بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به ماهیت انتساب ثابت آن، تقسیم زمان دسترسی چندگانه - TDMA - پروتکل های متعدد شناخته شده از عملکرد زمانی ضعیف رنج می برد وقتی که ترافیک بصورت bursty ارائه شده است. در این مقاله، پروتکل TDMA تطبیقی، که قابلیت عملیاتی موثر تحت شرایط ترافیک bursty دا رد، معرفی شده است .با توجه به پروتکل پیشنهادی، ایستگاهی که اجازه دسترسی به انتقال داده در هر اسلات زمانی را میدهد با استفاده از اتوماتای یادگیر - LA - انتخاب می شوند.
احتمال انتخاب ایستگاه انتخاب شده با در نظر گرفتن اطلاعات بازخورد شبکه به روز شده می باشد. سیستم که متشکل از LA و شبکه تجزیه و تحلیل است و آن ثابت شده است که احتمال انتخاب از هر ایستگاه مجانبی گرایش به نسبت احتمال این که این است ایستگاه بیکار نباشد. اگر چه هیچ کنترل متمرکزی از ایستگاه وجود ندارد و ویژگی های ترافیکی و زمان متغیر ناشناخته هستند ، هر ایستگاه به کسری از تناسب پهنای باند برای نیازهایش تمایل دارد. علاوه بر این، نتایج شبیه سازی گسترده ی ارائه شده، نشان می دهد که پروتکل ارائه شده به طور قابل توجهی عملکرد بالاتری از دیگر پروتکل های TDMA شناخته شده دارد هنگامی که تحت شرایط ترافیک bursty باشد.
مقدمه
موضوع کلیدی در شبکه های پخش چگونگی تعیین استفاده از کانال است. طیف گسترده ای از انتساب تقاضا، دسترسی تصادفی، و انتساب پروتکل ثابت به عنوان راه حل برای این مشکل ارائه داده شده است. پروتکل انتساب تقاضا ، - Rubin,1990 - بر اساس روش سیگنالینگ هست که اجازه می دهد تا نهادهای شبکه خاص در مورد انتقال و نیازهای شبکه ها و خواسته های ایستگاه های شبکه مطلع باشند.
پروتکل دسترسی تصادفی - Tanenbaum ,1996 - ، - Rubin,1990 - با این واقعیت مشخص است که ایستگاه برای ادعای دسترسی به کانال های ارتباطی، مطابق با الگوریتم است که می تواند منجر به انتقال برخورد شود. کل بسته برخورد برای ارسال مجدد برنامه ریزی شده است. پروتکل انتساب ثابت - Tanenbaum ,1996 - بخشی ثابت از پهنای باند در دسترس را به هر ایستگاه اختصاص می دهد.
به این ترتیب، از برخورد اجتناب می شود. با توجه به عدم وجود برخورد، پروتکل های این خانواده با دستیابی به عملکرد بالا زمانی که ترافیک از هر یک از ایستگاه پایدار و پیشینی است شناخته شده است .با این حال، زمانی که ترافیک bursty است، پروتکل های انتساب ثابت قادر به وفق دادن سریع خود با ایستگاه های ترافیک نیستند - . - Stallings,2000 - , - Tanenbaum ,1996 بنابراین، عملکردشان به طور چشمگری تنزل می یابد.
در این مقاله، تطبیق تقسیم زمان دسترسی چندگانه - TDMA - به عنوان پروتکلی که قادر به عملیات موثر تحت شرایط ترافیکاست bursty معرفی شده است. با توجه به پروتکل پیشنهادی، ایستگاهی اجازه دسترسی به داده انتقال با استفاده از اتوماتای یادگیر - - LA را می دهد که پیاده سازی یک تغییرپذیری بر اساس جمعیت الگوریتم آموزش - PBIL - افزایشی را داشته باشد.
