Лабораторная работа № Исследование технологии Frame Relay в сетях передачи данных
|
Скачать 0.77 Mb.
|
|
F       1 2 N TDMA T    CDMA F,T Рис. 1.2. Методы многостанционного доступа. Одна из особенностей формирования сигналов в стандарте GSM -использование медленных скачков по частоте в процессе сеанса связи, что существенно повышает устойчивость связи в условиях многолучевости и перемещения MS (максимальный радиус ячейки составляет 35 км). Если учесть, что между окнами длиной в 0.577 мс на перестройку частоты затрачивается время порядка 1 мс, то результирующая информационная скорость в GSM не превышает 9.6 кбит/с (используется ряд фиксированных скоростей: 300, 600, 1200, 2400, 4800 и 9600 кбит/с). Отметим, что при любых настройках и перестройках частоты сохраняется дуплексный разнос между каналами приёма и передачи в 45 Мгц. 2.2. Управление установлением соединения. Кадры в GSM объединяются в мультикадры (по 26 или по 51 кадру), в которых наряду с информационными TDMA кадрами присутствуют кадры каналов управления. Эти каналы используются для синхронизации, подстройки частоты, регулирования мощности передатчика, HANDOVERа и др. При установлении соединения используются: - канал параллельного доступа (RACH, “MS сеть”) используется подвижной станцией в режиме ALOHA для доступа к сети в случае, если надо пройти регистрацию при включении или сделать вызов. Для канала RACH выделяется одно из 8-и окон в TDMA кадре. Если в данной соте имеется несколько частотных каналов, то канал RACH выделяется только в одном из них, - канал разрешённого доступа (AGCH,” сеть MS“) используется для ответа станции, которая раньше сделала вызов по каналу RACH, - канал вызова (PCH,” сеть MS“) используется для вызова подвижной станции в случае, когда инициатором вызова является сеть (абонент сети), - индивидуальный канал управления (SDCCH/4), состоящий из 4-х подканалов, на одном из которых реализуется вся процедура организации обмена (идентификация, аутентификация, выделение окна и др.) Процедура организации обмена в GSM весьма сложна - кроме 7-и рабочих каналов (2-х для речи и 5-и для данных), имеется 10 каналов управления различного назначения. Поэтому дальнейшее рассмотрение процессов в ССПС потребует некоторых упрощений для создания обозримой имитационной модели. 2.3. Исследуемые зависимости и упрощающие допущения. Рассматривая ССПС, как систему массового обслуживания, поставим целью имитационного моделирования получение следующих показателей качества обслуживания абонентов одной выделенной соты: - вероятность потери вызова из-за занятости рабочих каналов, - вероятность потери вызова из-за занятости вызываемого абонента, - распределение числа вызовов (первичных и повторных) на один успешный вызов, - распределение времени организации рабочего канала (времени работы управляющих каналов), -вероятность явной потери исходящего сообщения при ненулевой вероятности отказа абонента от повторения вызова. На эти показатели влияют следующие параметры ССПС: - число абонентов, находящихся в данный момент в соте, - интенсивность исходящей и входящей нагрузки для каждого абонента, - число рабочих каналов в соте, зависящее от числа выделенных данной BTS частотных каналов, - время занятия управляющих каналов при входящем и исходящем вызовах, затрачиваемое на организацию рабочего канала и аутентификацию абонента. Выбор числа рабочих частот в каждой соте, а также числа рабочих и управляющих каналов производится в зависимости от нагрузки, создаваемой абонентами данной соты. Рекомендуется рассчитывать общую нагрузку на BTS в предположении, что нагрузка от одного абонента составляет 0.025 Эрл (Это соответствует 1вызову/час при средней продолжительности разговора – 90 