Введение к работе
Актуальность проблемы
Развитие систем спутниковой связи привело к появлению систем, построенных на базе терминалов с малой апертурой - сетей VSAT (Very Small Aperture Terminal). Такие сети связи в общем случае состоят из двух и более терминалов (опорных сетей), объединенных посредством спутникового канала связи. В последнее время спутниковые системы связи получили своё дальнейшее развитие за счёт совместного использования спутникового и наземного каналов связи. Такие системы получили название гибридные спутниковые сеги связи (ГССС).
Поскольку такая конфигурация широко используется при построении спутниковых систем связи, встает задача оптимизации работы подобных гибридных сетей связи. В частности, использование дополнительного наземного канала делает необходимым создание модели спутниковой гибридной сети связи, функционирующей на базе обобщенного протокола автоматической повторной передачи (Automatic Repeat reQuest - ARQ), что позволяет значительно сократить избыточность передаваемой информации, обеспечив вместе с тем высокую достоверность передаваемых данных.
Современные тенденции развития телекоммуникационных услуг в направлении их интеграции приводят к необходимости создания мультисервисных сетей связи, способных в едином канале обеспечивать передачу разнородной информации: видео, голос, данные.
В подобной постановке задача сводится к анализу характеристик
спутниковой сети связи при совместной передаче голоса и данных и
приоритете речи. Как правило, спутниковая система связи является
многопользовательской средой, важным параметром которой является
дисциплина множественного доступа.
гос. национальная]
3 ! srsfcidi
В связи с вышеизложенным, основной целью диссертационной работы является разработка методов оптимизации протоколов передачи и распределения информации с учетом особенностей спутникового и наземного сегментов гибридной телекоммуникационной сети.
В соответствии с этим, в диссертационной работе были поставлены и решены следующие основные задачи:
многокритериальный анализ и оптимизация параметров обобщенного протокола ARQ (длины информационной части кадра при вариации вероятности поступления кадра, времени запаздывания, интенсивности канальных ошибок; максимизации пропускной способности) для одноадресной и многоадресной конфигураций ГССС с целью повышения эффективности передачи информации с пакетной коммутацией;
анализ характеристик спутниковой системы связи при совместной передаче голоса и данных и приоритете речи с оценкой влияния приоритетов на параметры системы связи, при использовании различных схем многостанционного доступа семейства Aloha: «чистая» Aloha, слотированная Aloha (Aloha- S), Aloha с резервированием (Aloha-R);
разработка методики определения оптимальных параметров ГССС на основе моделей спутникового и наземного сегментов гибридной спутниковой сети вязи, функционирующих на базе обобщенного протокола ARQ;
сравнительный анализ качественных характеристик спутникового и гибридного сегмента спутниковых сетей с целью повышения эффективности и оценки целесообразности использования гибридных конфигураций в различных условиях.
Методы исследования
Исследования выполнены с использованием методов теории вероятности, случайных процессов, теории телетрафика. Математические расчеты выполнены в среде MathCAD 2000 Pro.
Научная новизна
Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что в ней
впервые:
проведен многокритериальный анализ и оптимизация параметров обобщенного протокола ARQ (длины информационной части кадра при вариации вероятности поступления кадра, времени запаздывания, интенсивности канальных ошибок, максимизации пропускной способности; размера окна повторной передачи; времени таймера повторной передачи) для одноадресной и многоадресной конфигураций спутниковых и гибридных сетей связи с целью повышения эффективности передачи информации с пакетной коммутацией;
проведены исследования и сравнительный анализ качественных характеристик спутниковой системы связи при использовании различных схем многостанционного доступа семейства Aloha: «чистая» Aloha, слотированная Aloha (Aloha- S), Aloha с резервированием (Aloha-R) , при совместной передаче голоса и данных с оценкой влияния приоритетов на параметры гибридной сети связи;
разработаны модели спутникового и наземного сегментов ГССС, функционирующей на базе обобщенного протокола ARQ, с целью разработки методики определения оптимальных параметров гибридных систем связи;
проведен сравнительный анализ качественных характеристик
спутниковой и гибридной конфигураций спутниковых сетей связи с
целью повышения эффективности и оценки целесообразности
использования гибридных конфигураций в различных условиях.
На защиту выносятся
аналитические соотношения для определения значений параметров протокола ARQ и оптимальной длины информационной части кадра при минимизации времени запаздывания и вариации вероятности поступления кадра, при максимизации пропускной способности спутниковой и гибридной систем связи и вариации интенсивности канальных ошибок;
результаты многокритериального анализа и оптимизации параметров обобщенного протокола ARQ для одноадресной и многоадресной конфигураций спутникового и наземного сегментов ГССС с целью повышения эффективности передачи информации с пакетной коммутацией;
результаты анализа характеристик спутниковой системы связи при совместной передаче голоса и данных и приоритете речи, а также результаты исследований и сравнительного анализа качественных характеристик спутниковой сети связи при использовании различных схем многостанционного доступа семейства Aloha;
модель спутникового и наземного сегментов ГССС, функционирующей на базе обобщенного протокола ARQ, а также результаты сравнительного анализа качественных характеристик спутниковой и гибридной конфигураций спутниковых сетей.
Использование результатов работы
Диссертационная работа вьшолнялась в рамках госбюджетной НИР ГБ
НИР МГУС № 01.20.000.8677 в течение 2000-2002 г. г. Результаты
диссертационной работы использованы при разработке системы
гибридного спутникового Интернета для АО «АЛРОСА», а также в
учебном процессе Московского Государственного Университета Сервиса,
что подтверждается соответствующими актами.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и
обсуждались на следующих конференциях:
III Международная научно-практическая конференция «Современные средства управления бытовой техникой», Москва, 2001г.
III Международная конференция «Индустрия сервиса в XXI веке», секция «Современная бьповая техника, управляющие системы и телекоммуникации», Москва, 2001 г.
IV Международная конференция «Индустрия сервиса в XXI веке», секция «Информационные технологии в XXI веке», Москва 2002 г.
V Международная научно-техническая конференция «Современные
средства управления бытовой техникой», Москва, 2003 г.
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объем работы
