Введение к работе
Актуальность проблемы
Сєтп связи прочно вошлп в жизнь современного общества. Развитие теп связи позволило появиться новым средствам массовой пнформа-п таким, как электронные доски объявлений, телеконференции, ба-і данных общего пользования. Перспектцвньш направлением сегодня ляется разработка радиосетей для персонального использования. Создание новых, более эффективных технических систем основы-.ется па предварительном построении упрощенных математических эделей п, изучении ИХ-свойств.
В днссертацпп рассматриваются методы множественного доступа /Щ), которые используются в локальных проводных сетях связи, ра-юсетях и снстемах со спутниковыми каналами связи. Модель систе-ы МД состоит из некоторого числа станций, подсоединенных х обще-у каналу связи. Каждый пользователь такой системы передает свои акеты в канат связи в соответствии с алгоритмом доступа. Некото-ые алгоритмы при передаче допускают возникновение конфликтов, т.е. адожение двух или более пакетов". В этом случае сообщения мешают руг другу правильно передаваться. Как правило, ни одно из епх не остпгает адресата п вынуждено передаваться вновь. Для разделения .аложтшгнхся пакетов (разрешения конфликтов) существуют различие методы. Необходимо отметить, тто для каждого метода имеются ,вапазоны нагрузок, где его применение является более эффективным го сравнению с друтіши методами. Прп слабой п средней нагрузке ;ля органпзапшг работы сетей удо бно использовать методы случайного .тожественного доступа (СМД), прп которых конфликты разрешаются с помощью датчиков случайных чисел. Методы СМД предполагают їалпчпе в системе обратной связи, с помощью которой пользователи лзнают о том, какое событие произошло в канале. Прп разрешении ашфлнктов пользователи в своих действиях руководствуются совокупностью правил, которые составляют основную часть алгоритма случайного множественного доступа.
При небольших нагрузках системы СМД обеспечивают меньшую задержку передачи лакега по сравнению с известной системой разделения времени пли спстеыоп с лередачеп маркера, которые относятся к системам множественного доступа (МД). Малая величина оадерж-еп объясняется тем, что успешная передача возншеаюшш: на станшшх
пакетов пропсходпт почти сраоу. Прп больших нагрузках в системам СМД большую часть времени занимает разрешение конфликтов.
Актуальной, задачей с момента появления сетей и до настоящегс момента времени является исследование возможностей систем СМД Важнейшими характеристиками таких систем являются скорость передачи передняя задержка передачи пакета. В работах, посвященных исследованию спстем СМД, изучается влияние изменяющихся параметрої системы на вышеупомянутые характеристики.
Наряду с системами, где станции являются равноправными по отношению друг к другу, в диссертации рассматривается модель с приоритетами, где ряд станций имеет преимущество при передаче свою сообщений.. Примером является сеть, в которой конфликты разрешаются по номерам станций.
Целью работы является:
-
Исследование алгоритма множественного доступа с разрешением конфликтов по номерам станций. Предлагаемый алгоритм может применяться для организации приоритетного доступа станций в обідні канал связи.
-
Изучение зависимости: скорости передачи локальной сети со стек алгоритмом лт параметров несбалансированного генератора случай ных чисел. Исследование условий существования п единственности ре шения системы уравнений, описывающих алгоритм.
-
Оценивание задержки передачи пакета в алгоритме дробления.
-
Анализ стек-алгоритма СМД с конечным стеком и пропаданиеь пакетов, вькодяшпх за его пределы. Исследование поведения скоростз передачи н средней задержки пакета прп изменении глубины стека.
, Методика исследования
В диссертации используются методы теории СМД, теории случай ных процессов, теории массового обслуживания, различные численны! методы.
Основные научные результаты
1. Найдена средняя задержка передачи пакетов в алгоритме досту па, при котором конфликты разрешаются с помощью номеров станций
;следуются четыре варианта алгоритма.
-
ИсследоЕана. зависимость скорости передачи стек-алгоритма для ікальноп сети от параметра несбаланспрованностп генератора слу-1ЙПЫХ чисел.
-
С помощью метода барьеров найдены условна существования п ;ппственпостп решения системы уравнений, описывающей алгоритм.
-
В алгоритме дробления найдены точные значения задержки па-:та при малых значениям входной нагрузки А. Результаты хорошо ячіасуются с полученными ранее величинами границ средней задерж-і передачи пакета в алгоритме дробления.
-
Рассчитаны скорость передачи и средняя задержка пакета в стек-ггорптме с конечным стеком и пропаданием пакетов. Исследовано пыпше увеличения глубины стека на характеристики алгоритма. По- * ученные результаты находятся в соответствии с результатами для ізовоп модели стек-алгоритма СМД.
Положения, выносимые на защиту
-
Отыскание аналитического выражения и получение численных езулътатов для средней задержки пакета алгоритма с разрешением энфлшстов по номерам станпий.
-
Получение зависимости скорости передачи стєї-алгоритма для окальной.сетп от стеденп сбалансированности генератора случайных пс ел.
-
Получение выражения и численных результатов для средней за-ержхи пакета в алгоритме дробления.
-
Получение выражений п численных результатов для средней ско-остп и средпеп задержки передачи пакета в стек-алгоритме СМД с ропаданпем пакетов и конечной глубиной стека.
Практическая значимость работы
Результаты, полученные в диссертации, могут быть использованы ри анализе и проектдрова.тттгп систем управления сетями связи.
Результаты работы используются в Институте проблем передачи нформагшп Российской академии наук, в ВЦКБ- "Полюс" (г. Воро-:еж). Практическая значимость подтверждена актом внедрения.
Агшробаддя работы
Материалы диссертационной работы докладывались на научных конференциях Московского физико-технического института' (1991, 1992), на лабораторных семинарах, на Конференциях молодых ученых НПГОІ РАН (1991,1992, 1993), на Международной Конференции по Теории информации IWIT-94.
Публикации
Основное содержание диссертации опубликовано в четырех работах.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит но введения, четырех глав, заключения и приложения. Содержит 120 страниц текста л список литературы из 96 наименований.