с). Фирма Motorola предлагает для определения чисел каналов ТСН и SDCCH пользоваться следующей таблицей (см. табл. 1.1). В 1-м столбце - общая нагрузка на 1 BTS от всех абонентов соты. Во 2-м столбце - число выделяемых частотных каналов. В 3-м и 4-м столбцах - числа выделяемых рабочих и управляющих каналов. Напомним, что в каждом частотном канале имеется 8 временных окон, из которых небольшая часть выделяется под каналы управления (PCH, AGCH, SDCCH и др.), а основная часть - под рабочие каналы (ТСН). Например, при 4-х частотных каналах из 32-х временных окон 30 отведены под ТСН, а в двух оставшихся окнах организуются различные управляющие каналы, в том числе и 12 каналов SDCCH. Таблица 1.1. Зависимость чисел каналов различных типов от нагрузки
В системе рассматриваются вызовы трёх типов: - вызов ВНИЗ - абонента данной соты вызывает внешний абонент, т.е. находящийся в других сотах или в фиксированных сетях, - вызов ВВЕРХ - абонент данной соты вызывает внешнего абонента, - внутрисотовый вызов - абонент вызывает абонента своей соты. Заметим, что самому абоненту эти варианты неизвестны и действия его не зависят от местонахождения вызываемого абонента. Вызов ВВЕРХ инициируется абонентом и начинается с захвата канала параллельного доступа (Random Access Channel - RACH). Доступ к этому каналу осуществляется в режиме ALOHA. Процедура организации обмена состоит в следующем: - MS посылает запрос на MSC через свой BTS на общем для всех MS данной соты частотно-временном канале RACH, - получив и идентифицировав запрос, MSC через BTS по каналу разрешённого доступа (Access Grant Channel - AGCH) сообщает абонентской MS номер одного из 4-х индивидуальных каналов управления SDCCH/4, - двусторонний канал SDCCH обеспечивает установку требуемого абонентом вида обслуживания, включая аутентификацию абонента, запрос вида обслуживания и выделение свободного рабочего канала (Traffic Channel - TCH), - заняв один из каналов ТСН MS выдаёт идентификатор (IMSI) вызываемого абонента и после установления соединения абоненты начинают обмен, - по окончании обмена производится разъединение соединения. Первая фаза этой процедуры - захват канала RACH - может окончиться неудачей, если две или более МS одновременно (или почти одновременно) выдадут в сеть свои запросы. MSC не сможет идентифицировать эти запросы и не ответит подвижным станциям по каналу AGCH. Не получив ответ, в соответствии с алгоритмом ALOHA, MS произведет так называемый откат и повторит свой запрос. Однако, во избежание нового столкновения новые запросы выполняются через некоторые случайные интервалы времени. Выбор этих интервалов производится следующим образом: - после первого отката MS выбирает с вероятностью Р1=1/2 одно из чисел - 0 или 1, на которые умножается время единичного кванта ожидания Ткв, - после второго отката с вероятностью Р2=1/4 выбирается одно из чисел - 0, 1, 2 или 3, - после третьего - Р3=1/8, числа 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7, - после i-го отката с вероятностью Рi=1/  выбирается одно из чисел в интервале от 0 до -1. Тогда (i+1)-й вызов произойдёт через время Ткв. Очевидно, что с каждым откатом увеличивается как среднее время ожидания, так и его разброс, а независимый выбор чисел на разных MS снижает вероятность новых столкновений.Число автоматических безуспешных попыток ограничено в GSM числом 7. После этого абонент может начать процедуру вызова сначала. При вызове ВНИЗ сеть сообщает об этом абоненту по каналу вызова (Paging Channel - PCH). Дальнейшая процедура установления соединения аналогична описанной при вызове ВВЕРХ, исключая фазу выдачи идентификатора вызываемого абонента. Внутриcотовый обмен для вызывающего абонента является вызовом ВВЕРХ, а для вызываемого - вызовом ВНИЗ. При этом связь может установиться только при наличии двух свободных рабочих каналов. В описанных выше процедурах организации соединения опущен целый ряд этапов, таких как подстройка частоты, синхронизация, регулировка уровня мощности и др, поскольку они либо слабо влияют на пропускную способность, либо время проведения этих процедур входит в описанные выше этапы организации связи. 