Читайте также:
|
|
2.2.1 Методические указания к первому заданию.
Одним из основных принципов построения сотовых сетей связи является повторное использование частот [4].
Принцип повторного использования частот состоит в том, что соседние (смежные) соты СПС используют разные полосы частот, а в несмежных сотах используемые полосы частот повторяются. Распределение частот между базовыми станциями BTS является одной из подзадач общей задачи частотно-территориального планирования радиосети.
На рисунке 2.3 одинаковыми буквами обозначены ячейки, в которых используются одинаковые частоты (А, В, С).
Группа сот, в которых используются несовпадающие частотные полосы, называется кластером. Кластер характеризуется величиной η, называемой коэффициентом повторного использования, и равной числу сот в группе. На рисунке 2.3 показан кластер с коэффициентом η = 3, при этом данное значение коэффициента является минимальным. Чем больше параметр η, тем реже повторяются используемые частоты. Пусть базовые станции, в котроых разрешено повторное использование частот, удалены друг от друга на расстояние D, измеряемых между центрами. Тогда параметр D определяется в следующем виде:
D = R ,
R – радиус окружности, описанной вокруг правильного шестиугольника. Отношение D/R называется коэффициентом уменьшения соканальных помех.
Для каждой базовой станции BTS выделяется набор из N каналов для обслуживания абонентов с шириной полосы частот каждого канала, равной Fk.
Тогда общая ширина полосы частот F, занимаемая СПС, составляет
F = ηNFk.
Рисунок 2.3 - Кластер шаблона η = 3
Зная общую величину частотного диапазона, выделяемого для определенной сотовой сети, можно определить число каналов в соте:
N = F/ηFk.
2.2.2 Методические указания ко второму заданию.
Под емкостью сети подвижной связи подразумевается количество абонентов N, которое сеть способна обслужить при заданных [4]:
- вероятности потерь Р;
- числе физических каналов на соту;
- числе сот М на территории покрытия.
В системе GSM речь передается в режиме коммутации каналов, поэтому вероятность потерь оценивается в соответствии с первой формулой Эрланга (В формула Эрланга). Вероятность потерь Р в сети GSM обычно задается в пределах от 0,01 до 0,05.
Задача расчета емкости системы сотовой связи решается в следующем порядке:
1) Зная число каналов на соту, можно определить из таблицы для В формулы Эрланга допустимое значение интенсивности трафика У в Эрлангах, обслуживаемого в соте при заданной вероятности Р.
2) Интенсивность нагрузки от одного абонента Уi оценивается в период наибольшей нагрузки при известных средней длительности одного занятия и количестве вызовов. Этот параметр обычно известен при расчетах нагрузки и его величина
3) Количество абонентов, которые могут быть обслужены в одной соте, оценивается отношением следующего вида:
k = У/ Уi
4) Количество абонентов N, которые могут быть обслужены всей совокупностью М сот равно:
N = kM.
2.2.3 Методические указания к третьему заданию.
Для того чтобы определить основные количественные показатели услуги SMS, необходимо собрать статистику с помощью мобильного телефона и рассчитать такие показатели, как [5]:
1) доступность услуги;
2) время передачи;
3) время задержки доступа;
4) относительное количество выполненных передач SMS.
1) Доступность услуги SMS Service Accessibility SMS МО (SA SMS МО) определяется по формуле
SA SMS МО = (Число успешных попыток SMS/Число всех попыток SMS)*100%.
2) Время передачи SMS между конечными пользователями, End-to-end Delivery Time SMS (DT SMS МО) определяется по формуле
DT SMS МО ,
где - момент времени получения абонентским терминалом-получателем SMS от абонентского терминала-отправителя;
- момент времени отправки конечным пользователем его SMS в SMSC.
Провести измерения и результаты занести в таблицу 2.1.
Т а б л и ц а 2.1
№ | Время отправки SMS, | Время получения SMS, | Время передачи DT SMS MO, с |
… | … | … | … |
3) Время задержки доступа Access Delay SMS MO (AD SMS MO) определяется по формуле:
AD SMS МО .
Провести измерения и результаты занести в таблицу 2.2.
Т а б л и ц а 2.2
№ | Время отправки SMS, | Время получения SMS, | Время задержки доступа AD SMS MO, с |
… | … | … | … |
4) Относительное число выполненных передач SMS в сети коммутацией каналов Completion Rate SMS circuit switched (CR SMS CS) определяется по формуле:
CR SMS CS = ((Успешно принятые текстовые SMS – дубликаты – поврежденные)/Число всех переданных текстовых SMS)*100%.
2.3 К работе №3. Задачи расчета сетей передачи данных
2.3.1 Методические указания к первому заданию.
Рассматривается задача расчета средней длительности задержек в узле коммутации пакетов. Термин «узел коммутации пакетов» означает здесь и концентратор (статистический мультиплексор), и узел виртуальной коммутации пакетов (сети Х.25, Frame Relay, сети ATM), и маршрутизатор (сети IP). Узел коммутации пакетов может быть представлен в виде элемента с множеством входных каналов и одним выходным каналом (концентратор) или элемента с множеством входных и выходных каналов (коммутатор/ маршрутизатор).
