Построение модели радиоканала случайного доступа с предварительной синхронизацией D2d-устройств 1
|
Скачать 43.54 Kb.
|
|
Построение МОДЕЛи РАДИОКАНАЛа СЛУЧАЙНОГО ДОСТУПА С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СИНХРОНИЗАЦИей D2D-УСТРОЙСТВ 1 Бегишев В.О., Бутурлин И.А., Исаев Ю.Д. Российский университет дружбы народов, begishevu@mail.ru, ivan_buturlin@mail.ru, isaybasay17@gmail.com В докладе рассматривается один из методов контроля за перегрузками при обслуживании трафика межмашинного взаимодействия по радиоканалу случайного доступа. Ключевые слова: pull-based, push-based, RACH, eNB, схема I-RA, M2M, LTE, трафик межмашинного взаимодействия, контроль за перегрузками. С учетом активного роста трафика межмашинного взаимодействия, задача оптимального распределения радиоресурсов становится все более актуальной для операторов сетей связи стандарта LTE (Long Term Evolution). В этой связи применение процедуры установления соединения по радиоканалу случайного доступа RACH (Random Access Channel) является одним из возможных решений по улучшению эффективности механизмов обслуживания M2M-устройств (Machine-to-Machine) в беспроводных сетях связи следующего поколения. Процедура установления сессии начинается с передачи M2M-устройством преамбулы (англ. Msg 1) на базовую станцию LTE через физический радиоканал случайного доступа PRACH (Physical Random Access Channel) [5]. Далее базовая станция eNB (eNodeB) высылает ответное сообщение (англ. Msg 2) типа RAR (Random Access Response) через радиоканал PDCCH (Physical Downlink Control Channel). Следующим шагом M2M-устройство отправляет запрос на передачу данных (англ. Msg 3) посредством радиоканала PUSCH (Physical Uplink Shared Channel). Затем eNB подтверждает соответствующий запрос сообщением (англ. Msg 4). После получения Msg4 M2M-устройством исследуемая процедура установления соединения по радиоканалу случайного доступа считается завершенной [2,3]. После пересылки указанного сигнального сообщения, в зависимости от настройки базовой станции устройство начинает непосредственно передачу данных или происходит последующий обмен сигнальными сообщениями. Существует две категории контроля, которые управляют перегрузками сетей радиодоступа RAN (Radio Access Network): push-based и pull-based. Метод push-based подробно представлен в [3]. К данному методу относят процедуру запрета вызова ACB (Access Class Baring), Differentiated Services Provision и DRA (Dedicated Resource Allocation). В следующей технологии pull-based каждое M2M-устройство периодически прослушивает широковещательное сообщение. Как только устройство обнаруживает, что широковещательное сообщение включает в себя идентификационный код (ID) устройства, то начинается передача блоков данных на базовую станцию. Считается, что pull-based является централизованным, предварительно синхронизирует устройства в кластеры, в которых определятся главное M2M-устройство для передачи блоков данных на базовую станцию сети LTE. В [4] предложена схема I-RA (Improved Random Access), которая позволяет улучшить значения основных вероятностно-временных характеристик модели установления соединения по радиоканалу случайного доступа. В этой схеме M2M-устройства делятся на две группы: первую называют D-RA-устройствами (Direct Random Access), а вторую – D2D-RA-устройствами (Device-to-Device Random Access). Первый тип устройств способен посылать запросы на установление соединения по RACH и передавать свои данные непосредственно базовой станции eNB. Устройства из группы D2D-RA посредством технологии D2D (Device-to-Device) способны передавать свои данные главному устройству кластера. Далее передача трафика на базовую станцию осуществляется после обнаружения D2D-RA-устройством своего UID (Unique Identifier) в широковещательном сообщении. Функционирование схемы I-RA разделена на три периода передачи данных и представлена в [4]. Одной из целей исследования является разработка симулятора, который будет настроен на выполнение метода, аналогичного [4]. На рисунке 1 представлена диаграмма последовательности действий схемы I-RA в нотации UML [1], которая описывает упрощенную схему группового обслуживания M2M-устройств по радиоканалу случайного доступа RACH. Устройства, не входящие в кластеры, не учитываются.
Рис. 1. (a) Модель установления сессии по радиоканалу случайного доступа c процедурой предварительной синхронизации устройств в группы, (b) схема I-RA На основании сформированной функциональной схемы был разработан программный комплекс на языке Java, который позволяет моделировать процесс установления соединения по радиоканалу случайного доступа с методом контроля за перегрузками I-RA. Для проведения эксперимента число М2М-устройств взято в диапазоне [0; 10 тыс.], время для синхронизации устройств в группы по технологии D2D принимает значение 30 мс. Pезультаты численного анализа представлены на двух графиках (Рис. 2 a, b) с учетом применения схемы I-RA в сравнении с технологией RACH. На рисунке 2 (a) изображен график, на котором представлены значения среднего времени установления соединения одного устройства с учетом общего их числа. На рисунке 2 (b) показан график общего времени установления соединения в зависимости от роста количества устройств. Не трудно заметить, что кривые, иллюстрирующие работу схемы I-RA, свидетельствуют о преимуществах достижения минимальных задержек на передачу блоков данных.
Рис. 2. Зависимость среднего времени передачи данных от роста числа устройств Основываясь на результатах эксперимента можно заключить предварительные выводы, что применение схемы I-RA позволяет существенно сократить время соединения М2М-устройств с базовой станцией сети в зависимости от значительного роста трафика межмашинного взаимодействия. Таким образом, принцип работы данной схемы достаточно эффективен при любом количестве устройств. Литература
Modelling a Random Access Channel with the procedure of prior D2D synchronizing for M2M Traffic in LTE Networks Begishev V.O., Buturlin I.A., Isaev Y.D. Peoples’ Friendship University of Russia, begishevu@mail.ru, ivan_buturlin@mail.ru, isaybasay17@gmail.com The report addresses the main principles of maintenance of Machine-Type Communications on a Random Access Channel, namely the procedure of establishing connection with Random Access Channel and a method of overload control during the maintenance of Machine-Type Communications on a Random Access Channel. Кеу words: M2M, Machine-Type Communications, overload control, pull-based, push-based, RACH, eNB, I-RA scheme. 1 Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 15-07-03051 а. |
RACH 
I-RAПохожие:
 |
Разработка симулятора радиоканала случайного доступа с процедурой... Российский университет дружбы народов,, ivan, vladislav ten93@gmail com |
 |
Набор функций для запрета доступа к сайтам или для разрешения доступа... В домашних условиях, с использованием специальных устройств -wi-Fi-роутеров (или «маршрутизаторов»), с пошаговой инструкцией, у родителей... |
|
Технология построения трехмерной модели Вана на базе приложений, входящих в состав гис карта 2005. К таким приложениям относятся: Редактор карты, Редактор классификатора,... |
|
Диссертация на тему: «Построение индексов студенческой удовлетворенности... Разработка модели оценки удовлетворенности образовательными услугами |
|
Диссертация по теме: Построение модели экспертизы инструментов оценивания... Обзор литературы. История аудита тестов: от национальных стандартов к международным |
|
Лабораторная работа по курсу «Информационные системы анализа и оптимизации бизнес-процессов» ... |
|
Информационная система интернет-бронирования номеров гостиницы Аннотация. В статье представлено предпроектное визуальное построение модели информационной системы с помощью uml. Представлены диаграммы... |
|
Курсовой проект на тему «Расчёт на прочность кузова автомобиля ваз 2108» Но наиболее дешёвым и быстрым является построение математическим способом модели и её расчётная проверка. Затем на основе проведённых... |
|
Образец аудита Для различных объектов разработаны различные по объему, содержанию и отчетности модели энергоаудита, т н. Motiva-модели. В инструкциях... |
|
Зарядных устройств telwin модели : alpine 30 Boost Внимание! Прежде чем приступить к эксплуатации зарядного устройства, внимательно ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации! |
|
Руководство к решению задач на построение циркулем и линейкой» Электронное учебное пособие « Разработка gif-анимаций к электронному пособию «руководство к решению задач на построение циркулем и линейкой» |
|
Технические требования на поставку устройств контроля доступа и оборудования для видеонаблюдения ... |
|
Лабораторная работа «Построение контуров изображения с использованием... Ивших на уроках математики понятие о математических кривых и графиках функций. Данная лабораторная работа может быть использована... |
|
Инструкция по подключению коммутируемого доступа для ос windows хр Мой компьютер, распложенном на рабочем столе, в контекстном меню выбираем пункт Свойства. В открывшемся окне (рис. 1) выбираем вкладку... |
|
9 декабря 2013 года г. Санкт-Петербург Новые модели видеорегистраторов teXet для Fullhd-качества Используя современный технологичный чипсет, удалось сократить затраты на аппаратную базу устройств при неизменно высоком качестве... |
|
Тестер (мультиметр, ампервольтомметр, авометр) yx-2000A Избегать случайного прикосновения к токоведущим элементам, находящимся под напряжением более 50 вольт |