3. Вопросы для домашней подготовки 3.1. Сформулируйте назначение ССПС. 3.2. Объясните структурную схему ССПС с технологией GSM. 3.3. С какими внешними сетями могут связаться абоненты GSM? 3.4. Как организуется аутентификация абонента? 3.5. Что такое HANDOVER? 3.6. Что такое роуминг? 3.7. Какие методы многостанционного доступа используются в ССПС? 3.8. В каком частотном диапазоне организованы каналы GSM? 3.9. Что представляет собой кадр TDMA? 3.10. С какими скоростями производится обмен информацией в GSM? 3.11. Как организуется доступ абонента в сеть? 3.12. Какие управляющие каналы используются при установлении соединения? 3.13. Какие показатели качества обслуживания исследуются на имитационной модели? 3.14. Какие параметры системы влияют на качественные показатели системы? 3.15. Какие допущения принимаются при анализе системы? 3.16. При каких условиях возможно установление соединения для каждого из трёх рассматриваемых типов вызова? 3.17. Как определяются числа рабочих и управляющих каналов в соте? 4. Описание имитационной модели 4.1. Реализация основных элементов модели. За единицу модельного времени принята 0.1 секунды. Входной поток вызовов генерируется блоком GENERATE (см. п.4.2), разбивается на три части в соответствии с аргументами функции TIP: вызовы ВВЕРХ, ВНИЗ и внутрисотовые. Сгенерированные транзакты последовательно проходят блоки программы, имитирующие работу каналов PCH, RACH, AGCH, SDCCH и ТСН. Вводимые параметры и измеряемые характеристики модели представлены в листинге программы. В модели приняты следующие допущения: - вероятности повторения вызова после отказа, а также длительность ожидания до повтора - одинаковы для любого типа вызова, - время занятия рабочего канала при несостоявшемся внутрисотовом соединении - пренебрежимо мало, - освобождение каналов по окончании обмена происходит мгновенно. Нагрузка, поступающая в сеть от одного абонента, создается потоком вызовов интенсивностью 1 вызов/час и средней продолжительностью информационного обмена, равной 1.5 мин. Это соответствует рекомендуемой для расчета фирмой Motorola величине нагрузки Y=0.025 Эрл. Различные результаты прогона фиксируются в следующих строках матрицы MREZ: 1-я строка - отказы из-за отсутствия свободных каналов PCH; 2-я строка - отказы из-за отсутствия свободных каналов RACH; 3-я строка - отказы из-за отсутствия свободных каналов AGCH; 4-я строка - отказы из-за отсутствия свободных каналов SDCCH; 5-я строка - отказы из-за отсутствия свободных каналов TCH; 6-я строка - отказы из-за занятости абонента; 7-я строка - несостоявшиеся соединения из-за отказов абонентов от повтора; 8-я строка – доля успешных вызовов При этом в 1-м столбце фиксируются числа событий, а во 2-м столбце – вычисленные вероятности наступления этих событий, т.е. РРСН, РRACH, PAGCH, PSDCCH, PTCH, Pзан.аб, Рн.с.от.п, Русп.соед. Результаты прогона фиксируются также в трёх гистограммах: TUPR - распределение времени установления соединения; VYZV - распределение числа вызовов на 1 первичный вызов; OTKT - распределение числа откатов до захвата канала RACH.
