ПР4_Цуканова_0361
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра информационных систем
ОТЧЁТ по практической работе №4
по дисциплине «Инфокоммуникационные системы и сети» Тема: «Математическое моделирование и расчет ВВХ систем множественного доступа»
№ индивидуального варианта – 65
Студент гр. 0361 |
|
Цуканова П.А. |
|
Преподаватель |
|
Верзун Н.А. |
|
|
|||
|
|
|
|
Санкт-Петербург
2023
ЗАДАНИЕ НА ПРАКТИЧЕСКУЮ РАБОТУ
Тема работы: математическое моделирование и расчет ВВХ систем множественного доступа.
Цель работы: исследование влияния заданного параметра на ВВХ
сети.
Вариант задания: (65 – 5 из таблицы)
Исходные данные:
Длина преамбулы пр = 8 бит.
Длина флага ф = 8 бит.
Длина поля управления у = 16 бит.
Число контрольных разрядов кр = 16 бит.
Длина пакета = 128 бит.
Длина квитанции кв = 8 бит.
Число станций в сети = 12.
Скорость передачи в сети с = 109 бит/с.
Длина канала = 2,8 км.
Вероятность ошибки в канале = 0.
Коэффициент готовности канала данных кг = 1.
Вероятность отсутствия блокировок буфера приёмной станции б = 1
Время декодирования кадра дкк = 0,1 мс.
Время декодирования квитанции дккв = 0,05 мс.
Среднее допустимое время старения доп = 2,8 с.
Заданный параметр и его выбранные значения: – число станций в сети. Выберем значения 1 = 20, 2 = 30, 3 = 40.
Данный параметр влияет на значения: ( ), ( ), с( ) и сРВ( ).
Значения, необходимые для расчёта этих параметров будем брать из практической работы №3.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Пример расчета
1) 1 = 20;
Пусть = 10, тогда
|
|
ок( ок−2) |
= − |
20∙176 10−6(10∙20∙176 10−6−2) |
≈ 0,00358 с; |
|
|
||||||||||||
|
( ) = − |
|
|
||||||||||||||||
2(1− ) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(1−10∙20∙176 10−6) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
( |
|
) |
|
|
(1− ок) |
|
− ок |
|
0,36(1−10∙20∙176 10−6) |
−0,36∙20∙176 10 |
−6 |
≈ 0,99; |
|||||
|
|
= |
|
|
∙ |
= |
|
|
∙ |
|
|||||||||
|
|
− − ∙ − ок |
|
|
0,36−10+10∙ −0,36∙20∙176 10−6 |
|
|
||||||||||||
с( ) = = 128 ∙ 20 ∙ 10 = 25600 бит⁄с;сРВ( ) = с( ) ∙ ( ) ≈ 25344 бит⁄с.
2) 2 = 30;
Пусть = 10, тогда:
|
|
ок( ок−2) |
= − |
30∙176 10−6(10∙30∙176 10−6−2) |
≈ 0,0005 с; |
|
|
||||||||||||
|
( ) = − |
|
|
||||||||||||||||
2(1− ) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(1−10∙30∙176 10−6) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
( |
|
) |
|
|
(1− ок) |
|
− ок |
|
0,36(1−10∙30∙176 10−6) |
−0,36∙30∙176 10 |
−6 |
≈ 0,998; |
|||||
|
|
= |
|
|
∙ |
= |
|
|
∙ |
|
|||||||||
|
|
− − ∙ − ок |
|
|
0,36−10+10∙ −0,36∙30∙176 10−6 |
|
|
||||||||||||
с( ) = = 128 ∙ 30 ∙ 10 = 38400 бит⁄с;сРВ( ) = с( ) ∙ ( ) ≈ 38323,2 бит⁄с.
3) 3 = 40.
