сравнить их производительность на рисунке 5. Видно, что улучшенный алгоритм координирования с подавлением достигает наивысшей производительности за счет одновременной передачи и приема данных. Предложенный алгоритм позволяет повысить производительность двухпротокольного абонента более чем на 50 % по сравнению с известными подходами.

25 10 20 30 40 50 60 Физическая скорость передачи данных, Мбит/с Рисунок 5. Эффективность алгоритмов координирования: 1 – базового; 2 – улучшенного; 3 – улучшенного с подавлением В заключении приведены основные результаты, полученные в диссертационной работе.

В приложении А собраны известные результаты относительно алгоритма двоичной экспоненциальной «отсрочки».

В приложении Б дан способ расчета скорости древовидных алгоритмов с последовательным погашением интерференции.

Производительность подуровня УДС, Мбит/с ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Основные результаты, полученные в диссертационной работе, можно сформулировать следующим образом.

1. Произведена количественная оценка времени стабильной работы алгоритма разрешения конфликтов в сети передачи информации с большим числом абонентов.

2. Приведен обобщенный расчет скорости алгоритма двоичной экспоненциальной «отсрочки» в условиях насыщения на основе теории регенерирующих процессов.

3. Проведена оптимизация работы алгоритма двоичной экспоненциальной «отсрочки» на стадии резервирования ресурса.

4. Рассмотрена модель для оценки общей задержки передачи в централизованной системе связи, учитывающая как задержку резервирования, так и задержку обслуживания сообщений.

5. Разработан эффективный древовидный алгоритм со свойством последовательного погашения интерференции.

6. Предложен способ расчета скорости алгоритмов из класса древовидных алгоритмов случайного множественного доступа со свойством последовательного погашения интерференции.

7. Разработан новый алгоритм координирования работы двухпротокольного абонента с подавлением сигнала занятости канала связи.

8. Предложен способ вычисления производительности двухпротокольного абонента.

Основное содержание работы

изложено в следующих публикациях (статьи 1–4 опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК):

1. Андреев С. Д., Семенов С. А., Тюрликов А. М. Методики оценки параметров радиоканала // Информационноуправляющие системы. 2007. № 4. С. 37–43.

2. Андреев С. Д., Нилова А. В., Тюрликов А. М. Использование конкурентного опроса в широкополосных беспроводных сетях // Информационно-управляющие системы. 2008. № 6.

С. 44–53.

3. Андреев С. Д., Пустовалов Е. В., Тюрликов А. М.

Древовидный алгоритм разрешения конфликта, устойчивый к неполному погашению интерференции // Автоматика и телемеханика. 2009. № 3. С. 78–96.

4. Андреев С. Д. Управление работой двухпротокольного абонента в беспроводных телекоммуникационных сетях // Системы управления и информационные технологии. 2009.

№ 1.1. С. 108–112.

5. Андреев С. Д. Исследование стабильности систем случайного множественного доступа под управлением алгоритма АЛОХА // Тр. научной сессии ГУАП. 2006. Т. 1. С. 237–240.

6. Андреев С. Д. Оптимизация механизма единичного опроса в беспроводных региональных сетях // Тр. научной сессии ГУАП. 2007.

Т. 1. С. 78–82.

7. Андреев С. Д., Пустовалов Е. В. Древовидные алгоритмы разрешения конфликтов с использованием подавления интерференции в условиях канала с шумом // Тр. научной сессии ГУАП. 2008. Т. 1. С. 82–85.

8. Винель А. В., Андреев С. Д. Оценка среднего времени пребывания алгоритма Binary Exponential Backoff в устойчивом состоянии // Тр.

научной сессии ГУАП. 2006. Т. 1. С. 250–253.

9. Andreev S. Throughput estimation for a personal wireless networks standard // Proc. of the Forum «Information Systems. Problems, Perspectives, Innovation Approaches». Vol. 2. 2007. P. 33–38.

10. Andreev S., Dubkov K., Turlikov A. IEEE 802.11 and 802.16 cooperation within multi-radio stations // Proc. of the 11th WPMC Symposium. 2008.

P. 1–5.

11. Andreev S., Pustovalov E., Turlikov A. SICTA modifications with single memory location and resistant to cancellation errors // Proc. of the 8th NEW2AN Conference. 2008. P. 13–24.

12. Andreev S., Pustovalov E., Turlikov A. Tree algorithms with free access and interference cancellation in presence of cancellation errors // Proc. of the 11th WPMC Symposium. 2008. P. 1–5.

13. Andreev S., Saffer Zs., Anisimov A. Overall delay analysis of IEEE 802.network // Proc. of the IEEE ICC. 2009. P. 1–6.

14. Andreev S., Turlikov A., Vinel A. Performance analysis of a high-speed ultra-wideband WPAN MAC // Proc. of the 14th ASMTA Conference. 2007.

P. 44–49.

15. Andreev S., Turlikov A., Vinel A. Contention-based polling efficiency in broadband wireless networks // Proc. of the 15th ASMTA Conference. 2008.

P. 295–309.

16. Andreev S., Turlikov A., Vinel A. Symmetric user grouping for multicast and broadcast polling in IEEE 802.16 networks // Selected Lectures on Multiple Access and Queuing Systems / Ed. by V. Vishnevsky, A. Vinel, Y. Koucheryavy, D. Staehle. SPb.: SUAI, 2008. P. 52–62.

17. Andreev S., Vinel A. Gilbert-Elliott model parameters derivation for the IEEE 802.11 wireless channel // Proc. of the DCCN Workshop. Vol. 1.

2007. P. 101–107.

18. Andreev S., Vinel A. Performance analysis and enhancement of an ultrawideband WPAN MAC in the presence of noise // Proc. of the 11th Symposium on Problems of Redundancy in Information and Control Systems.

2007. P. 117–122.

19. Saffer Zs., Andreev S. Delay analysis of IEEE 802.16 wireless metropolitan area network // Proc. of the 15th ICT Conference. 2008. P. 1–5.

Формат бумаги 60 84 1/16. Бумага офсетная. Печ. л. 1,25.

Тираж 100 экз. Зак. № Отпечатано в редакционно-издательском центре ГУАП 190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул.,

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»