Применение хоппинга для повышения эффективности использования пучка дискретных каналов

• Автор: Шевнина, Ирина Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Оценка потенциального эффекта от введения алгоритмов построения приоритетных логических каналов и управления хоппингом. Постановка задач исследования
2 Разработка методик определения параметров канала для удовлетворения заданных требований
2.1 Разработка методики определения параметров канала с независимым характером доступности слотов для удовлетворения заданных требований
2.2 Разработка методики определения параметров канала с удовлетворения характером доступности слотов для удовлетворения заданных требований
3 Использование регулярного хоппинга для построения логических каналов с заданными характеристиками

3.1 Классификация видов хоппинга

3.2 Вычисление параметров логического канала, образованного регулярным хоппингом в пучке каналов с независимым характером доступности слотов. Стафоппинг
3.3 Вычисление параметров логического канала, образованного регулярным хоппингом в пучке каналов с группирующимся характером доступности слотов
3.3.1 Вычисление параметров логического канала, образованного параллельным использованием исходных каналов пучка
3.3.2 Вычисление параметров логического канала, образованного регулярным последовательным хоппингом
3.3.3 Вычисление параметров логического канала, образованного регулярным параллельным хоппингом
3.3.4 Вычисление параметров логического канала, при параллельном хоппинге с чередованием
3.4 Вычисление вероятностей кратных ошибок при параллельной передаче по нескольким дискретным каналам, описываемым простой марковской цепью

4 Использование нерегулярного хоппинга для построения приоритетных логических каналов и минимизации коэффициента потерь блоков
4.1 Прогнозирование доступности слота по результатам предыдущих попыток в каналах с группирующимися ошибками
4.2 Классификация алгоритмов нерегулярного хоппинга
4.3 Моделирование алгоритмов построения приоритетных логических каналов и управления холдингом
4.4 Алгоритмы обработки канальных массивов
4.5 Анализ результатов моделирования
Заключение
Приложение А Библиография
Приложение Б Листинги программ
Приложение В Акты об использовании результатов
диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы: В настоящее время большое внимание уделяется проблеме обеспечения качества передачи информации. Одним из путей ее решения является разработка методов, повышающих эффективность использования ресурсов имеющихся каналов. Традиционно для этих целей применяют адаптивные системы. Известны различные классы адаптивных систем, многие их которых широко используются в системах передачи. Вопросами анализа адаптивных систем занимались М.Н. Арипов, Э.Л. Блох,
H.H. Буга, Л.Ф. Жигулин, Л.П. Коричнев, О.В. Попов, Л.А. Растригин, Ю.Г. Ростовцев, Б.Я. Советов, А.И. Фалько, В.А. Шапцев, В.П. Шувалов, М. Zorzi и другие.
Рост возможностей элементной базы позволил перейти к реализации концепции построения интеллектуальных систем связи, способных изменять свои внутренние параметры, адаптируясь не только к уже произошедшим изменениям условий передачи, но и предсказывать эти изменения, что сокращает время реакции. Основные постулаты концепции, получившей название «Когнитивного радио», были сформулированы J. Mitola III в 1999 году. Развитие данной идеологии получило продолжение в работах G. Q. Maguire Jr, В. A. Fette, Senhua Huang, Xin Liu, Zhi Ding.
Для оценки текущих условий передачи и прогнозирования их изменения в будущем на различных уровнях системы могут использоваться различные параметры. На уровне канала передачи данных наименее затратной является оценка состояния канала путем анализа качества приема блоков или занятости канального слота первичным абонентом, имеющим высший приоритет.
Как показывает анализ работы систем, первичные абоненты не используют весь временной ресурс выделенных каналов: существуют периоды активности первичного абонента и паузы, которые могут использоваться для передачи менее приоритетного трафика вторичных абонентов. В этой связи для повышения эффективности использования канального ресурса была предложена концепция гибкого доступа (opportunistic access). Вопросам гибкого доступа посвящены работы: Xin Liu, Bhaskar Krishnamachari, Hua Liu R. Knopp, P. Humblet, Q. Zhao, L. Tong, A. Swami, S. Huang.
Q. Zhao, В. Krishnamachari, К. Liu рассматривали вопросы повышения эффективности использования пучка из двух каналов вторичными абонентами, применяя для управления гибким доступом циклический алгоритм смены каналов. Philip A. Chou, Z. Miao рассмотрели вопросы передачи MPEG-
при регулярном неравномерном хоппинге

1 + сі„

при регулярном подключением
неравномерном хоппинге
параллельным
К-ПБ

і=іт
Х.Х)' Ъ-Рл-Рл) = О,
при регулярном неравномерном хоппинге с чередованием
К сЬ +1 Vі
ПЕ с1> + 2 &

В этом случае возрастает количество доступных слотов, но чтобы их использовать при заданных ограничениях на задержку, на вход канала должно поступать Кк = (1 + Кт:) (1 -Ре)-Вк блоков, что больше производительности источника по требованию. Данная ситуация приводит к появлению свободных слотов для которых нет блоков источника. На уровне дискретного канала подобная ситуация называется положительным стафингом [51].
Если производительность источника Ки меньше, чем Лк, для более полного использования ресурсов канала, мы предлагаем в свободных слотах повторно дублировать предыдущий блок. Вероятность недоставки продублированного блока будет равна Ре2 = Ре]. Рассмотренная процедура сходна с процедурой неравномерного регулярного хоппинга с параллельным подключением, вероятность ошибки в котором определяется выражением

~рл+-

' Реї Ре 1
, „ (3.14)
У+Уг У1+У2
Назовем такой алгоритм работы стафопингом.
Блоки источника
1 1 I 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Распределение блоков источника в канале
X 1 1X1 2 |Х1 3 | 4 |Х 5 1X1 6 1X1 2 1 8 |
Распределение блоков источника с учетом стафопинга
1X1 і | 1 | 2 | 2 | 3 | 4 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 | 7 | 8 |
Рис. 3.2. Процесс стафопинга