; МОДЕЛЬ СОТОВОЙ СЕТИ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM ; 1 единица модельного времени равна 0.1с ABON EQU 300 ;Установка числа абонентов в сети OTKPOV EQU 300 ;Вер. отказа от повторения вызова (в промилях) TRACH EQU 3 ;Время работы канала RACH TPCH EQU 10 ;Время работы канала PCH TAGCH EQU 1 ;Время работы канала AGCH TSDCCH EQU 30 ;Время работы канала управления SDCCH TUST EQU 150 ;Время установления соединения в сетях ОП TTCH EQU 90 ;Среднее время одного обмена в секундах POTOK EQU 1 ;Интенсивность вызовов от одного абонента в час PUST EQU 950 ;Вероятность установления соединения в сети ОП OJPOV EQU 100 ;Время ожидания до повторения вызова MREZ MATRIX ,8,2 RACH STORAGE 100 ;Имитируемое число каналов в канале доступа TCH STORAGE 22 ;Число рабочих каналов в системе PCH STORAGE 4 AGCH STORAGE 4 SDCCH STORAGE 4 ;Число индивидуальных каналов управления VINT VARIABLE 36000/POTOK/(ABON-S$TCH) OBMEN VARIABLE 10#TTCH ;Вычисление длительности обмена VYZV VARIABLE P$VYZV+1 CHOTK VARIABLE P$CHOTK+1 VZANA FVARIABLE 1000#S$TCH/ABON ;Вероятность занятости абонента TOJ VARIABLE RN1/FN$STP#10 ;Ожидание после отката STP FUNCTION P$CHOTK,D7 1,500/2,250/3,125/4,62/5,31/6,16/7,8 TIP FUNCTION RN1,D3 .45,1/.9,2/1,3 PCH FVARIABLE N$B7/N$VYZ RAH FVARIABLE N$OTKD/N$VYZ ;Вычисление AGH FVARIABLE N$B8/N$VYZ SDH FVARIABLE N$B9/N$VYZ ;вероятностей RAB FVARIABLE N$A8/N$VYZ ABN FVARIABLE N$A9/N$VYZ ;отказов OTKS FVARIABLE N$OTKNS/N$FIN USPESH FVARIABLE (N$OBM+N$B6)/N$FIN ;доля успешных вызовов RASPR FUNCTION RN1,C24 0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2/.75,1.38/ .8,1.6/.84,1.85/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81/.95,2.99/.96,3.2/ .97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2/.999,7/1,8 VYZV TABLE P$VYZV,0,1,20 ;Распре д. числа вызовов на одно соединение OTKT TABLE P$CHOTK,0,1,10 ;Распредел. числа откатов до захвата RACH TUPR TABLE MP$TUP,0,10,50 ;Распр. времени орган. канала ;------------------------------------------------------------------------------------ GENERATE V$VINT,FN$RASPR ;Генерация общего входного потока ASSIGN VYZV,0 ASSIGN CHOTK,0 ASSIGN STLK,0 ASSIGN TIP,FN$TIP ;Выбор типа вызова TEST E P$TIP,1,VYZ ;Вызов ВНИЗ? B1 TRANSFER V$VZANA,,A9 ;Да! Вызываемый абонент занят? B2 GATE SF PCH,A4 ;Нет! Есть свободный канал? B7 MSAVEVALUE MREZ+,1,1,1 ;Нет! TRANSFER ,POVT A4 ENTER PCH ;Занятие канала РСН ADVANCE TPCH ;Время вызова LEAVE PCH ;Освобождение канала РСН VYZ ASSIGN VYZV,V$VYZV ;Счетчик числа вызовов на один первичный MARK TUP A3 GATE SNE RACH,AA1 ;Канал доступа свободен? ASSIGN STLK,1 ;Нет! Регистрация столкновения AA1 ENTER RACH ;Захват канала RACH ADVANCE TRACH ;Передача вызова по каналу RACH LEAVE RACH ;Освобождение канала RACH GATE SE RACH,OTKAT ;Канал занят другими вызовами? TEST E P$STLK,0,OTKAT ;Нет! Для данного вызова было столкнов? TABULATE OTKT ;Нет! GATE SF AGCH,A5 ;Канал свободен? B8 MSAVEVALUE MREZ+,3,1,1 ;Нет! TRANSFER ,POVT A5 ENTER AGCH ;Работа канала ADVANCE TAGCH ;AGCH LEAVE AGCH GATE SF SDCCH,A6 ;Работа канала B9 MSAVEVALUE MREZ+,4,1,1 TRANSFER ,POVT A6 ENTER SDCCH ;SDCCH ADVANCE TSDCCH,TSDCCH LEAVE SDCCH TABULATE TUPR TEST NE P$TIP,3,VNTR ;Внутрисотовый обмен? B4 GATE SNF TCH,A8 ;Нет! Есть свободный рабочий канал? ENTER TCH ;Да! Занятие рабочего канала TEST E P$TIP,2,OBM ;Вызов ВВЕРХ? ADVANCE TUST ;Да! Установление соединения в сети ОП TRANSFER PUST,,OBM ;Переход, если соединение установлено LEAVE TCH ;Освобождение рабочего канала TRANSFER ,POVT OBM ADVANCE V$OBMEN,FN$RASPR ;Время обмена сообщениями LEAVE TCH ;Освобождение канала MSAVEVALUE MREZ+,8,1,1 TRANSFER ,FIN VNTR TRANSFER V$VZANA,,A9 ;Переход, если абонент занят B3 TEST GE R$TCH,2,A8 ;Есть 2 свободных рабочих канала? B6 ENTER TCH,2 ;Занятие двух каналов ADVANCE V$OBMEN,FN$RASPR ;Время внутрисотового обмена LEAVE TCH,2 ;Освобождение двух каналов MSAVEVALUE MREZ+,8,1,1 FIN TABULATE VYZV TEST E TG1,1,FINAL ;Данный