Пусть = 10, тогда:
|
|
ок( ок−2) |
= − |
40∙176 10−6(10∙40∙176 10−6−2) |
≈ 0,007 с; |
|
|
||||||||||||
|
( ) = − |
|
|
||||||||||||||||
2(1− ) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(1−10∙40∙176 10−6) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
( |
|
) |
|
|
(1− ок) |
|
− ок |
|
0,36(1−10∙40∙176 10−6) |
−0,36∙40∙176 10 |
−6 |
≈ 0,997; |
|||||
|
|
= |
|
|
∙ |
= |
|
|
∙ |
|
|||||||||
|
|
− − ∙ − ок |
|
|
0,36−10+10∙ −0,36∙40∙176 10−6 |
|
|
||||||||||||
с( ) = = 128 ∙ 40 ∙ 10 = 51200 бит⁄с;сРВ( ) = с( ) ∙ ( ) ≈ 51046,4 бит⁄с.
Графики
Диапазон для интенсивности поступающего потока:
1
= ок; 0 < < 1 0 < < ок.
Максимальное значение эргодичности :
|
= |
|
| |
= |
1 |
|
= 284 [пак⁄с]. |
|
||||
|
|
|
−6 |
|
||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
20∙176 10 |
|
|
||||||
|
|
|
|
ок =1 |
|
|
|
|
|
|||
|
2 = |
|
|
1 |
|
= 189,3 [пак⁄с]. |
|
|||||
|
|
|
| |
= |
|
|
|
|
||||
|
30 176 10−6 |
|
||||||||||
|
|
|
|
ок |
=1 |
|
|
|
|
|
||
|
3 = |
|
|
1 |
|
= 142 [пак⁄с]. |
|
|||||
|
|
|
| |
= |
|
|
|
|
||||
|
40∙176 10−6 |
|
||||||||||
|
|
|
|
ок |
=1 |
|
|
|
|
|
||
|
Зелёным на графике выделена ситуация при = 20, синим при = 30 |
|||||||||||
и красным при = 40. |
|
|
||||||||||
|
Среднее время задержки передачи кадра: |
|
||||||||||
|
|
( ) = |
ок(2−ок) |
, где = {20,30,40}, = 176 10−6 |
с. |
|||||||
|
|
|||||||||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
2(1−ок) |
ок |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Рисунок 1— График зависимости среднего времени задержки передачи кадра С увеличением числа станций в сети время задержки кадра
увеличивается и достигает пика при меньше интенсивности потока поступающих кадров.
Вероятность своевременной доставки кадра:
|
|
1 |
|
|
|
|
|
− |
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
(1− |
)∙ |
|
доп |
ок |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
( ) = |
доп |
|
ок |
|
|
|
|
, где = {20,30,40}, |
ок = 176 10−6 с, |
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
−+ − |
|
ок |
|
|||||
|
|
|
|
доп |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
доп |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
= 0,36 с−1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
доп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 2— График зависимости вероятности своевременной доставки кадра
С увеличением числа станций в сети вероятность своевременной доставки кадра уменьшается и достигает дна при меньше интенсивности
потока поступающих кадров.
Информационная скорость сети общего применения:
с( ) = [бит⁄с].
Информационная скорость сети реального времени (РВ):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
− |
1 |
|
ок |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1− )∙ |
доп |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
РВ( |
|
) |
= с |
( |
|
) |
∙ |
( |
|
) |
= ∙ |
доп |
|
ок |
|
|
|
|
|
|
[ ⁄ ] |
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бит с , |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
−+ − |
|
ок |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
доп |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
доп |
|
|
|
|
|
|
|
|||
где = {20,30,40}, |
= 128 бит, |
|
= 176 10−6 с, |
|
1 |
= 0,36 с−1 с. |
||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ок |
|
|
|
|
|
|
|
|
доп |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рисунок 3 — График зависимостей информационной скорости сети общего применения и реального времени
Увеличение интенсивности входящего потока приводит к тому, что информационная скорость общих сетей возрастает быстрее при наличии большего числа станций в сети. В то же время, скорость информационных сетей реального времени также растет и совпадает с информационной скоростью общих сетей при низкой интенсивности входящего потока, после чего она достигает пика, а затем падает до нуля. Максимальная скорость,
достигаемая как общими сетями, так и сетями реального времени, не изменяется в зависимости от числа станций в сети.
ВЫВОДЫ
В результате выполнения практической работы №4 была задана математическая модель системы множественного доступа, рассчитаны ВВХ модели, изучено влияние значений конкретных параметров на ВВХ модели, построены графики для этих ВВХ, что позволило наглядно увидеть влияние изменений значений параметров на ВВХ модели.