ГЛАВА 2
ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ И ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СОТОВЫХ ПАКЕТНЫХ РАДИОСЕТЕЙ
Введение
В известных протоколах случайного множественного доступа, как показано в первой
главе, процедуры являются фиксированными, что предполагает также и фиксацию
диапазона возможных значений системных параметров сети, таких как скорость
передачи, длина пакета геометрические размеры сети (дальность связи),
интенсивность трафика. В реальных условиях работы сетей наблюдаются
существенные флюктуации некоторых параметров и часто в таких пределах, которые
выходят за рамки допустимых значений для принятого протокола, что приводит к
перегрузке или полной блокировке сети. Так, например, для стабильной работы
сети интенсивность трафика должна быть на безопасном удалении от порога
устойчивости, а для максимальной скорости передачи - наоборот как можно ближе к
нему. Т.е. в пакетных радиосетях со случайным множественным доступом проблема
оптимального управления, состоящая в достижении максимальной пропускной
способности при минимальной задержке, должна решаться на основе максимального
совмещения двух названных противоречивых требований, что известные протоколы
обеспечить принципиально не могут в силу отсутствия в них необходимого набора
процедур. Кроме того, в известных протоколах конфликты, возникающие при
конкурентном доступе, разрешаются на общих основаниях с новыми пакетами,
поступившими после возникшего конфликта, что увеличивает задержку передачи.
Поэтому существует потребность в таких методах и протоколах, процедуры которых
отслеживали бы уровень трафика в сети, корректировали на этой основе процедуры
доступа, поддерживая в оптимальных пределах пропускную способность сети,
обеспечивали приоритет передачи пакетам, претерпевших конфликт и поддерживали
устойчивую работу сети в более широком диапазоне изменения значений системных
параметров.
Наличие ретранслятора в сотовых ПР, как центрального элемента сети, дает
дополнительные возможности в организации коллективного использования
радиоканала. Для сетей с небольшим количеством абонентов и низким уровнем
пульсирующего трафика или абонентов с большим регулярным индивидуальным
трафиком разработаны различные в том числе и адаптивные процедуры
централизованного опроса [161, 196, 199]. Для массовых сетей использование
возможностей ретранслятора в адаптивных процедурах децентрализованного
множественного доступа неизвестно. Вместе с тем современный уровень развития
микропроцессорной техники позволяет реализовать в реальном масштабе времени
достаточно сложные процедуры обработки пакетов и принятия решений.
Поэтому важной и актуальной является задача разработки методов и средств
адаптивного управления пропускной способностью и устойчивостью к перегрузкам
сотовых ПР исходя из потенциальной возможности реализации согласованных
процедур абонентов и базовой станции при конкурентном доступе к радиоканалу.
2.1 Адаптивный случайный множественный доступ с разрешением
конфликтов
2.1.1. Описание метода и протоколов
Предлагается метод разрешения конфликтов при конкурентном доступе абонентов к
радиоканалу в сотовых ПР, основанный на селекции конфликтов базовой станцией и
адаптивном управлении вероятностью повторного конфликта в изолированном
временном интервале. Это осуществляется следующим образом. При возникновении
конфликта, факт которого определяется базовой станцией, ею должен быть
сформирован интервал разрешения конфликта, т.е. интервал времени работы
радиоканала, в течение которого будут иметь право передачи только те абоненты,
которые вовлечены в данный конфликт. Для других абонентов в течение этого
времени радиоканал должен быть в занятом состоянии. В интервале разрешения
конфликта должно быть предусмотрено определенное количество очередностей
передачи, адаптированное к интенсивности конфликтов. Очередность передачи
абоненты должны выбирать децентрализовано на равновероятной основе. При
возникновении конфликта в интервале разрешения конфликта абонентом должна быть
назначена повторная передача через интервал времени случайной длительности.
Этот метод реализован в протоколах [200 -203] разработанных на основе базовых
протоколов МДКН с расширением понятия занятости радиоканала на область
специально созданной фазы разрешения конфликта и введением ряда принципиально
новых процедур для абонентов и для ретранслятора. В частности, разработаны
процедуры централизованного формирования ретранслятором фазы разрешения
конфликта, процедуры децентрализованного принятия решения абонентами о передаче
в этой фазе, а также процедуры адаптации параметров фазы разрешения конфликта к
текущему уровню трафика с целью удержания пропускной способности радиоканала в
оптимальных пределах.
С точки зрения стратегии поведения абонентов по отношению к занятому состоянию
радиоканала рассматривается два протокола:
- гибкий адаптивный протокол случайного множественного доступа с разрешением
конфликта ( гибкий АРК);
- жесткий АРК.
Cдержание процедур этих протоколов при занятом состоянии радиоканала
аналогичное процедурам соответствующих протоколов МДКН [12]. Отличие состоит
лишь в определении занятого состояния радиоканала. Здесь оно задается не только
наличием сигнала несущей, но и фазой разрешения конфликта, как будет показано
ниже.
Процедуры протоколов состоят из скоординированных процедур, выпол-
няемых ретранслятором и процедур, выполняемых абонентами, как в режиме
приема, так и в режиме передачи.
Процедуры ретранслятора.
В режиме приема пакет, поступивший из канала множественного доступа, передается
ретранслятором в широковещательный канал и одновременн
- Київ+380960830922