АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ЧАСТОТНОГО РЕСУРСА В МОДИФИЦИРОВАННОЙ

СИСТЕМЕ ДОСТУПА КЛАССА FDMA DAMA

А.А. Грицай, студ.,гр. ЭР-20-06 рук. Н.С. Губонин, д.т.н., проф.

2

Цель работы:Обоснование эффективности использования частотного ресурса в системах на основе модифицированного метода доступа FDMA DAMA

Актуальность:«Федеральной космической программы России на 2006-2015 годы» предусмотрено проведение исследовательских работ по «поиску путей повышения уровня технических и эксплуатационных характеристик космических средств, обеспечения их надежности и эффективности».

Цель и актуальность работы

3

Структура работы

Раздел 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСА РЕТРАНСЛЯТОРА В СИСТЕМАХ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ VSAT

1.2 Основные особенности систем спутниковой связи типа VSAT

1.4 Основные принципы распределения частотного ресурса для

систем спутниковой связи и вещания

1.5 DAMA на основе FDMA

1.6 DAMA на основе TDMA

4

Структура работы

Раздел 2. ПРИМЕНЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА FDMA DAMA ДОСТУПА

2.4 Особенности использования и управления частотным ресурсом

2.5 Обработка поступающих вызовов

2.6 Модель временных соотношений в системе с динамическим

распределением ресурса

2.6.1 Оценка времени выполнения процедур

5

Структура работы

Раздел 3. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯЧАСТОТНОГО РЕСУРСА В СИСТЕМАХ КЛАССА FDMA DAMA 3.4 Аналитические выражения для расчета вероятности блокировки

вызова при использовании модифицированного FDMA DAMA доступа

3.5 Аналитические выражения для расчета вероятности блокировки

вызова при использовании традиционного FDMA DAMA доступа

3.6 Аналитические выражения для расчета среднего числа

используемых элементарных каналов в системах класса FDMA

DAMA

3.7 Модельные примеры

6

Основные компоненты:1. Спутник-ретранслятор2. Центральная земная станция (ЦЗС)3. Абонентские станции (АС)

Структурная схема CCC

класса DAMA

Традиционная FDMA DAMA

7

Ffree

∆F

fo∆fgap∆f

F,Гц

Eb/No

ЧК1 ЧК2

-Предоставление каналов одинаковой ширины

Обозначения:Синим – активные (занятые) каналы

Традиционная FDMA DAMA

8

Ffree

∆F

fo∆fgap∆f

F,Гц

Eb/No

ЧК1 ЧК2 ЧКn

Обозначения:Красным – запрашиваемый каналСиним – активные каналы

-Наличие неиспользуемого ресурса при различной ширине каналов

9

Ffree

∆F

fo∆fgap∆f F,Гц

Eb/No

ЧК1 ЧК2 ЧКn

Модифицированная FDMA DAMA

Обозначения:Красным – запрашиваемый каналСиним – активные каналыЖелтым – активные каналы, перемещенные в результате пересортировки

-Предоставление каналов разной ширины

-Оптимизация расположения ЧК в полосе

10

1. Обработка поступающих запросов;2. Анализ текущей ситуации; 3. Расчет оптимального распределения с учетом приоритетов;4. Перераспределение каналов связи.

Динамическое распределение частотных каналов

Для ССС с динамическим распределением каналов составлена упрощенная модель временных соотношений для оценки временных расходов на вхождение в связь и времени односторонней задержки при перестройке активной АС с одного ЧК на другой

11

Сквозная задержка при перестройке активной станции

Перестройка модулятора АС1

Получение инструкций от ЦЗС

Синхронизация демодулятора ЦЗС

Передача данных от АС1 на ЦЗС

Прием данных на АС2

Передача данных от ЦЗС на АС2

1. Время перестройки гетеродина модулятора: <2,7 мс

2. Максимальное время синхронизации демодулятора по несущей:

32мс (ФМ-2,Rb=8кбит/с); 64мс (ФМ-4, Rb=8кбит/с)3. Суммарное (в два скачка) время

распространения сигнала: 500мс

Максимальное значение сквозной задержки: 0,567 с

Предоставляемые услуги и введение понятия элементарного канала

12

Услуги Скорость передачи

Телефония, E-mail от 8 кбит/c

Web от 32 кбит/с

Видеосвязь от 256 кбит/с

Элементарный канал – фиксированное минимальное значение пропускной способности ретранслятора, предоставляемое пользователю.

Используемые показатели качества: вероятность блокировки вызова, среднее число используемых элементарных каналов

Параметры математических моделей

13

Дисциплина «полного разделения» AD(CS): без закрепленных элементарных каналов и ограничений по числу возможных вызовов

14

Нормирующая константа:

Пример используемых формул для расчета.Модифицированная FDMA DAMA

Вероятность блокировки вызова:

где

Среднее число используемых элементарных каналов:

15

Модельные примеры. Сравнение традиционной и модифицированной DAMA

Параметры ССС:Линия T1 скоростью 1.554 Мбит/с, состоящая из 24 каналов по 64 Кбит/с; услуги видеосвязи 320 кбит/с и Web-серфинг 128 кбит/с.

16

Сравнение систем с традиционным и модифицированным FDMA DAMA доступом

При Pb(max)=0.05 (λ=6,5) число используемых элементарных каналов при использовании модифицированного DAMA доступа будет больше на 4,5 %

17

Основные результаты

1.Составлена упрощенная модель временных соотношений для оценки временных расходов на организацию канала связи и времени односторонней задержки при перестройке активной АС с одного ЧК на другой.

2. Оценено значение наибольшей сквозной задержки при перестройке АС, которое составляет 0,567 с.

3. Выведена формула для расчета вероятности блокировки вызовов в системе с закрепленными каналами при использовании модифицированного DAMA-доступа

4. Получена и программно реализована математическая модель для расчета вероятности блокировки вызовов в ССС с модифицированным DAMA-доступом при любых дисциплинах доступа и параметрах сети.

5.Разработан и программно реализован алгоритм расчета вероятности блокировки вызовов в системе с традиционным DAMA-доступом при дисциплине доступа полного разделения.

6.Выведена универсальная формула для расчета среднего числа используемых элементарных каналов через вероятность блокировки вызовов.

7.Приведен модельный пример, позволяющий прогнозировать, что использование в ССС модифицированного DAMA-доступа обеспечит увеличение эффективности использования частотного ресурса не менее чем на 4,5 % при одном и том же числе предоставляемых услуг и объеме трафика.