Сравнительный анализ показателей эффективности модели беспроводной сети межмашинного взаимодействия, работающей в рамках двух политик разделения радиоресурсов

В настоящее время информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) все глубже проникают во многие области современной жизни. Например, концепция интеграции ИКТ и Интернета вещей (Internet of Things, IoT) для управления городской инфраструктурой «Умный город» позволяет городской власти следить за изменениями и ситуацией в городе с помощью датчиков. При этом специализированные системы осуществляют сбор данных в автоматическом режиме без участия человека. Важным параметром при определении показателей эффективности беспроводных сетей межмашинного взаимодействия (Machine-to-Machine, M2M) - скорости передачи данных, вероятности блокировки - служит удаленность устройства (датчика) от радиопередающей аппаратуры (базовой станции, БС). Поэтому при описании такой сети в виде системы массового обслуживания с потоковым (гарантированная скорость передачи данных) или эластичным (негарантированная скорость) трафиком необходимо рассматривать входящий поток запросов на передачу данных от M2M-устройств таким образом, чтобы учесть расположение устройств относительно БС. Представлена модель соты беспроводной сети со стационарными M2M-устройствами, находящимися либо в пассивном, либо в активном состоянии. Устройства описываются точками, случайно возникающими на плоскости, и генерируют потоковый трафик, скорость передачи которого зависит от расположения устройства в соте, его мощности и уровня шума. Состояние системы описывает вектор переменной длины, компонентами которого служат расстояния от каждого активного устройства до БС. Рассмотрены две политики управления радиоресурсами - round robin (RR) и full power (FP), отличающиеся друг от друга распределением временного интервала обслуживания M2M-устройства и предоставляемой скоростью передачи данных. Проведен сравнительный анализ значений вероятности блокировки запроса на передачу данных.

COMPARATIVE ANALYSIS OF PERFORMANCE MEASURES FOR A WIRELESS MACHINE-TO-MACHINE NETWORK MODEL OPERATING WITHIN TWO RADIO RESOURCE MANAGEMENT POLICIES

Currently, information and communication technologies (ICT) deeply penetrate into many areas of modern life. For example, the concept of integrating ICT and the Internet of Things for managing Smart City infrastructure allows city authorities to monitor changes and the situation in the city using sensors. Thus, specialized systems collect data automatically without human intervention. An important parameter in determining the performance of wireless networks of machine-to-machine (M2M) interaction - data transfer rates, blocking probabilities, becomes the distance between the device (sensor) and the radio transmitting equipment (base station, BS). Therefore, describing such a network in the form of a queuing system with streaming (guaranteed data transfer rate) or elastic traffic (nonguaranteed speed), it is necessary to consider the incoming stream of requests for data transmission of M2M devices in such a way as to take into account the distance between devices and BS. In this paper, there is built a cell model of a wireless network with stationary M2M devices that are in a passive or active state, shown by points that appear randomly on a plane. The devices generate streaming traffic which depends on the distance from the BS, the device transmit power, and the noise level. The state of the system is described by the vector of variable length, the components of which are the distance of each active device to the BS. Two different disciplines of radio resource separation are considered - “round robin” and “full power,” which differ in the distribution of the time interval for servicing an M2M device and the data transfer rate provided. There is built a random process with states enlarged by the number of users and a formula for calculating the probability of blocking a data transfer request is proposed.

Publisher
Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" РАН
Number of issue
1
Language
Russian
Pages
108-116
Status
Published
Volume
13
Year
2019
Organizations
  • 1 Peoples’ Friendship University of Russia
  • 2 Institute of Informatics Problems, Federal Research Center “Computer Science and Control” of the Russian Academy of Sciences
  • 3 Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук
Keywords
беспроводная сеть; lte; устройство межмашинного взаимодействия; индикатор качества канала; формула Шеннона; равномерное распределение; политика циклического обслуживания; политика обслуживания на максимальной мощности; вероятность блокировки; wireless network; Machine-to-Machine Communication; channel quality indicator; Shannon's formula; uniform distribution; round robin policy; full power policy; blocking probability
Date of creation
20.02.2020
Date of change
20.02.2020
Short link
https://repository.rudn.ru/en/records/article/record/60634/