Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМОВ ПЛАНИРОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО К ЗАДЕРЖКЕ ТРАФИКА ПО НИСХОДЯЩЕМУ КАНАЛУ В РЕЖИМЕ OFDM


https://doi.org/10.31799/1684-8853-2018-5-88-93

Полный текст:


Аннотация

Введение: повсеместное внедрение систем управления, основанных на беспроводной связи, в промышленных объектах формирует специфичный сценарий использования беспроводных систем, который получил название Индустриальный интернет вещей. В рамках данного сценария предполагается наличие большого, но конечного числа пользователей, для которых должна быть обеспечена передача коротких сообщений с низкой задержкой и ограничением на дисперсию задержки. Цель исследования: оценка эффективности алгоритмов планирования распределения частотно-временных ресурсов для систем связи с ортогональным частотным мультиплексированием каналов (OFDM) при передаче чувствительного к задержке трафика в нисходящем канале связи. Методы: система OFDM представлена в виде множества систем массового обслуживания M/G/1, произведена постановка оптимизационной задачи, решение которой определяет нижнюю границу средней задержки передачи сообщений чувствительного к задержке трафика по множеству исследуемых алгоритмов планирования. Результаты: предложен алгоритм вычисления значения нижней границы средней задержки передачи сообщений чувствительного к задержкам трафика в системе OFDM. Предложенный алгоритм принимает на вход параметры системы: средний размер сообщения, интенсивность входного потока и среднее значение максимально достижимой скорости передачи данных для каждого устройства, подключенного в базовой станции. На основе введенных параметров системы производится постановка оптимизационной задачи и ее решение численным алгоритмом. Решение оптимизационной задачи определяет значение нижней границы средней задержки передачи сообщений по множеству исследуемых алгоритмов планирования в нисходящем канале связи систем OFDM. Практическая значимость: полученный результат может быть использован разработчиками систем при планировании и развертывании OFDM сетей, а также является опорными результатом для разрабатываемой технологии сверхнадежной связи с низкими задержками (URLLC).


Об авторе

И. А. Пастушок
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия

Пастушок Игорь Анатольевич - кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры инфокоммуникационных систем. В 2014 году окончил Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического  приборостроения по специальности «Комплексная защита объектов информатизации». Является автором 12 научных публикаций.

Область научных интересов —  математическая оптимизация, беспроводные сети, алгоритмы распределения ресурсов, теория вероятности, имитационное моделирование.

Б. Морская ул., 67, Санкт-Петербург, 190000.



Список литературы

1. Wan J., Tang S., Shu Z., Li D., Wang S., Imran M., Vasilakos A. V. Software-defined industrial internet of things in the context of industry 4.0. IEEE Sensors Journal, 2016, no 20, pp. 7373–7380. doi:10.1109/JSEN.2016.2565621

2. Shrouf F., Ordieres J., Miragliotta G. Smart factories in Industry 4.0: A review of the concept and of energy management approached in production based on the Internet of Things paradigm. 2014 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management, 2014, pp. 697–701. doi:10.1109/IEEM.2014.7058728

3. Chen B., Wan J., Shu L., Li P., Mukherjee M., Yin B. Smart factory of industry 4.0: key technologies, application case, and challenges. IEEE Access, 2018, vol. 6, pp. 6505–6519. doi:10.1109/ACCESS.2017.2783682

4. ITU-R M.2083-0. IMT Vision — framework and over-all objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond. ITU-R, 2015. 21 p.

5. 3GPP TS 22.261 16.4.0. Service requirements for next generation new services and markets. 3GPP, 2017. 55 p.

6. Bennis M., Debbah M., Poor V. Ultra-reliable and low-latency wireless communication: tail, risk and scale. 2018. Available at: https://arxiv.org/pdf/1801.01270.pdf (accessed 12 September 2018).

7. Popovski P., Trillingsgaard K., Simeone O., Durisi G. 5G wireless network slicing for eMBB, URLLC, and mMTC: A communication-theoretic view. 2018. Available at: https://arxiv.org/pdf/1804.05057.pdf (accessed 12 September 2018).

8. Pastushok I., Bakin E. On interrelation of video Fig. 4. Dependence of the lower bound values on the number of devices for various message sizes vol. 7, no. 2, pp. 226–229. doi:10.1109/LWC.2017.2767597

9. 3GPP TR 36.872 V12.1.0. Small cell enhancements for E-UTRA and E-UTRAN — Physical layer aspects. 3GPP, 2013. 100 p.

10. Khinchin A. Matematicheskaia teoriya stacionarnoi ocheredi. Matematicheskii sbornik, 1932, vol. 39, no. 4, pp. 73–84 (In Russian).

11. Kleinrock L. Theory. Volume 1. Queueing systems. Wiley-Interscience, 1975. 417 p.

12. Boyd S., Vandenberghe L. Convex optimization. Cambridge University Press, 2004. 716 p.

13. Byrd R. H., Gilbert J. C., Nocedal J. A trust region method based on interior point techniques for nonlinear programming. Mathematical programming. 2000, vol 89, no 1, pp. 149–185. doi:10.1007/s101070000189

14. Sesia S., Toufik I., Baker M. Lte, the UMTS long term evolution: from theory to practice. Wiley Publishing, 2009. 752 p.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Пастушок И.А. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМОВ ПЛАНИРОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО К ЗАДЕРЖКЕ ТРАФИКА ПО НИСХОДЯЩЕМУ КАНАЛУ В РЕЖИМЕ OFDM. Информационно-управляющие системы. 2018;(5):88-93. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2018-5-88-93

For citation: Pastushok I.A. EFFICIENCY EVALUATION OF SCHEDULING ALGORITHMS FOR DELAY-SENSITIVE TRAFFIC IN OFDM DOWNLINK. Information and Control Systems. 2018;(5):88-93. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2018-5-88-93

Просмотров: 96


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)