LA ها دستگاه های تطبیقی تصمیم گیری هستند که در محیط های تصادفی ناشناخته عمل می کنند و عملکرد آنها به تدریج از طریق یک فرایند یادگیری بهبود می یابد. خواننده می تواند به منظور مطالعه خانواده های مختلف از LA ها مشورت بخواهد.در هر اسلات زمانی، LA ها به حساب بازخورد شبکه اطلاعاتی را به منظور به روز رسانی احتمالی انتخاب از ایستگاه انتخاب شده می گیرند. طرح به روز رسانی احتمالی به گونه ای طراحی شده است که احتمال انتخاب هر یک از ایستگاه مجانبی گرایش به تناسب با احتمال این که این ایستگاه است بیکار نیست دارد.
به این ترتیب، تعداد اسلات بیکار به حداقل می رسد و عملکرد شبکه به طور قابل توجهی بهبود می یابد. زمانی که شرایط ترافیک یک ایستگاه تغییر کند ، این منجر به یک تغییر از شرایط احتمال انتخاب این ایستگاه می شود. بنابراین، پروتکل قادر به مطابقت با بار کردن سریع تغییرات از یک محیط ترافیک bursty خواهد بود.پیشنهاد یادگیری پروتکل کنترل دسترسی به رسانه - LMAC - قابل اجرا به طیف گسترده ای از معماری پخش شبکه است،از جمله bus، star، و شبکه های بی سیم محلی - LAN ها - . این مقاله به جای استفاده از معماری شبکه خاص بر جنبه های نظری LMAC تمرکز دارد.
ساختار مقاله به شرح زیر است. قاعده سازی مسئله در بخش دوم - - II داده شده است. پیشنهاد پروتکل LMAC در بخش سوم - - III ارائه شده است، در حالی که تجزیه و تحلیل رفتار مجانبی از طرح پیشنهاد شده در بخش چهارم - - IV ارائه شده است. در بخش پنجم - - V، نتایج شبیه سازی گسترده ارائه شده که نشان می دهد برتری پروتکل LMAC بیش از دیگر پروتکل های TDMA شناخته شده است. در نهایت، مطالب در بخش پنجم - - VI نتیجه گیری شده است.
فرمولاسیون مسئله
U= { 1, … , } را مجموعه ای از ایستگاه ها در نظر بگیرید، که در N تعداد ایستگاه ها می باشد. تمام ایستگاه ها به یک broadcast - پخش کننده - رسانه متصل هستند - به عنوان مثال، یک سیم مسی یا متصل کننده نوری - . داده ها در قالب بسته هایی منتقل می شوند. تمامی بسته های اطلاعاتی طول برابری دارند. محور زمان چاک دار است، با مدت زمان اسلات به زمان انتقال بسته برابر است. انتقال بسته با اسلات زمان هماهنگ شده است. بنابراین، هیچ انتقال بسته مجاز به شروع در وسط شکاف زمان نیست.
هر ایستگاه با یک صف انتظار آماده است که بسته ها به طور موقت در حالی که در حال انتظار برای انتقال هستند ذخیره می شوند. برای تمام ایستگاه، ظرفیت صف با بسته Q برابر فرض شده است. هنگامی که یک بسته به یک ایستگاه i می رسد در حالی که صف انتظار از این ایستگاه پر است، بسته دور انداخته می شود. در غیر این صورت، اگر صف پر نشده باشد، در صف ذخیره می شود .و تا زمانی که منتقل شود در آنجا باقی می ماند.
ترافیک، که به ایستگاه ها ارائه شده، به صورت bursty تصور می شود.. بسته ها در ایستگاه های قطاری طولانی - شکل 1 را ببینید - می رسند. بنابراین، هر ایستگاه می تواند در یکی از دو حال - - Ganz,1989 باشد: فعال و یا غیرفعال - بیهوده - . وقتی که یک ایستگاه فعال است، آن یک بسته ورودی در هر اسلات زمانی دارد. از سوی دیگر، زمانی که یک ایستگاه غیر فعال است، بسته ورودی ندارد. مدت متوسط ترافیک متوالی اسلات زمانی B است. به منظور اجتناب از برخورد، تنها یک ایستگاه مجاز به انتقال در هر اسلات زمانی می باشد.
