МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО И ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАФЕДРА 41

ОЦЕНКА

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

доцент				И. И. Спиндзак
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

МЕХАНИЗМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ НИСХОДЯЩЕГО КАДРА В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЯХ

по дисциплине: Моделирование систем распределения ресурсов

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ гр. №	Z9411				Р. С. Кафка
	номер группы		подпись, дата		инициалы, фамилия
Студенческий билет №	2019/3603

Шифр ИНДО

Санкт-Петербург 2024

Цель работы: получение навыков моделирования стандартных сценариев работы телекоммуникационных систем с топологией типа «звезда». Изучение свойств алгоритмов планирования ресурсов нисходящего кадра в подобных системах.

Вариант задания представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Вариант задания 8

№	Модель распространения	R, м, (км)	PTX, Вт	f0, МГц	, МГц	kn
8	ITU, commercial area	30	0.1	5600	40	3

Ход работы:

1. Пример расчета параметров моделируемой системы

   1. Расчет мощности теплового шума

Мощность теплового шума определяется следующим выражением:

(1)

здесь T – абсолютная температура (К), k – постоянная Больцмана , - коэффициент теплового шума приемника .

𝑃_𝑁=40∗10⁶Гц∗300𝐾∗1.38∗10⁻²³Дж/К∗3=4.97∗10⁻¹³Вт

2. Расчет уровня потерь в канале связи (для конкретных абонентов)

Для нашей модели ITU, commercial area:

В качестве модели затухания в помещениях (Indoor Propagation Model, IPM) в помещениях рассмотрим разработанной международным союзом связи (International Telecommunication Union, ITU). В рамках этой модели потери L в помещении рассчитывается следующим образом:

(2)

где K – коэффициент, зависящий от типа помещения, – принять равным нулю, К – принять равным 29.

На рисунке 1 представлен десятичный логарифм потерь L от .

Рисунок 1 – Вид функции потерь

По формуле (2) рассчитаем потери L:

Переведем из «дБ» в «разы»:

3. Расчет мощности сигнала, принятого абонентом

Принятая мощность сигнала определяется излучаемой мощностью БС - и уровнем потерь мощности при преодолении сигналов расстояния от БС к АБ и определяется следующим выражением:

(3)

4. Расчет отношение сигнал/шум

Значение параметра в общем случае является случайной величиной, зависящей от многих факторов.

(4)

где - принятая мощность сигнала, - мощность теплового шума.

5. Расчет пропускной способности канала связи

Известно, что для каждого абонента максимальная возможная скорость передачи данных или максимальная пропускная способность канала связи С (Сhannel Сapacity) может быть выражена как:

(5)

где - полоса пропускания канала связи, - отношение сигнал/шум (Signal-to-Noise Ratio, SNR) у абонента с индексом .

2. Анализируемые алгоритмы распределения ресурсов

   1. Equal blind

Данный алгоритм обеспечивает равные скорости между всеми абонентами. Доля ресурса времени, выделяемая каждому абоненту (выравнивает скорость)

Скорость для абонента i может быть выражена как:

2. Maximum Throughput

Данный алгоритм максимизирует суммарную скорость передачи. Доля ресурса времени, выделяемая каждому абоненту, находится как:

3. Proportion Fair

Данный алгоритм выделяет равные доли ресурсов всем абонентам. Доля ресурса времени, выделяемая каждому абоненту, находится как:

Суммарная скорость:

3. Пример сгенерированных расположений абонентов

Построил график случайного расположения абонентских приемных устройств относительно базовой станции для 64 абонентов.

Рисунок 2 – Случайное расположение абонентских станций

На рисунке 2 видно, абонентские станции распределены равномерно по площади относительно базовой станции – это означает что генерации из расположения в программе работает корректно.