www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Сигналы и спектры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 [ 225 ] 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358

11.3.3. Алгоритм ALOHA с использованием резервирования

Работа систем ALOHA была значительно улучшена в результате введения резервирования (reservation-ALOHA - R-ALOHA) [11]. Системы R-ALOHA могут использоваться в двух основных режимах.

Режим без резервирования (состояние покоя)

1. Выделенный интервал времени разбивается на небольшие подынтервалы резервирования.

2. Эти подынтервалы используются для резервирования интервалов передачи сообщений.

3. После запроса резервирования пользователь ожидает подтверждения и распределения интервалов.

Режим с резервированием

1. Если не выполняется резервирование, временной интервал разбивается на М+ 1 интервалов.

2. Первые М интервалов используются для передачи сообщений.

3. Последний интервал разбивается на подынтервалы, которые используются для резервирования или передачи запросов.

4. Пользователи передают пакеты данных только в вьщеленных им элементах М интервалов.

Рассмотрим пример использования схемы R-ALOHA, представленный на рис. 11.22. В состоянии покоя время (с целью резервирования) разбивается на небольшие подьштер-валы. После резервирования система конфигурируется так, что после М= 5 интервалов передачи сообщений следуют V=6 подынтервалов резервирования; далее эта структура повторяется. На рисунке показан процесс отправления запроса и получения подтверждения. В данном примере передающей станции необходимо зарезервировать три иьггервала времени. В подтверждении спутника содержатся инструкции относительно .размещения первого пакета данных. Управление распределено, поэтому все пользователи получают сигнал со спутника и, соответственно, информацию о резервировании и распределении времени. Поэтому в сигнале-подтверждении спутника находится вся необходимая информация, которая заключается в сообщении о вьщелении первого временного интервала. Как показано на рис. 11.22, в течение следующего интервала времени станция передает второй пакет. Далее пользователь знает, что следующий интервал состоит из шести подынтервалов, предназначенных для резервирования, поэтому передача информационных пакетов в течение этого времени не производится. Третий (последний) пакет отсьшается в течение четвертого интервала. Если резервирование не производится, система возвращается в состояние покоя. Поскольку управление выполняется распределенно, все пользователи получают от спутника информацию об изменении состояния системы и соответствующие синхронизирующие импульсы. Другие интересные методы резервирования рассмотрены в [12, 13].

11.3.4. Сравнение производительности систем S-ALOHA и R-ALOHA

В главах 3 и 4 качество схемы цифровой модуляции определялось, в основном, зависимостью Рв от EJNo. Это особенно полезно, поскольку EJNg является нормированным отношением сигнал/шум. Нормированные кривые позволяют сравнивать производи-



тельность различных схем модуляции. Для анализа систем множественного доступа используется подобный показатель - зависимость средней задержки от нормированной пропускной способности. На рис. 11.23 представлена идеальная зависимость задержки от пропускной способности. Для нормированных значений пропускной способности, О lt; р lt; 1, время задержки равно нулю, при р = 1 оно неограниченно возрастает. Помимо идеального случая, на рисунке изображена типичная зависимость, а также направление, соответствующее улучшению производительности.

Подынтервалы

laquo;-М- raquo;

Интервалы


Первый интервал, доступный для передачи зарезервированных пакетов

I I 11 I I 1.1 ИДЕ

Время спутника-

J I-1 I I L


Состояние покоя

.Полный цикл передачи данных

15 20 25 30 35

Время пользователя - raquo;-

Рис. 11.22. Пример алгоритма ALOHA с использованием резервирования. Передающая станция резервирует три интервала (М = 5 интервалов, V = 6 подынтервалов)


Нормированная пропускная способность, р

Рис. 11.23. Зависимость времени задержки от пропускной способности

На рис. 11.24 сравниваются зависимости времени задержки от пропускной способности для алгоритмов S-ALOHA и R-ALOHA (формат сообщений: два интервала передачи данных и шесть подынтервалов резервирования). Время задержки этих двух систем сравнивают с помощью идеальной кривой. Для пропускной способности р lt; 0,2



среднее время задержки для системы S-ALOHA меньше, чем для системы R-ALOHA. В то же время для р, принадлежащего диапазону 0,2-0,67, R-ALOHA превосходит S-ALOHA, поскольку у перюй среднее время задержки существенно меньше. В чем причина превосходства схемы S-ALOHA при малоинтенсивном обмене данными? Данный алгоритм не требует служебных издержек для резервирования подынтервалов, как в случае R-ALOHA. Таким образом, при небольших значениях р производительность R-ALOHA ниже из-за более высоких расходов. При р gt; 0,2 конфликтные ситуации и повторная передача данных в системе S-ALOHA приводят к тому, что время задержки растет быстрее, чем в случае R-ALOHA (и неограниченно возрастает при р = 0,37). При более высоких значениях пропускной способности (0,2 lt;р lt;0,67) служебные издержки схемы R-ALOHA полностью окупаются и обеспечивают менее резкое возрастание времени задержки при росте р. При использовании схемы R-ALOHA время задержки возрастает до бесконечности при р = 0,67.

120 г

100 -

3 80

г 60 -

со 40 -

R-ALOHA (2 интервала, 6 подынтервалов)


20-----

р = 0,67

0,2 0,4 0,6

Пропускная способность, р

Рис. 11.24. Зависимость времени задержки от пропускной способности: спутниковый канал при использовании схем S-ALOHA и R-ALOHA

Пример 11.2. Использование канала связи

а) В качестве меры использования канала выбрана нормированная пропускная способность р. Ее можно найти как отношение успешно переданных данных к полному объему данных (включая отклоненные данные). Найдите нормированную пропускную способность канала связи с максимальной скоростью передачи данных Л = 50 Кбит/с, который используется М = 10 станциями связи, каждая из которых передает данные со средней частотой X. = 2 пакета в секунду. Формат системы предусматривает пакеты по b = 1350 бит.

б) Применение какой из описанных систем ALOHA будет оптимальным в данном случае?



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 [ 225 ] 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358