Средняя длина очереди в системе M/G/1 (пуассоновский поток пакетов на входе, произвольное распределение времени обслуживания) при бесконечном размере буфера рассчитывается по классической формуле Полячека-Хинчина:
= ρ< 1, (2.4)
где
- нагрузка системы массового обслуживания (отношение интенсивности входящего потока заявок к интенсивности их обслуживания);
- квадратичный коэффициент вариации распределения времени обслуживания;
D(ts) - дисперсия распределения времени обслуживания.
- среднее время обслуживания протокольного блока (датаграммы, пакета, кадра, ячейки) в системе.
Для определения средней длительности задержки в системе M/G/1 воспользуемся формулой Литтла [3,4]:
= .
Тогда средняя длительность задержки определится как:
= . (2.5)
Для расчета средней длины очереди и средней длительности задержки необходимо знать значения дисперсии и математического ожидания (или коэффициента вариации) распределения времени обслуживания протокольного блока (время обслуживания пропорционально длине протокольного блока). В таблице 2.3 приведены выражения для расчета квадратичных коэффициентов вариации некоторых распределений, применяемых при оценке средней длительности задержки в сетях Интернет.
Таблица 2.3 - Квадратичные коэффициенты вариации для некоторых распределений
Распределение | Коэффициент С |
Экспоненциальное (М) | С 2 = 1 |
Эрланга | (k - порядок распределения Эрланга) |
Гиперэкспоненциальное (H) | 0 < S ≤ (S - параметр гиперэкспоненциального распределения для случая суммы двух экспонент) |
Геометрическое (Geom) | C2 = ρi, 0 < ρi <1 (ρi - параметр геометрического распределения) |
Постоянное время обслуживания заявки (D) | С 2 = 0 |
2.3.2 Методические указания ко второму заданию.
Еще одним важным параметром QoS в сетях передачи данных является вероятность потерь пакетов. Имеется ряд факторов, благодаря которым пакеты не доставляются в пункт назначения.
Среди основных причин отметим искажение пакетов в процессе передачи через сеть, превышение «времени жизни» пакетов, а также отброс пакетов в узлах при отсутствии свободного места в буферном накопителе узла.
Последнее явление встречается в том случае, если накопитель имеет конечную емкость памяти. Вероятность потерь определяется как вероятность переполнения буферного накопителя.
Система M/M/1/N. Вероятность переполнения памяти определяется на основе процессов гибели и размножения и равна [4]:
. (2.6)
Очевидно, что при значениях ρ<< 1 для системы M/M/1/N может быть использована следующая аппроксимация:
Ploss ≈ PN. (2.7)
Заметим, что для фиксированного размера буфера, вероятность переполнения возрастает по мере увеличения нагрузки ρ.
При заданной вероятности переполнения памяти существует максимальное значение нагрузки узла, при которой система с очередями удовлетворяет требованиям к вероятности потерь, определяемых нормами для этой вероятности.
Из уравнения (2.7) можно также получить необходимый размер буфера в узле, исходя из вероятности потерь. Решение уравнения относительно емкости буфера N выражается следующей формулой:
. (2.8)
2.3.3 Методические указания к третьему заданию.
Система G/G/1/N. В случае, когда распределения поступающего потока и времени обслуживания выбираются произвольными, получить точные расчеты имеет сложности. Более эффективным является использование приближенных, но простых в применении оценок, базирующихся на квадратичных коэффициентах вариации входящего потока и времени обслуживания. Приближенная формула для оценки вероятности потерь в системе, если эти параметры распределений входящего потока и времени обслуживания известны, имеет следующий вид [3,4]:
. (2.9)
Зная распределения входящего потока и времени обслуживания и, таким образом, получив значения квадратичных коэффициентов вариации, можно рассчитать вероятность потерь в довольно сложной системе. Конечно, следует учитывать, что эти оценки будут приближенными, но можно всегда оценить погрешность вычислений, проведя имитационное моделирование выбранной системы.
Рассмотренные примеры вычислений длительности задержек и вероятности потерь позволяют провести оценки для изолированных сетевых узлов. Представляет интерес также и оценка так называемых сквозных задержек и потерь. Что касается длительности задержки, определяемой узлами, то она считается простым суммированием задержек на всех узлах, включая и мультиплексоры. Вычисление сквозной вероятности потерь, учитывающей только потери в узлах из-за переполнения памяти, является более сложной задачей. Однако приняв гипотезу Л. Клейнрока о независимости узлов сети Интернет, можно свести расчет потерь в сети, содержащей К узлов, к простой формуле [1,2]:
, (2.10)
где - вероятность сквозных потерь для сети,
- вероятность потерь в узле с номером к.
Варианты заданий
Дата добавления: 2015-01-12; просмотров: 54 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |