Имитационная модель канала коллективного доступа
В предыдущей статье мы оценивали вероятность успешного захвата канала в конкурентном окне.
Имитация процессов передачи и приёма кадра
1.1. В упрощенном виде, процесс передачи кадра по радиолучу (Xi, Xj) может быть представлен, как поведение композиции конечных автоматов, которая изображена на рисунке 1:
Рисунок 1
1.2. Изображённый на рисунке 1 «Таймер» Xiпредназначен для определения моментов времени, соответствующих:
1) времени отсрочки начала передачи очередного пакета (кадра);
2) времени завершения передачи;
3) времени ожидания «квитанции».
При этом, поведение этого «таймера» может быть, как детерминировано (при определении момента времени, соответствующего завершению передачи пакета), так и псевдослучайным (при вычислении времени отсрочки начала передачи).
1.3. «Таймер» Xj– определяет момент начала и завершения передачи квитанции, причём поведение этого таймера всегда детерминировано. Следует отметить, что, как «Таймер» Xi, так и «Таймер» Xi, ведут отсчёт интервалов времени в особых условных единицах – «тиках».
Предположительно, один «тик» имитирует интервал времени, соответствующий длительности одного «слота».
1.4. Автомат, который имитирует процесс управления передачей кадра по радиолучу (Xi, Xj) фактически выполняет функции «диспетчера», взаимодействующим со своим «окружением» с помощью следующих сигналов:
1) сигналов Sтр(i) и Sобс(i), обеспечивающих взаимодействие с протоколом «высшего» уровня, который «поставляет» кадры для передачи, причём:
- сигнал Sтр(i) соответствует поступлению очередного требования на передачу кадра;
- сигнал Sобс(i), который соответствует запросу очередного требования на обслуживание, когда предыдущая заявка на обслуживание уже выполнена.
2) сигналов ST(i) и S(i), первый из которых определяет тип интервала времени, а именно:
- времени отсрочки передачи пакета;
- времени завершения передачи пакета;
- времени ожидания квитанции,
а второй – S(i) – завершению отсчёта заданного интервала.
3) сигналов Sпрд(i) и Sкв(j), обеспечивающих имитацию взаимодействия с «приёмной стороной» (автоматом «Управление приёмом в Xj»). При этом сигнал Sпрд(i)= 1 оповещает все «станции» Xjо том, что передатчик Xiнаходится в состоянии передачи.
4) и, наконец, сигнала Sзан, запрещающего выход в эфир, формируемого «анализатором занятости канала». Данный анализатор представляет собой тривиальный автомат, реализующий булеву функцию (1):
Sзан = A1i Sпрд(1) v A2i Sпрд(2) v . . . v ANi Sпрд(N) | (1) |
где
- Aki (k=1, 2, . . . , N) – элементы матрицы смежности A=║Aij║, описывающей граф G=(E,Г), соответствующий текущему состоянию сети;
- Sпрд(k)(k=1, 2, . . . , N) – значения сигналов, соответствующих состояниям конкурирующих станций: если конкурент Xkведёт передачу, то Sпрд(k) =1.
- N– число узлов в сети.
Следует отметить, что функция (1) может быть использована только в том случае, если все узлы сети работают на одной и той же частоте. Если же это условие не выполняется, то функция (1) должна быть дополнена действием (2):
Sпрд(k) : = 0, если Xiwi, Xjwi, но Xkwi | (2) |
1.5. Хотя функции (1) и (2) и тривиальны, но, по-видимому, требуют пояснений. Для этого рассмотрим следующий пример. Пусть условия радиослышимости описываются графом, который изображён на рисунке 2:
Рисунок 2
Такому графу будет соответствовать матрица A=║Aij║, которая представлена на рисунке 3:
| Xi | Xj | Xb | Xc | Xd |
Xi | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Xj | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
Xb | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
Xc | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
Xd | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
Рисунок 3
Теперь предположим, что на частоту wiпретендуют передатчик Xiи его конкуренты – станции Xbи Xd. Сравнивая пары значений AkiSпрд(k), получим картину, представленную на рисунке 4:
| Aki |
| Sпрд(k) |
|
Xi | 0 | & | 1 | = 0 |
Xj | 1 | & | 0 | = 0 |
Xb | 1 | & | 1 | = 1 |
Xc | 1 | & | 0 | = 0 |
Xd | 0 | & | 1 | = 0 |
Рисунок 4
Это означает, что станция Xiспособна уступить канал станции Xb, но никогда не обнаружит каких-либо признаков активности со стороны станции Xd. Но, это - особенность IEEE802.11 ….
1.6. Поведение автомата «Управление передачей» может быть описано диаграммой состояний, представленной на рисунке 5:
Рисунок 5
Данный автомат может находиться в одном из восьми состояний:
St0 – исходное состояние - ожидание заявки на передачу кадра;
St1 – ожидание освобождения канала;
St2 – запуск таймера, обеспечивающего отсчёт времени отсрочки начала передачи пакета, а также момента времени завершения его передачи;
St3 – ожидание собственного «слота»;
St4 – передача пакета в эфир;
St5 – запуск таймера ожидания квитанции;
St6 – ожидание квитанции;
St7 – оповещение о факте неудачной попытке передачи кадра.
Переходы данного автомата из одного состояния в другое осуществляются под воздействием символов входного алфавита - i, то есть под воздействием конкретных комбинаций входных сигналов. Эти комбинации приведены в таблице 1:
Таблица 1
-
Загрузка...
