Процедури керування множинним доступом до каналу з паралельною пакетною обробкою

- Асинхронний протокол МДСЗ із процедурою розв’язання конфліктів в системах із паралельною передачею пакетів;

- Синхронний протокол МДСЗ в системах із паралельною передачею пакетів;

- Протокол множинного доступу з резервуванням для систем із паралельною передачею пакетів.

Для дослідження функціонування систем на основі розроблених протоколів були вдосконалені та обґрунтовані математичні моделі відповідних систем масового обслуговування, для розроблених моделей уперше було виконано аналіз їх основних характеристик та деяких властивих їм закономірностей.

Уперше отримані аналітичні вирази та виконано чисельний аналіз основних характеристик, що визначають ефективність запропонованих протоколів.

Практичне значення отриманих результатів. На основі отриманих у даній роботі результатів можливе створення нових систем зв'язку с CDMA, у тому числі й супутникових систем зв'язку, що більш ефективно використовують можливості, які надаються паралельною передачею пакетів. Протоколи, запропоновані в роботі, дозволяють підвищити значення пропускної здатності каналу, а також показники якості обслуговування. Це надає можливість організувати більш ефективне функціонування системи в умовах підвищеного навантаження. Аналіз розроблених протоколів враховує фактор затримки передачі сигналу (залежний від віддаленості супутника у випадку супутникових систем), тому є можливий вибір найбільш відповідного для конкретних значень параметрів мережі протоколу. На основі розробленого в роботі математичного апарата дослідження показників якості обслуговування був виконаний аналіз характеристик системи радіозв'язку при виконані робіт за проектом інтеграції обладнання сотового зв’язку “Alcatel” з системою “Customer care” для компанії UMС.

Особистий внесок пошукувача. В роботах [3, 4] дисертанту належить розробка протоколів множинного доступу, дослідження характеристик протоколів та чисельний аналіз параметрів систем на їхній основі. В роботі [2] дисертанту належить розробка та дослідження характеристик протоколу. В роботі [1] дисертанту належить опис процедур роботи абоненту та ретранслятору, аналітичне дослідження характеристик протоколу. Пошукувачем були самостійно розроблені математичні моделі систем масового обслуговування на основі запропонованого підходу до розподілу каналу. Були доведені необхідні твердження та аналітично отриманні ймовірності оцінки значень основних параметрів систем.

Апробація результатів дисертації. Результати, отриманні в дисертації, були представлені в доповідях на міжнародних конференціях «Автоматика 2000» (Львів, 2000) й «Автоматика 2001» (Одеса, 2001) та на семінарах у Київському Національному університеті ім. Т. Г. Шевченко та «Дискретні системи керування» в Інституті космічних досліджень.

Публікації. Основні результати дисертації викладено в 7 публікаціях у фахових наукових виданнях, у тому числі 4 статтях в журналах із спеціального списку ВАК України (одна без співавторів) та 3 тезах доповідей в матеріалах конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 4 розділів основної частини, висновків, списку використаних джерел (з 115 найменувань на 10 сторінках), та одного додатку на 9 сторінках. Основний зміст роботи викладено на 130 сторінках машинописного тексту, ілюстрованих 24 рисунками та 4 таблицями.

 

 

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації. Сформульована мета роботи та основні здачі дослідження. В загальних рисах наведено характеристику роботи.

В першому розділі наводиться огляд існуючих підходів та розглядається коло застосувань, пов'язаних із проблемою множинного доступу. Так, обговорюються тенденції розвитку в області мережевих технологій та радіотелефонії. Показується ефективність цифрової передачі для телефонії, та в той же час важливість використання засобів радіоканалу для здійснення комутації між доменами глобальної мережі Internet. В обох випадках виникає конкуренція за доступ до середовища передачі та вирішуються спільні задачі.

На базі огляду існуючих підходів до розподілу каналу, розроблених у телефонії, зроблено висновок, що найбільш універсальний та широко використовуємий на сьогодні метод кодового розподілу каналу недостатньо ефективно використовує смугу частот. Для підвищення ефективності можна було б використовувати процедури, аналогічні протоколам множинного доступу з розподілом часу, відомим у телефонії.

При цьому можна розглядати канал передачі даних, що є головним функціональним ланцюгом системи зв'язку, як підсистему мережі. Дійсно, мережа являє собою ієрархічну структуру, що реалізує взаємодію відкритих підсистем, кожній з яких відповідає свій рівень ієрархії. Згідно прийнятому стандарту, структурі мережі відповідає семирівньова модель, один із нижніх рівнів якої, транспортний, містить канальний підрівень. Функцією цього підрівня є перетворення довільного потоку пакетованої інформації, що надається вищим рівнем, в форму, яка є доступною для обробки фізичними пристроями нижнього рівня. Взаємодія рівнів відбувається згідно міжрівньовим протоколам. Протокол являє собою сукупність формалізованих правил обміну інформацією між процесами в мережевому середовищі. Мета розробки протоколів множинного доступу до каналу полягає в зазначенні правил, реалізація яких при заданому вхідному потоці представляє алгоритм керування множинним доступом, що дозволяє організувати процес упорядкованої передачі пакетів незалежно від фізичного стану каналу.

Основними критеріями ефективності роботи каналу є швидкість та надійність передачі інформації. Тому аналіз існуючих протоколів включає оцінку ефективності використання каналу (максимальної середньої швидкості передачі), та якості обслуговування, що надається системою, яка реалізує протокол (його середній тривалості для одного пакету та середній кількості пакетів, які обслуговуються). Для цього розглядається модель масового обслуговування, яка відповідає протоколу, та аналізується динаміка системи. Для аналізу відомих протоколів, у припущенні, що тривалість обслуговування розподілена експоненціально, використовується апарат ланцюгів Маркова. В випадках, коли це не так, виникає потреба в розробці більш складного математичного апарату. На сьогодні не існує загального підходу, що дозволяв би для кожної системи множинного доступу, запропонувати достатньо просту адекватну формалізацію динаміки