МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Санкт–Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»
ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
Ассистент |
|
|
|
Н.В. Апанасенко |
должность, уч. степень, звание |
|
подпись, дата |
|
инициалы, фамилия |
ОТЧЁТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2 |
||||
АНАЛИЗ СИСТЕМЫ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С ТОПОЛОГИЕЙ ТИПА ЗВЕЗДА |
||||
по курсу: МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ |
||||
|
||||
|
||||
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
СТУДЕНТ ГР. № |
4117 |
|
|
|
Иванова А.В. |
|
|
|
подпись, дата |
|
инициалы, фамилия |
Санкт-Петербург 2025
Цель лабораторной работы
Получение навыков моделирования стандартных сценариев работы телекоммуникационных систем с топологией типа «звезда». Изучение свойств алгоритмов планирования ресурсов нисходящего кадра в подобных системах. Изучение стратегий распределения ресурсных блоков в централизованной сети со случайным трафиком.
Вариант 8
Рисунок 1 — Вариант задания
1 Расчётные формулы для оценки приоритетов пользователей
Расстояние от абонента до базовой станции, согласно нормальному распределению по окружности:
, где R – радиус окружности.
Общий принцип работы базовой станции:
, где
–
объем
данных в слоте k
в
буфере абонента i
объём
данных в предыдущем слоте буфера абонента
i
объём
данных, переданных абонентом i
в слоте k
количество
пакетов для абонента i
в слоте k
Максимальная пропускная способность канала связи:
Величина SNR является отношением мощности получаемого сигнала к мощности шумов:
SNR
=
Мощность получаемого сигнала:
,
где
– мощность излучаемого сигнала, L
– потери, показывающие затухание сигнала
Мощность шумов:
,
где
–
ширина полосы пропускания канала
– Постоянная
Больцмана
– температура
(К)
,
,
Расчет потерь сигнала модели Окамура-Хата:
– частота
распространения сигнала,
a – коэффициент, вычисляемый как:
d – расстоянием между базовой станцией и абонентом,
– высота
точки приёмника абонента,
– высота
базовой станции,
S – параметр, зависящий от местности, в данном случае взят 0, так как рассматривается маленький город.
2 Краткие теоретические сведения
Рассматривается работа базовой станции, передающей данные абонентам в радиусе 2500 метров от станции. Для каждого абонента, подключённого к станции, выделяется буфер, играющий роль хранилища, в которое поступают пакеты данных, ожидающие отправку соответствующему абоненту. Работа станции будет смоделирована для 2, 8, 16 и 64 абонентов, распределённых в радиусе базовой станции случайным образом, как это показано на Рисунке 2. Для того чтобы равномерно разместить абонентов вокруг станции на различном случайном расстоянии используется Формула 1.
Рисунок 2 – Распределение абонентов в радиусе базовой станции
Время передачи пакетов разделено на равные интервалы – слоты, длительность каждого слота равна длительности передаваемого сообщения. В рассматриваемой модели длительность сообщений принята равной 0.5 миллисекунд. Полоса частот, выделяемая для каждого абонента, составляет 180 кГц. Объём данных в одном пакете равен 1 килобайту, а количество пакетов, передаваемых одному абоненту, является случайным и распределено по геометрическому закону с параметром p. Для вычисления используется Формула 2.
Геометрическое распределение показывает количество проваленных испытаний, проведённых до первого успешного испытания. Параметр p для геометрического распределения, соответствующий интенсивности входного потока вычисляется как:
Для взятия геометрического распределения используется функция geometric(p) из модуля random библиотеки numpy. Минимальное возвращаемое функцией значение равно единице, то есть при таком распределении в каждом слоте будет хотя бы 1 пакет данных для передачи. Чтобы снизить риск переполнения буферов количество пакетов данных будет уменьшаться на 1.
Количество передаваемой информации в битах равняется произведению скорости передачи информации в канале (бит в секунду) и длительности передачи. Скорость передачи или пропускная способность канала вычисляется по Формуле 3. Вспомогательные вычисления рассчитываются по Формулам 4-7. Изменение максимальной пропускной способности от слота к слоту связано с тем, что затухание сигнала при распространении от БС до абонента является случайной величиной.