автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Исследование и разработка алгоритмов планирования и приоритетного управления доступом в сетях WiMAX

□03494442

На правах рукописи

Аунг Мьо Маунг

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПЛАНИРОВАНИЯ И ПРИОРИТЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМ В СЕТЯХ

\ViMAX

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (в приборостроении)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -

2010 г.

003494442

Работа выполнена на кафедре Информатики и программного обеспечения вычислительных систем в Московском государственном институте электронной техники (техническом университете) Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор

Гагарина Лариса Геннадиевна

Официальные оппоненты: Доктор технических наук

Щагин Анатолий Васильевич

Кандидат технических наук, Алексей Роальдович Федоров

Ведущая организация: ОАО «ОТИК-групп»

Защита состоится « года в на заседании

диссертационного совета Д 212.134.02 при Московском ^государственном институте электронной техники (техническом университете) по адресу: 124498, Москва, Зеленоград, проезд 4806, МИЭТ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭТ.

Автореферат разослан « ^^ 20

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент

А.В. Гуреев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время беспроводные сети передачи информации являются одним из основных направлений развития телекоммуникационной индустрии. WiMAX - эта технология широкополосной беспроводной связи, дополняющая линии DSL (Digital Subscriber Line) и кабельные технологии в качестве альтернативного решения проблемы "последней мили" на больших расстояниях.

Интенсивное развитие беспроводных сетей ставит проблемы увеличения их производительности, необходимость разработки алгоритмов, обеспечивающих своевременную и надежную передачу информации, которые повысят коэффициент использования полосы пропускания, сократят время реагирования базовой станции на запросы абонентских станций, обеспечат качество обслуживания (QoS) для различных видов трафика.

Теоретическим исследованиям и разработке фундаментальных основ передачи информации в сетях WiMAX, созданию моделей и методов управления качеством обслуживания посвящены труды видных ученых J. Chen, W. Jiao, H. Wang, Dusit Niyato, Ekram Hossain и многих других.

Важными проблемами в области обеспечения качества обслуживания являются проблемы планирования и управления доступом. В процессе обеспечения QoS необходимо планирование кадра для того, чтобы определить какой пакет будет обслуживаться первым в конкретной очереди. Для дальнейшего улучшения качества и эффективности передачи данных в сетях WiMAX требуется разработка нового алгоритма планирования, который позволит использовать полосу пропускания более эффективно для разных типов трафика. Также требуется разработка нового алгоритма управления доступом для ограничения числа соединений с целью предотвращения возможности переполнения и блокировки низкоприоритетных потоков.

Таким образом, актуальной является задача разработки более эффективных алгоритмов планирования и управления доступом, для того чтобы получить более высокую пропускную способность при несбалансированном трафике и снизить задержку пакетов.

I

Цель и задачи диссертационной работы

Целью диссертационной работы является разработка новых алгоритмов планирования и управления доступом, обеспечивающих качество обслуживания в сетях WiMAX.

Поставленная цель определяет следующие основные задачи:

1. Исследование проблемы обеспечения QoS в сетях WiMAX.

2. Анализ показателей QoS для разных видов трафика.

3. Разработка алгоритма для планирования кадра в сетях WiMAX.

4. Разработка алгоритма для управления доступом в сетях WiMAX.

5. Исследование показателей функционирования новых алгоритмов на основе имитационного моделирования.

6. Программная реализация разработанных алгоритмов планирования кадра и управления доступом в сетях WiMAX.

Методы исследования

Для решения сформулированных задач использовались методы теории графов, систем массового обслуживания, сетей Петри, линейного программирования, нечеткой логики и теория передачи информации.

Научная новизна

Научная новизна работы состоит в разработке нового алгоритма планирования на основе сочетания метода приоритетной очереди с дефицитом ресурса (Deficit Fair Priority Queue - DFPQ) с линейным программированием и алгоритма управления доступом на основе нечёткой логики в сетях WiMAX. В ходе выполнения диссертационных исследований получены следующие новые научные результаты:

1. Предложен новый алгоритм планирования по методу M-DFPQ в сетях WiMAX на основе сочетания метода DFPQ с линейным программированием, который для низкоприоритетных классов обслуживания обеспечивает снижение задержки пакетов в 3 раза и повышение пропускной способности в 2 раза, чем при использовании существующего метода DFPQ, кроме того, обеспечивается справедливость при распределении полосы пропускания между различными потоками.

2. Разработана имитационная модель подсистемы планирования на основе сочетания метода DFPQ с линейным программированием в терминах расширенных сетей Петри.

3. Предложен новый алгоритм управления доступом на основе нечёткой логики в сетях WiMAX, обеспечивающий высокое качество обслуживания после принятия соединения.

4. Разработано формализованное представление и аналитическая модель подсистемы управления доступом на основе нечёткой логики и проведен анализ сценариев работы алгоритма.

5. Разработана имитационная модель подсистемы управления доступом в сетях \ViMAX.

Достоверность научных результатов

Достоверность полученных в ходе работы над диссертацией научных результатов подтверждается соответствием результатов теоретического анализа результатам имитационного моделирования, доказавшим преимущества предложенных в работе моделей и алгоритмов обработки, выразившиеся в повышении пропускной способности и в снижении задержки.

Практическая значимость

Применение нового алгоритма планирования на основе сочетания метода БРРС} с линейным программированием в сетях \У1МАХ позволяет снизить задержку пакетов низкоприоритетных классов обслуживания, в то же время алгоритм гарантирует выделение полосы пропускания для потоков высокоприоритетных классов обслуживания, повышает коэффициент использования полосы пропускания для разных типов обслуживания, улучшает использование имеющихся подканалов и уменьшает задержки планирования кадра, обеспечивает справедливость при распределении полосы пропускания между различными потоками.

Результаты работы имитационной модели подтверждают, что разработанный алгоритм обеспечивает уменьшение задержки пакетов почти в три раза для низкоприоритетных классов обслуживания и повышение пропускной способности в два раза при несбалансированном восходящем и нисходящем трафике.

Применение нового алгоритма управления доступом на основе нечёткой логики позволяет упростить элементы структуры системы, сохраняя общие принципы метода управления доступом, наделяет дискретный метод управления доступом непрерывными свойствами, что повышает качество управления. Предоставление С?оБ для системы нечёткой логики становится нечувствительным к величине трафика в сети. Гарантируется обеспечение (^оБ после того, как соединение принято.

Личный вклад автора

Все основные результаты диссертационной работы получены лично автором, в частности:

1. Выполнен аналитический обзор архитектуры сетей WiMAX и алгоритмов обеспечения показателей QoS для разных видов трафика.

2. Проведено исследование разных дисциплин очередей для передачи пакетов МАС-уровня в сетях WiMAX.

3. Разработана система планирования кадра в сетях WiMAX.

4. Разработана система управления доступом, удовлетворяющая требованиям качества обслуживания в сетях WiMAX.

5. Создана программная реализация подсистемы планирования кадра и управления доступом на основе нечеткой логики в сетях WiMAX.

6. Разработана имитационная модель планировщика кадра на основе математического аппарата расширенных сетей Петри при помощи программного средства моделирования Winsim.

7. Разработана имитационная модель управления доступом на основе нечеткой логики с использованием Matlab.

Внедрение результатов работы.

Все работы по реализации и внедрению проводились при непосредственном участии автора. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе Московского государственного института электронной техники, что подтверждено актами внедрения.

В ходе проведенных исследований получены и выносятся на защиту следующие основные научные результаты:

1. Алгоритм планирования кадра для режима TDD в сетях WiMAX.

2. Алгоритм управления доступом на основе нечеткой логики в сетях WiMAX.

3. Имитационная модель планировщика кадра в сетях WiMAX.

4. Имитационная модель подсистемы управления доступом МАС-уровня в сетях WiMAX.

5. Программная реализация алгоритма для планирования кадра в сетях WiMAX.

6. Программная реализация алгоритма управления доступом в сетях WiMAX.

Апробация работы и публикации

Положения данной диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1.14-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 2007"

- Москва, МИЭТ, 2007.

2. Всероссийская межвузовская научно-практическая конференция "Актуальные проблемы информатизации. Развитие информационной инфраструктуры, технологий и систем" - Москва, МИЭТ, 2007.

3.15-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 2006"

- Москва, МИЭТ, 2008.

4. Вторая всероссийская межвузовская научно-практическая конференция "Актуальные проблемы информатизации. Развитие информационной инфраструктуры, технологий и систем" - Москва, МИЭТ, 2008.

5. Информационно-телекоммуникационные системы. Проблемы информационной безопасности в системе высшей школы. Экономика, инновации и управление. "НАУЧНАЯ СЕССИЯ" - Москва, МИФИ, 2009.

По результатам проведенных научных исследований опубликовано 9 печатных работ, в том числе 8 печатных работ без соавторов и 3 статьи (из них 1 - в журнале "Естественные и технические науки", входящем в перечень ВАК).

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Работа изложена на 126 страницах, содержит 24 таблицы и 38 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность решаемой проблемы, сформулированы цель работы, проблемы и задачи исследования, перечислены положения, выносимые на защиту, показана научная новизна и практическая значимость результатов, рассмотрена структура диссертации и взаимосвязь отдельных глав.

В первой главе проводится анализ современных проблем беспроводных сетей передачи данных и представлены технологии беспроводных сетей и архитектура сетей WiMAX. Выполнен обзор сетей WiMAX и стандарта широкополосного доступа IEEE 802.16, который представляет собой технологию беспроводного широкополосного доступа, рас-

считанную на внедрение в городских распределенных (региональных) беспроводных сетях. Стандарт 802.16 описывает топологию "точка-мультиточка". Под "точкой" понимается базовая станция (БС), под "мультиточкой" - различные абонентские станции (АС). Направление передачи данных от АС к БС называется восходящим каналом (UL, Uplink) и от БС к АС - нисходящим (DL, Downlink). Рассмотрена структура фрейма стандарта IEEE 802.16, проведен анализ МАС-уровня стандарта IEEE 802.16 и алгоритмов обеспечения QoS в сетях WiMAX. QoS представляет собой набор технологий, которые позволяют приложениям запрашивать и получать предсказуемый уровень услуг с точки зрения пропускной способности и задержки доставки данных.

Проведен обзор существующих алгоритмов обеспечения QoS в беспроводных сетях WiMAX для различных видов трафика. Показана недостаточная адекватность существующих алгоритмов обеспечения QoS, обоснована необходимость разработки новых эффективных алгоритмов планирования кадра и управления доступом, которые входят в состав механизма QoS. Проведенный анализ технологии и архитектуры сетей WiMAX указывает на актуальность задачи разработки и исследования новых алгоритмов, которые повысят коэффициент использования полосы пропускания, сократят время реагирования базовой станции на запросы абонентских станций. С целью решения этой задачи в диссертации проведено сравнение существующих алгоритмов управления качеством обслуживания в сетях WiMAX.

Результатом проведенных в первой главе исследований стали постановка задачи диссертации - разработка алгоритмов обеспечения QoS в сетях WiMAX, способных обеспечить уменьшение времени реагирования базовой станций на запросы абонентской станций, повышенную пропускную способность по сравнению с существующими алгоритмами.

Во второй главе проведен анализ проблем планирования кадра и управления потоками обслуживания в сетях WiMAX. Проанализированы общие механизмы планирования передачи пакетов и механизмы управления потоками обслуживания.

Механизмы планирования MAC определяют порядок передачи пакетов. Каждое соединение ассоциировано с одним механизмом планирования, который определяется набором параметров QoS. Определены следующие механизмы опроса для планирования передачи пакетов:

- Предоставленный грант (UGS, Unsolicited Grant Service) предназначен для поддержки потоков реального времени, генерирующих пакеты данных фиксированного размера, таких как передача по каналу Е1 и голоса поверх IP (VoIP) без подавления пауз.

- Опрос в реальном времени (rtPS, Real-time Polling Service) предназначен для поддержки потоков реального времени, формирующих пакеты данных переменной длины, для которых критична задержка времени доставки, таких как MPEG-видео.

- Опрос не в реальном времени (nrtPS, Non-real-time Polling Service) предназначен для поддержки потоков, требующих пакетов переменной длины, для которых не критична задержка времени доставки, таких как широкополосная служба FTP.

- Опрос наилучший из возможных уровней сервиса, или потоки негарантированной доставки (BE, Best Effort) предназначен для эффективного обслуживания трафика best effort, например, трафик HTTP.

Проведен анализ типов планирования кадра на основе исходящих потоков и обратного канала в сетях WiMAX, а также методов распределений полосы при помощи запросов, предоставлений и опросов.

При планировании исходящих потоков (направление DL для базовой станции и направление UL для абонентской станции) при выборе данных для передачи в конкретном кадре планировщик принимает во внимание следующие факторы: механизм планирования, назначенный данному сервисному потоку; значения параметров QoS; наличие данных для передачи; емкость выделенной полосы.

Планирование обратного канала выполняется базовой станцией с целью обеспечить подчиненную АС полосой для передачи данных в обратном канале и запросов на передачу данных. На базе определенного механизма планирования и параметров QoS планировщик базовой станции может предвидеть величину и задержку обратного трафика и обеспечить опрос или предоставление ресурсов в нужное время.

Механизмы распределения полосы при помощи запросов, предоставлений и опросов. Увеличение (уменьшение) требований к занимаемой полосе необходимо для всех сервисов за исключением соединений UGS, для которых потребности в полосе не меняются с момента установления соединения и до его завершения.

Запрос - это механизм, посредством которого АС сообщает БС свои потребности по передаче данных в обратном соединении. Запросы могут передаваться как в отдельном сообщении, так и в виде вложенных запросов. Все запросы на полосу формулируются в виде задания необ-

ходимого количестве байтов с учетом заголовка МАС-уровня. Запрос может передаваться в любом интервале UL, распределенном для данной станции. АС передает запросы, когда у нее есть готовые к передаче блоки данных (PDU, Protocol Data Unit).

Запросы могут быть инкрементными или совокупными. Когда БС получает инкрементный запрос, она должна увеличить или уменьшить текущую потребность соединения в полосе. Когда БС получает совокупный запрос, она должна заменить текущую потребность на значение, полученное в запросе. Самокорректирующая природа протокола предполагает, что АС может периодически использовать совокупные запросы как функцию от параметров QoS и качества линии. Способность использовать инкрементные запросы обязательна для БС и опциональна для АС. Использование совокупных запросов обязательно для БС и для АС.

Запросы от АС относятся к отдельным соединениям. В ответ на них БС распределяет полосу и сообщает об этом в предоставлении полосы пропускания. Если АС получила подтверждение на меньший объем, чем ожидалось (причина не указывается, это может быть решение планировщика или результат потери сообщения), то существует неопределенность в том, какие запросы удовлетворены. В любом случае, опираясь на последнюю принятую от БС информацию и статус запроса, АС может принять решение об откате и запросить ресурсы еще раз.

При помощи опросов БС размещает для АС интервалы для передачи запросов полосы пропускания. Это размещение может быть индивидуальным для АС или для групп АС. Информация о размещении содержится в поле кадра UL-MAP.

Используются следующие виды опросов.

Индивидуальный опрос. АС опрашивается индивидуально. В UL-MAP выделяется место, достаточное для размещения запроса полосы пропускания. Если АС не нуждается в полосе, то это место забивается заполнителем.

Групповой и широковещательный опрос. Если полосы не хватает для индивидуального опроса множества неактивных АС, то может применяться широковещательный или групповой опрос АС.

Таким образом, в целях поиска наиболее эффективных решений для проблемы планирования и управления доступом, были рассмотрены харатеристики МАС-уровня в сетях WiMAX, особенности планирования исходящих потоков, сервисы и механизмов опроса, механизмы рас-

пределения полосы пропускания при помощи запросов, предоставлений и разных видов опросов.

Третья глава посвящена проблемам планирования кадра в сетях WiMAX Обслуживая восходящие и нисходящие каналы динамично, можно использовать полосы пропускания более эффективно. Планирование кадра необходимо для того, чтобы определить, какой пакет будет обслуживаться первым в конкретной очереди.

Ниже описан алгоритм работы планировщика кадра в соответствии с предложенным в работе методом M-DFPQ на основе сочетания метода DFPQ с линейным программированием. На первом этапе работы планировщика для каждого класса обслуживания с целью удовлетворения требованиям последних используются алгоритмы, перечисленные ниже.

Для класса обслуживания rtPS выбран алгоритм Earliest Deadline First (EDF), который определяет очередность отправки пакета на основе времени прихода в соответствии с формулой (1):

u = f~<\, (1)

гр 1

/=1 't

где С, - время выполнения и 7, - период.

Для класса обслуживания nrtPS выбран алгоритм Start-time Fair Queue (SFQ), который определяет очередность отправки пакета на основе виртуального времени, которое меняется со скоростью, равной скорости изменения функции обслуживаемого потока данных в соответствии с (2):

S(P}) = mzx{V{A{P})),F(P<Ayhj>\ (2)

F(Pj) = S(P/)+^J> 1; (3)

rs

где p*f —у-ый пакет из потока/

Для класса обслуживания BE выбран алгоритм First-In-First-Out (FIFO).

Планирование осуществляется на основе информации о пакетах и запросах в шести входных приоритетных очередях. Приоритет очереди связан с направлением и типом сервиса (UGS, rtPS, nrtPS или BE) и тем выше, чем меньше номер очереди. Так как потоки UGS имеют фиксированную длительность передачи, то полоса пропускания, предназначенная для них, будет вычитаться из общей полосы пропускания перед планированием каждого кадра.

Планирование кадра осуществляется в два этапа одновременно для прямого и обратного направлений, при этом также определяется граница между БЬ и иЬ-частями кадра. На первом этапе из очередей выбираются пакеты для передачи в направлении БЬ и запросы для формирования распределения иЬ-части кадра. На втором этапе в соответствии с методом М-ОРР<3 определяется, из какой очереди и сколько пакетов подлежат передачи в текущем планируемом кадре. Пакеты и запросы всегда выбираются из начала очереди. Дисциплины обслуживания очередей реализуются при постановке пакета или запроса в очередь. Структура планирования распределения полосы пропускания показана на рис. 1.

Рис. 1. Структура планирования распределения полосы пропускания

Предложенный в данной работе алгоритм планирования использует разработанный автором метод M-DFPQ на основе сочетания метода DFPQ с линейным программированием.

Ниже представлена формулировка задачи линейного программирования для планирования в соответствии с алгоритмом M-DFPQ.

Требуется найти max СХ= Quantum [i] + DeficitCounter [i-1] (4)

при ограничениях АС> О,

BW_REQ [i,j] > 0, (6)

DeficitCounter [i-1] > 0, (7)

где АС- доступный объем кадра;

BWJREQ [i, jj — запросы ширины полосы пропускания; ¿=1,2,..., m;j= 1,2,..., и; т-число соединений; п-число пакетов.

Целевая функция (4) максимизирует число переданных битов в текущей приоритетной очереди планировщика M-DFPQ. Ограничение (5) требует, чтобы доступный объем кадра был больше нуля. Ограничение (6) требует, чтобы потребности пользователей и текущие приоритетные очереди были не пусты. Ограничение (7) требует, чтобы полоса пропускания для самой приоритетной очереди, оставшаяся в текущем кадре после предыдущего цикла планирования, была больше нуля.

На рис. 2 представлен алгоритм планирования кадра по методу М-DFPQ. Метод M-DFPQ поддерживает строгую очередность приоритетов аналогично методу DFPQ. Метод M-DFPQ работает на втором этапе работы планировщика и использует переменные DeficitCounter и Quantum. Планировщик M-DFPQ просматривает очереди по принципу FCFS. Перед просмотром очереди переменная DeficitCounter увеличивается на величину Quantum. Если размер пакета (BW_REQ[i, jj) в начале очереди меньше или равен значению DeficitCounter, то DeficitCounter уменьшается на величину размера пакета, а пакет перемещается в список обрабатываемых пакетов для планируемого кадра.

Процесс продолжается до тех пор, пока величина DeficitCounter станет меньше либо равной нулю или очередь станет пустой. Если переменная DeficitCounter все еще больше нуля, в то время как текущая очередь опустела, то значение DeficitCounter будет добавлено к величине Quantum данной очереди. Аналогичные действия выполняются и для остальных очередей. Если после просмотра всех очередей остается свободное место в планируемом кадре, то осуществляется следующий раунд по очередям до тех пор, пока не заполнится кадр.

Величина Quantum для каждой очереди вычисляется аналогично методу DFPQ по формуле (8):

J,

Quantum[i] = ]Г

'"max ('» J) > (8)

j=о

где У; - число соединений, соответствующих очереди i-ro класса;

гпа\ ~ значение максимальной пиковой интенсивности трафика для соединения, приведенное к числу символов OFDM в секунду.

Инициализации

¡АС - ТС, AddCounter = О

Quantum ¡0= 2 rmta (г, у)

/-о

I = О, j = О О - Пакет, i - очередь)

Лес,

(i Определен по принципу FCFS) DeficitCounter ¡i] = Quantum Iij + AddCounter

Backlog ¡¡, j] = BW_REC, //, j] - AC BW_REQ ¡1, i? = AC - Backlog ¡>, j]

DeficitCounter ¡i] = Quantum ¡i] - BW_REQ /i, J AC - TC- BW_REC, ¡1, j] SentPackel ¡)] = SentPacket [i] + BW_REQ 11, j] BW_REQli,j*1J= BW_REQII,J-H]+ Backlogli.j]

o++:

Переход к обслуживанию следующего кадрг

Конец

3

Рис. 2. Алгоритм планирования кадра по методу М-БРР<3

При разработке и исследовании алгоритма планирования кадра приходится решать такие задачи, как создание источников пакетов и запросов для направления передачи данных БЬ и иЬ.

Для решения этой задачи в диссертации разработана имитационная модель, состоящая из суперпозиции прерываемых пуассоновских процессов с целью генерации самоподобного трафика, пульсирующего в разных временных масштабах.

На рис. 3 показана имитационная модель планировщика кадра по методу М-ОРРС>.

Рис. 3. Имитационная модель планировщика кадра по методу М-БРР(3

В диссертации проведено сравнение работы алгоритмов М-БРР(5 и БРРС) при одинаковом наборе параметров. На рис. 4-6 показаны результаты сравнения пропускной способности и задержки пакетов двух алгоритмов для различных типов потоков (ЛРБ, пЛРБ, ВЕ).

М-ОРИЗ

ОРРО

150 это 250 ООО 350 «о

Размер пакета, Кб

100 160 200 250

Размер пакета, Кб

Рис. 4. Зависимость пропускной способности (а) и задержки (б) от размера пакета для потоков ЛРБ

Р-оррс

Размер пакета, Кб

Размер пакета, Кб

[*ИЗ

Размер пакета, Кб

Размер пакета, Кб

Рис. 5. Зависимость пропускной способности (а) и задержки (б) от размера пакета для потоков ш^РБ

У-ОРР<З огрд

Размер пакета, Кб Размер пакет;, Кб

Рис. 6. Зависимость пропускной способности (а) и задержки (б) от размера пакета для потоков ВЕ

В соответствии с полученными результатами для потоков обслуживания ЛРБ пропускная способность в сравниваемых методах практически одинакова, в то время как задержка пакетов незначительно больше при использовании метода М-ОРР(}. Однако для потоков пЛРБ и ВЕ метод М-ЭРРС} показал значительно лучшие результаты: для указанных потоков задержка пакетов в 3 раза меньше и пропускная способности в 2 раза больше чем при использовании метода ОБРС^. Результаты показывают, что метод М-БГРС} обладает лучшей справедливостью для низкоприоритетных потоков обслуживания (пЛРБ и ВЕ) и позволяет повысить коэффициент использования полосы пропускания для разных типов обслуживания максимум на 25%. Следовательно, предложенный метод планирования улучшает использование имеющихся подканалов и при этом учитывается процесс поступления пакетов.

Предлагаемое решение для планирования полосы пропускания по сравнению с алгоритмом БРРС} повышает пропускную способность при несбалансированном восходящем и нисходящем трафике, а также обеспечивает справедливость при распределении полосы пропускания между различными потоками.

В четвертой главе описан разработанный алгоритм управления распределением ресурсов и допуска соединений, который необходим для ограничения числа соединений с целью предотвращения возможности переполнения и блокировки низкоприоритетных потоков.

Для проектирования протокола управления ресурсами перспективно использование так называемых "мягких" вычислительных методик, например, основанных на нечеткой логике или генетических алгоритмах. Это позволяет удовлетворить требованиям (^оБ для пользователей и в то же время максимально использовать ресурсы системы. В данной работе предлагается для решения проблемы управления ресурсами и управления доступом в сетях \ViMAX использовать аппарат нечеткой логики.

При использовании аппарата нечеткой логики интеллектуальный способ рассуждений, опирающийся на естественный язык общения человека, не может быть описан в рамках традиционных математических формул. Формальному подходу присуща строгая однозначность интерпретации, а все, что связано с применением естественного языка, имеет многозначную интерпретацию.

Общая структура системы управления доступом в сетях \ViMAX на основе математического аппарата нечеткой логики представлена на рис. 7.

Рис. 7. Схема нечеткого управления допуском

При создании такой системы управления доступом с целью ее тестирования разработана модель входящего трафика в соответствии пуас-соновским процессом, модулированным по закону Маркова (ММРР, Markov Modulated Poisson Process),

При заданных интенсивностях входных потоков, удовлетворяющих неравенству

(9)

наибольшая интенсивность Xi составит

/lmax=4+2V4, (10)

при этом нижнее ограничение интенсивности )ч равно

2min=4- 2Д, (11)

верхнее ограничение интенсивности 12 составит

Я1=(Д-2)2.

Процесс функционирования нечеткой системы управления доступом выглядит следующим образом. При установлении нового соединения соответствующий мобильный узел сообщает на базовую станцию приблизительные параметры источника трафика (то есть интенсивность поступления пакетов от АС) и задержку очереди. Затем БС измеряет среднее отношение сигнал/помеха (SNR) нового соединения и переводит его в значения лингвистических переменных. Эти точные значения входных переменных преобразуются в значения лингвистических переменных при помощи определенных функций принадлежности (ФП). Запрашиваемые ресурсы используют эту информацию, чтобы получить число подканалов, которые будут назначены. Число подканалов ограничено величинами с^п и стах, чтобы гарантировать то, что у соединения будет не слишком большое и не слишком маленькое количество ресурсов передачи. Число распределенных подканалов, доступные ресурсы и число поступивших запросов на соединения фаззифицированы в ячейке следующим образом:

■ CA = (L-(nx *bl + n2*b2 + n2 *b3 + n4*bt))/L, (13) где СА - доступные ресурсы в процентах к общему числу ресурсов;

L - общее число ресурсов;

пх - число активных соединений для классах;

Ьх - число ресурсов, требуемых для класса х.

На этом этапе осуществляется переход от нечетких значений величин (то есть запрашиваемых ресурсов, Сл и числа поступивших соединений) к приемной вероятности. На основе этой вероятности БС принимает или отвергает новое соединение.

Модуль Fuzzy Logic позволяет строить нечеткие системы двух типов — Мамдапи и Сугэно. Основное отличие между этими системами заключается в разных способах задания значений выходной переменной в правилах, образующих базу знаний. В этой задаче используем алгоритм вывода Сугэно. Зададим ФП для переменных. Для задания ФП необходимо устанавливать диапазон изменения и отображения для переменных входов. Для каждого входа задаются три ФП гауссова типа, каждая из которых характеризует входу, соответственно, как «большой», «средний» и «малый». Следующим шагом в формировании задачи является составление правил типа «если..., то». Например, если интенсив-

ность поступления пакетов от АС - низкая и задержка очереди - низкая и среднее отношение сигнал/помеха - плохое, то запрашиваемые ресурсы - средние.

В разработанной имитационной модели процесс поступления PDU для соединения подчиняется закону Маркова, размер пакета равен 1000 бит. Предположим, что размер очереди равен 60 PDU и размер каждого PDU - 80 Кб. Средняя интенсивность поступления пакетов колеблется от 100 с"1 до 400 с"1. Для управления доступом требуемое количество распределённых подканалов для каждого соединения будет Сщщ = 1 и Стал = 8 соответственно. Пусть также максимальное количество поступающих соединений равно 20, и БС имеет 40 подканалов. Предположим также, что поступающее соединение всегда блокируется, если измеренное SNR ниже 7dB для того, чтобы избежать очень низкой скорости передачи из-за плохого качества канала.

При помощи имитационной модели было проведено сравнение двух алгоритмов - управление доступом на основе нечеткой логики и простое управление доступом. Простое управление доступом принимается с помощью параметра минимальной резервной передачи данных. Оно будет собирать все запросы и изменять оцененную имеющуюся полосу пропускания (Са) на основе изменения полосы пропускания. Предположим, что имеются 1 классов обслуживания, и i-ый класс обслуживания имеет J; полностью установленных соединений. Тогда имеющаяся полоса пропускания будет равна:

1 Jl-\

Са=с101а1- r^&j), (14)

i=0 j= 0

где Лип('"> Л ~ минимальная зарезервированная интенсивность передачи для соединения j в /-ом классе обслуживания; Ctotai - сумма пропускных способностей полос пропускания беспроводной связи.

Простое управление доступом всегда можно принять соединения, в которых гт¡п равны нулю. Но QoS для этих соединений не будет гарантирована. Они всегда имеют самый низкий приоритет.

Зависимость приемной вероятности (т.е вероятность приема поступающих соединений) от числа установленных соединений показана на рис. 8. Кривая AC-S представляет собой простое управление доступом. Кривые Fuzzy 2 и Fuzzy 1 представляют собой управление доступом на основе нечеткой логики. Приемная вероятность соединения для каждой из нечетких схем ниже, чем схема с простым управлением доступом на 15%. Предложенное управление доступом с

20

использованием нечёткой логики ограничивает количество имеющихся соединений, с тем чтобы удовлетворить требованиям задержки.

Рис. 8. Зависимость приемной вероятности соединения от числа установленных соединений

Система нечёткой логики обеспечивает уменьшение задержки на 12% и повышение пропускной способности на 2%. Зависимость средней задержки пакетов и пропускной способности канала от числа установленных соединений показаны на рис. 9 и рис. 10.

Рис. 9. Зависимость средней задержки пакетов от числа установленных

соединений

Рис. 10. Зависимость пропускной способности канала от числа установленных соединений

В системе с простым управлением доступом, хотя приемная вероятность увеличивается, нельзя поддержать среднюю задержку РОи на желаемом уровне. В частности, когда уровень трафика увеличивается, связь ухудшается. Система нечёткой логики гарантируется качество обслуживания после того, как соединение принято.

Построение системы управления доступом на основе аппарата нечеткой логики позволяет упростить элементы структуры системы, сохраняя общие принципы метода управления доступом, а также наделяет дискретный по своей сути метод управления доступом некоторыми непрерывными свойствами, что повышает качество управления доступом.

В заключении диссертации изложены полученные результаты и сформулированы основные выводы.

В приложениях приведены акты внедрения результатов диссертационной работы, фрагменты листинга программной реализации разработанного алгоритма, исходный текст модели генератора пакетов для поступающих потоков, исходный текст модели подсистемы планирования кадра на основе метода М-БРРС>, исходный текст модели подсистемы управления доступом на основе нечёткой логики.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В ходе выполнения диссертационной работы разработаны и исследованы алгоритмы планирования и управления доступом, которые вхо-

дят в состав подсистемы обеспечения качества обслуживания в сетях WiMAX. Проблема планирования кадра в сетях WiMAX решена путем применения нового метода M-DFPQ, проблема управления доступом решена путем применения метода нечеткой логики. Основные научные и практические результаты диссертационной работы следующие.

1. Исследованы проблемы обеспечения качества обслуживания для разных видов трафика в сетях WiMAX.

2. Предложена система планирования кадра на основе метода М-DFPQ в сочетании с линейным программированием в сетях WiMAX.

3. Предложена система управления доступом на основе нечеткой логики, удовлетворяющая требованиям качества обслуживания в сетях WiMAX.

4. Разработана имитационная модель планировщика кадра на основе математического аппарата расширенных сетей Петри с использованием программного средства Winsim.

5. Разработана имитационная модель управления доступом на основе нечеткой логики с использованием Matlab.

6. Предложенный в работе метод планирования кадра по методу М-DFPQ имеет следующие преимущества по сравнению с существующим методом DFPQ:

- повышение коэффициента использования полосы пропускания в одном кадре для разных типов обслуживания максимум на 25%;

- улучшение использования имеющихся подканалов и уменьшение задержки планирования кадра на 14%;

- снижение задержки пакетов в 3 раза и повышение пропускной способности в 2 раза для низкоприоритетных классов обслуживания при несбалансированном восходящем и нисходящем трафике.

7. Предложенный в работе алгоритм управления доступом на основе нечеткой логики обеспечивает уменьшение задержки на 12% и повышение пропускной способности на 2% по сравнению с простым управлением доступом.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1.Аунг Мьо Маунг. Обеспечение QoS в сетях WiMAX. /У Микроэлектроника и информатика - 2007. 14-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов. - М.: МИЭТ, 2007 г. -С. 288.

2. Аунг Мьо Маунг. Функции QoS для организации поддержки сетей WiMAX. // Материалы Всероссийских научных и научно-

технических конференций. 20 апреля 2007г. - Нижний Новгород: Нижегородский научный и информационно-методический центр "Диалог" (ННИМЦ "Диалог"), 2007 г. -С. 11.

3. Аунг Мьо Маунг. Дисциплины обслуживания очередей для планировщика кадра в QoS сети WiMAX. // Актуальные проблемы информатизации. Развитие информационной инфраструктуры, технологий и систем - 2007. Всероссийская межвузовская научно-практическая конференция: Материалы конференции. - М.: МИЭТ, 2007 г. -С. 70.

4. Аунг Мьо Маунг. Использование нечеткой логики для алгоритма управления допуском в стандарте IEEE 802.16. // Микроэлектроника и информатика - 2008. 15-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов. -М.: МИЭТ, 2008 г.-С. 151.

5. Аунг Мьо Маунг. Планирование кадра в режиме TDD для сети WiMAX. // Актуальные проблемы информатизации. Развитие информационной инфраструктуры, технологий и систем - 2008. 2-ая Всероссийская межвузовская научно-практическая конференция: Материалы конференции. -М.: МИЭТ, 2008 г.-С. 98.

6. Аунг Мьо Маунг. Управление QoS для MAC уровня в стандарте беспроводной связи IEEE 802.16. // НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Аннотации докладов. М.: МИФИ, 2009. -С. 141.

7. Гагарина JI. Г., Аунг Мьо Маунг. Обеспечение качества обслуживания и обеспечение безопасности в сетях WiMAX. // Оборонный трудов под ред. В.А.Бархоткина, МИЭТ, 2008 г. -С. 210.

8. Аунг Мьо Маунг. Система управления допуском на основе нечеткой логики в сетях WiMAX. // "Аспирант и соискатель". ISSN 1608— 9014, № 6,2008.-С. 70-71.

9. Аунг Мьо Маунг. Структура распределения полосы пропускания в режиме TDD для сети WiMAX. // "Естественные и технические науки". ISSN 1684-2626, № 6(38), 2008. -С. 260-261.

1. Подписано в печать:

Заказ №/^5. Тираж £0 экз. Уч.-изд. л. ш

Формат 60x84 1/16

Отпечатано в типографии МИЭТ

124498, Москва, МИЭТ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ АРХИТЕКТУРЫ СЕТЕЙ WIMAX И МЕХАНИЗМОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ.

1.1. Технологии и архитектура беспроводных сетей.

1.1.1. Персональные беспроводные сети.

1.1.2. Беспроводные локальные сети.

1.1.3. Беспроводные сети регионального масштаба.

1.2. Технология и архитектура сетей WiMAX.

1.2.1. Общая модель стандарта широкополосного доступа IEEE 802.16.

1.2.2. Структура фрейма стандарта IEEE 802.16.

1.2.3. МАС-уровень стандарта IEEE 802.16.

1.2.4. Физический уровень стандарта IEEE 802.16.

1.3. Качество обслуживания в сетях WiMAX.

1.3.1. Качество обслуживания и метрики качества обслуживания в беспроводных сетях.

1.3.2. Механизмы обеспечения качества обслуживания в беспроводных сетях.

1.3.3. Механизмы обеспечения качества обслуживания в сетях WiMAX для различных видов трафика.

ВЫВОДЫ.

2. ПЛАНИРОВАНИЕ КАДРА И УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКАМИ ОБСЛУЖИВАНИЯ В СЕТЯХ WIMAX.

2.1. Механизмы планирования передачи пакетов.

2.1.1. Планирование исходящих потоков.

2.1.2. Планирование обратного канала.

2.2. Механизмы распределения полосы.

2.2.1. Распределение полосы при помощи запросов.

2.2.2. Распределение полосы при помощи предоставлений.

2.2.3. Распределение полосы при помощи опросов.

2.3. Механизмы управления потоками обслуживания.

2.3.1. Сообщение DSA.

2.3.2. Сообщение DSC.

2.3.3. Сообщение DSD.

ВЫВОДЫ.

3. ПОДСИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ КАДРА В СЕТЯХ WIMAX.

3.1. Общая структура подсистемы планирования кадра.

3.2. Состав и структура очередей.

3.3. Алгоритм планирования кадра M-DFPQ.

3.3.1. Формальное описание алгоритма M-DFPQ.

3.3.2. Сценарии работы алгоритмов DFPQ и M-DFPQ.

3.4. Исследование функционирования планировщика кадра на имитационной модели.

3.4.1. Модель пульсирующего трафика.

3.4.2. Имитационная модель планировщика кадра.

3.4.3. Результаты сравнения алгоритмов М-ОБРС^ и ЭРРС).

ВЫВОДЫ.

4. АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ РЕСУРСОВ И ДОСТУПОМ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ.

4.1. Алгоритмы управления распределением ресурсов и доступом соединений.

4.1.1. Принципы предоставления канальных ресурсов.

4.1.2. Алгоритмы, основанные на пороговом значении и на анализе очередей.

4.2. Нечеткая логика.

4.2.1. Нечеткие множества.

4.2.2. Построение функций принадлежности.

4.2.3. Нечеткие и лингвистические переменные.

4.2.4. Нечеткие алгоритмы и выводы.

4.3. Новый алгоритм управления распределением ресурсов и допуска соединений.

4.4. Исследование алгоритмов управления доступом соединений и распределением ресурсов на имитационной модели.

ВЫВОДЫ.

Актуальность проблемы

В настоящее время беспроводные сети передачи информации являются одним из основных направлений развития телекоммуникационной индустрии. WiMAX - эта технология широкополосной беспроводной связи, дополняющая линии DSL (Digital Subscriber Line) и кабельные технологии в качестве альтернативного решения проблемы "последней мили" на больших расстояниях. Интенсивное развитие беспроводных сетей ставит проблемы увеличения их производительности, необходимость разработки алгоритмов, обеспечивающих своевременную и надежную передачу информации, которые повысят коэффициент использования полосы пропускания, сократят время реагирования базовой станции на запросы абонентских станций, обеспечат качество обслуживания (QoS) для различных видов трафика.

Теоретическим исследованиям и разработке фундаментальных основ передачи, информации* в сетях WiMAX, созданию моделей и методов управления качеством обслуживания, посвящены труды видных ученых J. Chen, W. Jiao, H. Wang, Dusit Niyato, Ekram Hossain и многих других. I

Важными проблемами в области обеспечения качества обслуживания являются проблемы планирования- и управления доступом. В процессе обеспечения QoS необходимо планирование кадра для того, чтобы определить какой пакет будет обслуживаться первым в конкретной очереди. Для- дальнейшего улучшения качества, и эффективности передачи данных в сетях WiMAX требуется разработка нового алгоритма планирования, который позволит использовать полосу пропускания более эффективно для разных типов трафика. Также требуется разработка нового алгоритма управления доступом для ограничения числа соединений с целью предотвращения возможности переполнения и блокировки низкоприоритетных потоков.

Таким образом, актуальной является задача разработки более эффективных алгоритмов планирования и управления доступом, для того чтобы получить более высокую пропускную способность при несбалансированном трафике и снизить задержку пакетов.

Цель и задачи диссертационной работы

Целью диссертационной работы является разработка новых алгоритмов планирования и управления доступом, обеспечивающих качество обслуживания в сетях WiMAX.

Поставленная цель определяет следующие основные задачи:

1. Исследование проблемы обеспечения QoS в сетях WiMAX.

2. Анализ показателей QoS для разных видов трафика.

3. Разработка алгоритма для планирования кадра в сетях WiMAX.

4. Разработка алгоритма для управления доступом в сетях WiMAX.

5. Исследование показателей функционирования новых алгоритмов на основе имитационного моделирования.

6. Программная реализация разработанных алгоритмов планирования кадра и управления доступом в сетях WiMAX.

Методы исследования

Для решения сформулированных задач использовались методы теории графов, систем массового обслуживания, сетей Петри, линейного программирования и нечеткой логики, теория передачи информации.

Научная новизна

Научная новизна работы состоит в разработке нового алгоритма планирования на основе сочетания метода алгоритма приоритетной очереди с дефицитом ресурса (Deficit Fair Priority Queue - DFPQ) с линейным программированием и алгоритма управления доступом на основе нечёткой логики в сетях-WiMAX. В ходе выполнения диссертационных исследований получены следующие новые научные результаты:

1. Предложен новый алгоритм планирования по методу M-DFPQ в сетях WiMAX на основе сочетания метода DFPQ с линейным программированием, который для низкоприоритетных классов обслуживания обеспечивает снижение задержки пакетов в 3 раза и повышение пропускной способности в 2 раза, чем при использовании существующего метода ББР^. Кроме того, обеспечивается справедливость при распределении полосы пропускания между различными потоками.

2. Разработана имитационная модель подсистемы планирования на основе сочетания метода ББРС) с линейным программированием в терминах расширенных сетей Петри.

3. Предложен новый алгоритм управления доступом на основе нечёткой логики в сетях \ViMAX, обеспечивающий высокое качество обслуживания после принятия соединения.

4. Разработано формализованное представление и аналитическая модель подсистемы управления доступом на основе нечёткой логики и проведен анализ сценариев работы алгоритма.

5. Разработана имитационная модель подсистемы управления доступом в сетях \ViMAX.

Достоверность научных результатов

Достоверность полученных в ходе работы над диссертацией научных результатов подтверждается соответствием результатов теоретического анализа результатам имитационного моделирования, доказавшим преимущества предложенных в работе моделей и алгоритмов обработки, выразившиеся в повышении пропускной способности и в снижении задержки.

Практическая значимость

Применение нового алгоритма планирования на основе сочетания метода ББРС) с линейным программированием в сетях \ViMAX позволяет снизить задержку пакетов низкоприоритетных классов обслуживания, в то же время алгоритм гарантирует выделение полосы пропускания для потоков высокоприоритетных классов обслуживания, повышает коэффициент использования полосы пропускания для разных типов обслуживания, улучшает использование имеющихся подканалов и уменьшает задержки планирования кадра, обеспечивает справедливость при распределении полосы пропускания между различными потоками.

Результаты работы имитационной модели подтверждают, что разработанный алгоритм обеспечивает уменьшение задержки пакетов примерно в три раза для низкоприоритетных классов обслуживания и повышение пропускной способности в два раза при несбалансированном восходящем и нисходящем трафике.

Применение нового алгоритма управления доступом на основе нечёткой логики позволяет упростить элементы структуры системы, сохраняя общие принципы метода управления доступом, наделяет дискретный метод управления доступом непрерывными свойствами, что повышает качество управления доступом. Предоставление С)о8 для системы нечёткой логики становится нечувствительным к величине трафика в сети. Гарантируется обеспечение (^о8 после того, как соединение принято.5

Личный вклад автора

Все основные результаты диссертационной работы получены лично автором, в частности:

1. Выполнен аналитический обзор архитектуры сетей \ViMAX и алгоритмы обеспечения показателей С^оЗ для разных видов трафика.

2. Проведено исследование разных дисциплин очередей для передачи пакетов МАС-уровня в сетях \У!МАХ.

3. Разработана система планирования кадра в сетях \ViMAX.

4. Разработана система управления доступом, удовлетворяющая требованиям качества обслуживания в сетях \ViMAX.

5. Создана программная реализация подсистемы планирования кадра и управления доступом на основе нечеткой логики в сетях \ViMAX.

6. Разработана имитационная модель планировщика кадра на основе математического аппарата расширенных сетей Петри при помощи программного средства моделирования \Утзш1.

7. Разработана имитационная модель управления доступом на основе нечеткой логики с использованием Matlab.

Внедрение результатов работы

Все работы по реализации и внедрению проводились при непосредственном участии автора. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе Московского государственного института электронной техники, что подтверждено актами внедрения.

В ходе проведенных исследований получены и выносятся на защиту следующие основные научные результаты:

1. Алгоритм планирования кадра для режима TDD в сетях WiMAX.

2. Алгоритм управления доступом на основе нечеткой логики в сетях WiMAX.

3. Имитационная модель планировщика кадра в сетях WiMAX.

4. Имитационная модель подсистемы управления доступом МАС-уровня в сетях WiMAX.

5. Программная реализация алгоритма для планирования кадра в сетях WiMAX.

6. Программная реализация алгоритма управления доступом в сетях WiMAX.

Апробация работы и публикации

Положения данной диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. 14-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 2007" -Москва, МИЭТ, 2007.

2. Всероссийская межвузовская научно-практическая конференция "Актуальные проблемы информатизации. Развитие информационной инфраструктуры, технологий и систем" - Москва, МИЭТ, 2007.

3. 15-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 2006" -Москва, МИЭТ, 2008.

4. Вторая всероссийская межвузовская научно-практическая конференция "Актуальные проблемы информатизации. Развитие информационной инфраструктуры, технологий и систем" - Москва, МИЭТ, 2008.

5. Информационно-телекоммуникационные системы. Проблемы информационной безопасности в системе высшей школы. Экономика, инновации и управление. "НАУЧНАЯ СЕССИЯ" - Москва, МИФИ, 2009.

По результатам проведенных научных исследований опубликовано 9 печатных работ, в том числе 8 печатных работ без соавторов и 3 статьи (из них 1 - в журнале "Естественные и технические науки", входящем в перечень ВАК).

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Работа изложена на 126 страницах, содержит 24 таблицы и 38 рисунков.

ВЫВОДЫ

Построение системы управления доступом на основе аппарата нечеткой логики позволяет упростить элементы структуры системы, сохраняя общие принципы метода управления доступом, а также наделяет дискретный по своей сути метод управления доступом некоторыми непрерывными свойствами, что должно повысить качество управления доступом. Более того, благодаря использованию процессора логического управления, представление С)о8 для системы нечёткой логикой становится нечувствительным к трафику в канале.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения диссертационной работы разработаны и исследованы алгоритмы планирования и управления доступом, которые входят в состав подсистемы обеспечения качества обслуживания в сетях \ViMAX. Проблема планирования кадра в сетях \ViMAX решена путем применения нового метода М-ОБРС^, проблема управления доступом решена путем применения метода нечеткой логики. Основные научные и практические результаты диссертационной работы следующие.

1. Исследованы проблемы обеспечения качества обслуживания для разных видов трафика в сетях \ViMAX.

2. Предложена система планирования кадра на основе метода М-ОБРС) в сочетании с линейным программированием в сетях \ViMAX.

3. Предложена система управления доступом на основе нечеткой логики, удовлетворяющая требованиям качества обслуживания в сетях \ViMAX.

4. Разработана имитационная модель планировщика кадра на основе математического аппарата расширенных сетей Петри с использованием программного средства \Vinsim.

5. Разработана имитационная модель управления доступом на основе нечеткой логики с использованием МаНаЬ.

6. Предложенный в работе метод планирования кадра по методу М-БРРС) имеет следующие преимущества по сравнению с существующим методом БРРС):

- повышение коэффициента использования полосы пропускания в одном кадре для разных типов обслуживания максимум на 25%;

- улучшение использования имеющихся подканалов и уменьшение задержки планирования кадра на 14%;

- снижение задержки пакетов в 3 раза и повышение пропускной способности в 2 раза для низкоприоритетных классов обслуживания при несбалансированном восходящем и нисходящем трафике.

7. Предложенный в работе алгоритм управления доступом на основе нечеткой логики обеспечивает уменьшение задержки на 12% и повышение пропускной способности на 2% по сравнению с простым управлением доступом.

1. Deepak Pareek. WiMAX: Taking Wireless to the MAX I I Auerbach Publications, Taylor & Francis Group, 2006, ISBN-10: 0-8493-7186-4, ISBN-13: 978-0-8493-7186-8.

2. Вишневский B.M., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации // Москва: Техносфера, 2005 592 с.

3. Andrews М., Kumaran К., Ramanan К., Stolyar A., Whiting P., Vijayakumar R. Providing quality of service over a shared wireless link // IEEE communications Magazine, vol. 39, no. 2, pp. 150-154, Feb. 2001.

4. Prashant Bharadwaj. Quality of Service in the Internet // 2005, http://www.ias.ac.in/resonance/Mar2005/pdf/Mar2005p57-70.pdf

5. Шахнович И. СВЯЗЬ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ "Эра сверхширокополосной связи" // http://www.trasser.ru/03.shtml

6. IEEE Std 802.11. Wireless Local Area Networks // February 2006, http://www.ieee802.org/ll/

7. Wi-Fi Alliance. Wi-Fi Official Homepage // February 2006, http://www.wi-fi.org/

8. WiFi Planet Jim Geier. 802.11 Alphabet Soup // February 2006, http://www.wi-fiplanet.com/tutorials/article.php/1439551

9. Westech Communications Inc. Can WiMAX Address Your Applications? //2005.

10. Brandt 1. Models of Internet connectivity for secondary schools in. the Grahamstown Circuit // Master's thesis, Rhodes University, Grahamstown,2006.

11. Govindan Nair. MAC 802.11 Point Coordination Function: // http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/60236

12. IEEE™ 802.11. Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical (PHY) Layer Specifications // IEEE С Committee (1997), New York, NY.

13. Рошан Педжман., Лиэри Джонатан. Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11. : Пер. с англ. М. : Издательский дом "Вильяме", 2004. - 304 е.: ил. - Парал. тит. англ.

14. Rogier Noldus. CAMEL: Intelligent Networks for the GSM, GPRS and UMTS Network // John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex P019 8SQ, England, 2006, ISBN: 0-47001-694-9.

15. Emmanuel Seurre., Patrick Savelli., Pierre-Jean Pietri. EDGE for Mobile Internet // Artech House mobile communications series, 2003, ISBN: 1-58053597-6. (gsm/gprs).

16. Gunnar Heine. GSM Networks: Protocols, Terminology, and Implementation // ISBN: 0-89006-471-7, Library of Congress Catalog Card Number: 98-51784, 1998.

17. Friedhelm Hillebrand. GSM and UMTS: The Creation of Global Mobile Communication // John Wiley & Sons Ltd, 2001, ISBNs: 0-470-84322-5 (Hardback); 0-470-845546 (Electronic).

18. Семёнов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ). Стандарт широкополосной беспроводной связи IEEE 802.16 //book.itep.ru

19. IEEE 802.16-2004. IEEE standard for Local and Metropolitan Area Networks Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems // Oct. 2004.

20. Dr. Kevin Kahn. Evolution of WiMAX: Beyond Fixed Access Networks // Inter Senior Fellow & Director, Communications Technology Lab, Intel Corporation, January 27,2005.

21. Chou J., Reynold R., Yanover V., Eini S., Selea R., Moldoveanu B. MAC and PHY MIB for WirelessMAN and WirelessHUMAN BS and SS // http://grouper.ieee.org/groups/802/16/mgt/contrib/C80216mgt-04 04.pdf

22. ETSI. Welcome to ETSI! // February 2006. http://www.etsi.org/

23. IEEE 802.16 Working Group on Broadband Wireless Access // http://wirelessman.org

24. ETS1TR 101 856 vl.l.l (2001-03). Broadband Radio Access Networks (BRAN); Functional Requirements for Fixed Wireless Access systems below 11 GHz: HIPERMAN // ETSI 650 Route Lucioles F-06921 Sophia Antipolis Cedex-FRANCE.

25. Петр Кочегаров., Юрий Писарев. WiMAX универсальное решение для последней мили. Частотный ресурс. Проблемы и стратегии внедрения // Журнал Wireless Russia, 2005.

26. IEEE Std IEEE 802.16c-2002. IEEE Standard for Local and metropolitan area networks. Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems- Amendment 1: Detailed System Profiles for 10-66 GHz // IEEE, 15 January 2003.

27. Sweeney D. WiMAX Operator's Manual: Building 802.16 Wireless Networks // Berkeley California USA: Apress, 2004.

28. Шахнович И. Стандарт широкополосного доступа IEEE 802.16 для диапазонов ниже 11 ггц // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 1/2005.

29. Kamlesh Rath., Lalit Kotecha et al. Scalable Connection Oriented Mesh Proposal // IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Working Group, March 6, 2003.

30. Владимир Быковников. Беспроводная широкополосная связь WiMAX (IEEE 802.16*) // Intel Corporation, Июнь, 2004.

31. Yang Xiao editor., WiMAX/MobileFi : advanced" research and technology, Auerbach Publications, Taylor & Francis Group, ©2008.

32. Intel Corporation. Understanding Wi-Fi and WiMAX as Metro-Access Solutions // White Paper, Wi-Fi and WiMAX solutions, 2004, http://www.rclient.com/PDFs/IntelPaper.pdf

33. De Pellegrini F., Miorandi D., Salvadori E., Scalabrino N. QoS Support in WiMAX Networks: Issues and Experimental«Measurements // Technical Report 200600009, CREATE-NET, 2006.

34. Christian M"uller., Anja Klein., Frank Wegner. Coverage Extension of WiMAX Using Multihop in a Low User Density Environment // in Proc. of 11th International OFDM-Workshop, Hamburg, Germany, Aug. 2006.

35. Duplexing Scheme in WiMAX: TDD or FDD // http:// www.conniq .com/Wi M AX/tdd-fdd.htm

36. Gusak O., Oliver N., Sohraby K. Performance Evaluation of the 802.16 Medium Access Control Layer // Proc. ISCIS 2004, Kemer-Antalya, Turkey, Oct. 27-29, 2004, pp. 228-37.

37. Xergias S.A., Passas N., Merakos L. Flexible resource allocation in IEEE 802.16 wireless metropolitan area networks // Local and Metropolitan Area Networks, LANMAN 2005, The 14th IEEE Workshop on Volume, Issue, 18-18 Sept. 2005 Page(s):6 pp.

38. Wen Tong., Peiying Zhu., Jianglei Ma., Ming Jia., Hang Zhang., Mo-Han Fong., Brian Johnson. Flexible TDD Frame for UL/DL Allocation // IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Working Group, 2004-05-17, http://ieee802.org/16

39. