Диссертация (1154395), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

Выделениеодного ресурсного блока для передачи данных от множества M2M-устройстврассматривается в [166, 237]. В [166] предложена модель обслуживания M2Mустройств с помощью искусственно (виртуально) выделенных поднесущих надоступной частотной емкости соты сети LTE.Пусть H2H-пользователи и M2M-устройства имеют одинаковое значениеотношения сигнал/интерференция и не меняют своего положения относительнобазовой станции. Это означает, что все радиоканалы между базовой станицей иабонентскимиустройствамиимеютодинаковыехарактеристики.Такимобразом, будем полагать в качестве пропускной способности соты сети LTE- 82 -суммарное число C условных единиц радиоресурса (ЕРР).

Пользователямпредоставляется одна услуга, например, голосовая телефония или передачапотокового видео, кроме того сеть поддерживает передачу блоков данныходного типа от множества M2M-устройств. Для предоставления услуги H2Hпользователям зарезервировано CH 2 H ЕРР. Здесь и далее в формулах индексы«M2M» и «H2H» обозначают принадлежность того или иного параметра ктрафикумежмашинныхвзаимодействийипользователейH2H-услугисоответственно. Тогда CM 2 M : C  CH 2 H ЕРР доступно для M2M –устройств.Схема соты, обслуживающей M2M- и H2H-трафик, изображена на рис.

2.1.CcM2M    ,bCM 2 Mbmc  mca   , dH2HCH 2 Hd n m, n Рис. 2.1. Модель распределения радиоресурсов соты сети LTEПусть для передачи блока данных любого типа от M2M-устройствтребуется минимум b ЕРР. При этом для передачи текущего числа блоковданных радиоресурсы выделяются диапазонами фиксированного размера c .Тогда величинаM  c b  max  y  N : y  c b определяет максимальноечисло блоков данных, которые могут быть одновременно переданы на одномдиапазоне ресурсов. Обозначим S  CM 2 M c  максимальное число диапазоновресурсов фиксированного размера, которые могут быть выделены в соте дляобслуживания M2M-устройств. Полагаем, что входящий поток запросов M2Mустройствнапередачублоковданныхявляетсяпуассоновскимс- 83 -интенсивностью  [с-1], а длина блока распределена по экспоненциальномузаконусо [бит].среднимОбозначим   соответствующуюинтенсивность предложенной нагрузки на передачу блоков M2M-данных.Для предоставления H2H-услуги требуется d ЕРР.

Предполагается, чтовходящий поток запросов H2H-пользователей является пуассоновским синтенсивностью,авремяпредоставленияуслугираспределенопоэкспоненциальному закону со средним 1/  . Обозначим a    интенсивностьпредложенной нагрузки, создаваемой пользователями H2H-услуги.Отметим, что предложенная модель является комбинацией моделей содноадресным потоковым (дисциплина FCFS) [91, 140] и однородным M2Mтрафиком, который обслуживается по дисциплине ESP (Egalitarian ProcessorSharing) [113, 123, 145].

В модели при поступлении запроса на передачу блокаданных от M2M-устройств производится одно из трех действий.1. Запрос принимается на обслуживание без выделения для M2M-трафикадополнительныхресурсов.Действиевыполняется,еслинамоментпоступления запроса число передаваемых блоков таково, что уменьшение (сучетом ограничения снизу b ) скорости их передачи позволит принять наобслуживание еще один блок данных.2. Запрос принимается на обслуживание с выделением для M2M-трафикадополнительного диапазон ресурсов фиксированного размера. Действиевыполняется, если на момент поступления запроса число предаваемыхблоков таково, что уменьшение (с учетом ограничения снизу b ) скорости ихпередачи не позволяет принять на обслуживание в ранее выделенныхдиапазонах еще один блок, и для выделения дополнительного диапазонасвободны c ЕРР из доступной для M2M-устройств пропускной способностиCM 2 M .3.

В противном случае запрос блокируется ввиду отсутствия свободныхресурсов.Аналогично для случая, когда поступает запрос H2H-пользователя,возможна одна из двух ситуаций.1. Запрос H2H-пользователя принимается на обслуживание, если на момент егопоступления свободны хотя бы d из CH 2 H ЕКР.2. В противном случае запрос блокируется ввиду отсутствия свободныхресурсов.- 84 -Обозначим m  t  число передаваемых в момент t  0 блоков данных отM2M-устройств, а n  t  число пользователей, которым в момент t  0предоставляетсяH2H-услуга.Тогдафункционированиерассматриваемоймодели соты сети LTE с трафиком межмашинных взаимодействий описываетслучайный процесс m t  , n t  , t  0 над пространством состоянийX   m, n   0 : n  d  C  c  m  , m  b  CM 2 M  ,X  S c  b m 0(2.58) C  c  m   d   1 ,где c  m   c  b  m  M   c  min  y  N, y   b  m  M  число ЕРР, выделенноедля передачи m блоков данных M2M-устройств, а b  m  : b  m ‒ минимальноечисло ЕРР, необходимое для передачи такого количества блоков данных.

Всделанныхпредположенияхопуассоновскомвходящемпотокеиэкспоненциальном обслуживании процесс  m  t  , n  t   является м.п.Для предложенной схемы распределения радиоресурсов рассматриваемойсоты сети LTE, множества блокировок для M2M-устройств и пользователейH2H-услуги могут быть представлены следующим образом:BM2M   m, n   X : n  b  C  c  m  1   m  1 b  CM 2M ,(2.59)BH 2 H   m, n   X :  n  1 b  C  c  m .(2.60)Учитывая изложенные сценарии поступления запросов, распределениеp  m, n  , m, n   X ,м.п. m t  , n t удовлетворяет следующей системеуравнений глобального баланса:p  m, n    1 m, n   BM2M    c  m    1m  0  1 m, n   BH2H   n   p  m  1, n    1m  0  p  m  1, n    c  m  1   1 m, n   BM2M   p  m, n  1  1n  0  p  m, n  1   n  1  1 m, n   BH2H  ,  m, n   X .(2.61)Можно показать, что м.п.  m  t  , n  t   является обратимым, и тогдастационарныевероятностиуравнений частичного балансаp  m, n  , m, n   X ,удовлетворяютсистеме- 85 - p  m, n    c  m     p  m  1, n    , m  0,  m, n   X , p  m, n    n  p  m, n  1  , n  0,  m, n   X .(2.62)Из рекурсивного соотношения (2.62) при m  0 следуетp  m, n   p  m  1, n   p  m  1, n  c ( n) c ( n) p  m  2, n  2c(m)  c(m  1)a3 p  m  3, n  c(m)  c(m  1)  c(m  2) p  0, n   p  0, n   p  0, n  mc(m)  c(m  1)  c(m  2)   c(1)m b  m   b  m  1  b  m  2 1ccc c   M   M   M M mc  c  1c  2M b    M b  M b M  M  M 1 M b  M 1mm     i   0, n    , M  b   i 1  M  p  0, n   p  0, n  1  p  0, n  2  m  0,  m, n   X .a p  0, n  1  n na23 p  0, n  3 n  (n  1)n  (n  1)  (n  2)an p  0, 0  ,n!n  0,  m, n   X .Таким образом, распределение м.п.

 m  t  , n  t   может быть найдено вявном виде, который получен в следующей теореме.Теорема 2.7. Распределение м.п.  m  t  , n  t   имеет мультипликативный вид:1mnm     i  ap  m, n   G  X   ,  m, n   X ,  M  b   i 1  M   n !11nm     i  aгде G  X    .   MbMn!m,nXi1 (2.63)- 86 -Доказательство теоремы нетрудно проверить подстановкой решения (2.63) всистему уравнений (2.61). ■2.5.

Модель обслуживания трафика в пассивной оптической сетиВ этом разделе диссертационной работы построена математическая модель[16, 17] совместного функционирования оптических абонентских узлов (opticalnetwork unit, ONU), которые используют перенастраиваемые лазеры иосуществляют передачу данных к оптическому линейному терминалу (opticalline terminal, OLT) в выделенном диапазоне длин волн через пассивныйоптическиймультиплексор (MUX) / демультиплексор (DEMUX),служитобъединения / разделениядляспектральныхканаловкоторыйводномоптоволокне. Суть технологии спектрального разделения каналов WDM состоитв увеличении пропускной способности одного волокна за счет передачи по немунескольких информационных каналов, каждый – на своей длине волны [209,219]. Эта идея активно используется при разработке PON-сетей последующихпоколений,получившихназваниеWDM-PON,вкоторыхпропускнаяспособность и емкость волоконно-оптической инфраструктуры значительноувеличивается за счет формирования множества спектральных каналов.Спектральный канал – это канал передачи данных, устанавливаемый междуабонентским узлом и линейным терминалом, по которому осуществляетсяпередача данных на выделенной длине волны.

Схема исследуемой пассивнойоптической сети показана на рис. 2.2.Линейный терминал располагается в центральном модуле (central office,CO), соединяя PON с городской региональной сетью (metropolitan area network,MAN), с глобальной сетью (wide area network, WAN). Абонентский узелразмещается на стороне абонента сети или в зоне разветвления. В соответствиис технологией временного разделения канального ресурса абонентский узелможет находиться либо в активном состоянии, когда осуществляетсяпередача/получение данных к линейному терминалу / от линейного терминала ввыделенном ему временном домене, либо в пассивном состоянии, в которомпередача/получение данных к линейному терминалу / от линейного терминалане осуществляется.

Характеристики

Список файлов диссертации