ГУАП

КАФЕДРА 41

ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

ст. преподаватель				Н. В. Апанасенко
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 2

СТРАТЕГИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСНЫХ БЛОКОВ В ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ СЕТИ СО СЛУЧАЙНЫМ ГРАФИКОМ

по курсу: Моделирование систем распределения ресурсов

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР. №
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург 2024

Цель работы

Получение навыков моделирования стандартных сценариев работы телекоммуникационных систем с топологией типа «звезда». Изучение свойств алгоритмов планирования ресурсов нисходящего кадра в подобных системах. Изучение стратегий распределения ресурсных блоков в централизованной сети со случайным трафиком.

Вариант задания

Номер варианта: №1

Модель распространения: Окумура-Хата, small city

Основные параметры:

R (км): 1

P_TX, (Вт): 10

Ƒ_0, (МГц): 900

K_n: 2

Базовая теория

Перед началом выполнения данной лабораторной работы необходимо привести основные теоретические сведения, необходимые для выполнения данной лабораторной работы.

Из сети на БС поступают пакеты для передачи АБ. Объем каждого пакета равен . Каждому АБ внутри БС выделяется буфер. Задача БС - доставить пакеты каждому АБ, при этом буфер не должен переполняться.

Для этого время передачи разделено на равные интервалы – слоты, длительность которого равна . Количество пакетов , поступивших в слоте для -ого АБ: .

Данные, поступившие на БС в слоте , будут переданы АБ в слоте . Принято выделять 2 канала связи (как показано на рисунке 1):

1. DownLink (DL, от БС к АБ)

2. UpLink (UL, от АБ к БС)

Рисунок 1 – Структура DownLink сигнала

В данном случае полоса пропускания делится на равные интервалы , образуя ячейку – ресурсный блок.

Таким образом: столбцы – слоты, строки – ресурсные блоки. При этом каждая ячейка таблицы имеет следующие размеры:

* (по высоте);

* (по ширине).

Число внутри ячейки – номер пользователя, которому отдан ресурсный блок. Количество ресурсных блоков определяет количество строк в матрице.

Случайное расположение абонентов

В начале выполнения данной лабораторной работы необходимо написать программу, равномерно распределяющую по площади случайным образом N абонентских устройств внутри окружности с радиусом R, где в центре располагается БС. В листинге 1 представлен разработанный программный код, а на рисунке 2 – визуализация результата размещения.

Листинг 1. Случайное размещение абонентов.

def create_abons(N: int, R: int, circle: bool = False): # Лямбда-функция создания расстояния от АБ до БС (по прямой) create_distance = lambda N: np.sqrt(np.random.uniform(0, R**2, N)) distance = create_distance(N) if circle: create_angle = lambda N: np.random.uniform(0, 2 * np.pi, N) angle = create_angle(N) theta = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100) # Для абонентов x, y = distance * np.cos(angle), distance * np.sin(angle) # Для окружности x_r, y_r = R * np.cos(theta), R * np.sin(theta) return x, y, x_r, y_r return distance

Рисунок 2 – Результат размещения абонентов

Как видно из листинга 1, для генерации расстояния от БС до абонента был выбран следующий метод [2]: генерировалась случайная точка в полярных координатах на оси ОХ и находилось расстояние между этой точкой и началом координат. Затем генерировался случайный угол в диапазоне [0, 2]. После чего данные полярные координаты переводились в декартовые и выводились на график, представленный на рисунке 1.