Н.А. Янковский1, Т.М. Татарникова2

1,2 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
(Санкт-Петербург, Россия)

1 yannik98@yandex.ru, 2 tm-tatarn@yandex.ru

Постановка проблемы. Широкое внедрение беспроводных систем управления в промышленных объектах создает особый сценарий их использования, известный как индустриальный интернет вещей. Этот сценарий предполагает наличие множества пользователей с ограниченным временем задержки передачи сообщений.

Цель. Провести оценку эффективности алгоритмов планирования распределения частотно-временных ресурсов для систем связи с ортогональным частотным мультиплексированием каналов (OFDM) при передаче чувствительного к задержке трафика в нисходящем канале связи.

Результаты. Предложен алгоритм вычисления значения нижней границы средней задержки передачи сообщений чувствительного к задержкам трафика в системе с несколькими базовыми станциями. Показано, что алгоритм принимает на вход параметры системы: средний размер сообщения, интенсивность входного потока и среднее значение максимально достижимой скорости передачи данных для каждого устройства, подключенного к базовой станции. На основе этих параметров поставлена оптимизационная задача и приведено решение численным методом. Отмечено, что решение оптимизационной задачи определяет значение нижней границы средней задержки передачи сообщений для различных алгоритмов планирования в нисходящем канале связи.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы разработчиками систем при планировании и развертывании сетей OFDM, а также являются основой для создания технологии сверхнадежной связи с низкими задержками (URLLC).

Янковский Н.А., Татарникова Т.М. Оценка эффективности алгоритмов ассоциации и планирования для передачи чувствительного к задержке трафика по нисходящему каналу беспроводных сетей // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. T. 78. № 8. С. 33–38. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202408-06

1. Соколов Б.В., Ушаков В.А. Модели и алгоритмы оперативного планирования информационных процессов в динамической сети, образованной подвижными объектами // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2022. № 683. С. 29–36.
2. Захаров В.В., Соколов Б.В., Ушаков В.А. Специальное модельно алгоритмическое обеспечение планирования информационных процессов при взаимодействии группировки подвижных морских объектов // VII междунар. науч.-практич. конф. «Имитационное и комплексное моделирование морской техники и морских транспортных систем» (ИКМ МТМТС-2023). Кронштадт, 22 июня 2023 г. СПб: ПК «НП-Принт». 2023. С. 96–103.
3. Bennis M., Debbah M., Poor V. Ultra-reliable and low-latency wireless communication: tail, risk and scale. 2018. Available at: https://arxiv.org/pdf/1801.01270.pdf (дата обращения 10.02.2024).
4. Popovski P., Trillingsgaard K., Simeone O., Durisi G. 5G wireless network slicing for eMBB, URLLC and mMTC: A communication-theoretic view. 2018. Available at: https://arxiv.org/pdf/1804.05057.pdf (дата обращения: 10.02.2024).
5. Pastushok I.A., Yankovskii N.A. On dependent distributions of appearance and servicing of claims in the M/M/1  // 2021 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems, WECONF 2021. Conference Proceedings, SPb. 2021. V. 4. P. 9470500. DOI 10.1109/WECONF51603.2021.9470500.
6. Lei L., Hu JQ., Zhu C. Discrete-event stochastic systems with copula correlated input processes // IISE Transactions. 2022. № 54(4). P. 321–331.
7. Dai W., Hu JQ. Correlated queues with service times depending on inter-arrival times // Queueing Systems. 2022. № 100(1). P. 41–60.
8. Pastushok I.A. Efficiency evaluation of scheduling algorithms for delay-sensitive traffic in OFDM downlink // Информационно-управляющие системы. 2018. № 5. С. 88–93. Doi:10.31799/1684-8853-2018-5-88-93.
9. Navarro-Ortiz J., Romero-Diaz P., Sendra S., Ameigeiras P., Ramos- Munoz J.J., Lopez-Soler J.M. A survey on 5g usage scenarios and traffic models // IEEE Communications Surveys Tutorials. 2020. V. 22. P. 905–929.