Нижняя граница для средней задержки в неблокированном алгоритме случайного доступа с ортогональными преамбулами
Ключевые слова:
случайный множественный доступ, предельная интенсивность входного потока, средняя задержка, преамбулы, mMTC, IoTАннотация
Введение: в настоящее время разворачиваются первые версии сетей стандарта связи 5G и ведутся рассуждения о дальнейшем
развитии сотовых сетей и переходе к стандарту 6G. Функционирование развивающейся идеи интернета вещей планируется в рам-
ках сценария массовой межмашинной связи, к которому имеется ряд требований: очень высокая энергоэффективность, относи-
тельно невысокая задержка и достаточно надежная связь. Предполагается использование процедур случайного множественного
доступа, так как ввиду особенностей трафика невозможно разработать политику разделения ресурсов канала. Для повышения
эффективности случайного доступа можно применять класс неблокированных алгоритмов, использующих ортогональные пре-
амбулы. Цель: расчет нижней границы средней задержки для класса неблокированных алгоритмов случайного множественного
доступа с использованием ортогональных преамбул. Результаты: предложена модель системы с потенциально неограниченным
числом абонентов, которые используют случайный неблокированный доступ для передачи данных по общему каналу связи с при-
менением ортогональных преамбул. Для бесконечного числа преамбул доказано, что до интенсивности входного потока, равной
0,5671, система работает стабильно. Получено замкнутое выражение для расчета средней задержки в стабильной системе в за-
висимости от интенсивности входного потока. Обосновано, что это выражение является нижней границей для средней задержки
в системе с конечным числом преамбул. Для конечного числа преамбул выполнено имитационное моделирование. Результаты
моделирования показали, что при увеличении числа преамбул интенсивность входного потока, при которой система работает ста-
бильно, приближается к 0,5671, а средняя задержка стремится к нижней границе. При интенсивности входного потока, не пре-
вышающей 0,3, достаточно порядка 100 ортогональных преамбул для достижения нижней границы. Практическая значимость:
полученная граница дает возможность оценить снизу среднюю задержку в описанном классе алгоритмов. Ее использование позво-
ляет определить возможность применения рассмотренного класса алгоритмов с точки зрения ограничений по средней задержке
на стадии проектирования систем случайного множественного доступа.