транзакт последний? MSAVEVALUE MREZ,1,2,V$PCH MSAVEVALUE MREZ,2,2,V$RAH MSAVEVALUE MREZ,3,2,V$AGH MSAVEVALUE MREZ,4,2,V$SDH MSAVEVALUE MREZ,5,2,V$RAB MSAVEVALUE MREZ,6,2,V$ABN MSAVEVALUE MREZ,7,2,V$OTKS MSAVEVALUE MREZ,8,2,V$USPESH FINAL TERMINATE 1 OTKAT ASSIGN STLK,0 ;Обнуление признака столкновения ASSIGN CHOTK,V$CHOTK TEST L P$CHOTK,7,OTKD ;Предельное число откатов? ADVANCE V$TOJ ;Ожидание до повторного захвата канала RACH TRANSFER ,A3 POVT TRANSFER OTKPOV,,OTKNS ;Переход, если абон. отказывается от повтора ASSIGN CHOTK,0 ;Обнуление числа откатов A2 ADVANCE OJPOV,OJPOV ;Ожидание абонента до повторного вызова TRANSFER ,VYZ OTKD MSAVEVALUE MREZ+,2,1,1 ;Регистрация отказа по доступу TABULATE OTKT TRANSFER ,POVT OTKNS MSAVEVALUE MREZ+,7,1,1 TRANSFER ,FIN A8 MSAVEVALUE MREZ+,5,1,1 TRANSFER ,POVT A9 MSAVEVALUE MREZ+,6,1,1 TRANSFER ,POVT |
Похожие:
 |
Методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ... Лабораторная работа 4, 5 Исследование регистров, счетчиков и дешифраторов Лабораторная работа 6, 7 Исследование генератора псевдослучайной... |
|
Лабораторная работа 1 4 лабораторная работа 2 13 лабораторная работа... Интернете разнообразную информацию – описательную, графическую, картографическую и пр. При разработке сайтов необходимо уметь работать... |
 |
Лабораторная работа №9 59 Лабораторная работа №10 72 Лабораторная... Рабочая тетрадь для выполнения лабораторных работ по мдк. 03. 01. «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов»... |
|
Лабораторная работа №2 Исследование объектов схемы, экспорт и импорт данных Oracle Database 11g Express Edition |
|
Методические указания для выполнения лабораторных работ и «Базы данных» Лабораторная работа №1 «Организация хранения данных в субд ms access» |
|
Лабораторная работа №10. Изучение принципа действия и функциональной... Лабораторная работа № Изучение принципов построения системы автоматической подстройки частоты (апч) радиолокационной станции |
|
Руководство оператора Программное обеспечение системы централизованного управления персональными мобильными устройствами и платформами в корпоративных... |
|
Руководство системного программиста Программное обеспечение системы централизованного управления персональными мобильными устройствами и платформами в корпоративных... |
|
Лабораторная работа №1 «Создание общих ресурсов и управление ими» Лабораторная работа №6-7 «Изучение типов серверов, их настройка и конфигурирование» |
|
Настройка подключения к сети передачи данных маи и сети Интернет для ос windows xp Маи является первым этапом подключения к системе передачи данных (спд) маи. Этот этап является единственным в тех случаях, когда... |
|
Лабораторная работа №1: Создание баз данных В этой утилите можно выполнить типовые задачи обслуживания баз данных, такие как резервирование и восстановление. Здесь можно настраивать... |
|
Лабораторная работа № Лабораторная работа №1. Изучение основных возможностей программного продукта Яндекс. Сервер. Установка окружения, установка и настройка... |
|
Лабораторная работа №1 Целью работы является изучение технологии построения модели процесса в нотации bpmn 0 с использованием |
|
Техническое задание на организацию канала связи по технологии bpl Организация канала передачи данных по технологии bpl для подключения абонентов/объектов к сети мгтс |
|
Руководство системного программиста лист утверждения бкмд. 425530.... Программное обеспечение системы централизованного управления персональными мобильными устройствами и платформами в корпоративных... |
|
Лабораторная работа №27 Лабораторная работа №28 Контрольные работы... Пм «Сборка монтаж (демонтаж) элементов судовых конструкций, корпусов, устройств и систем металлических судов» |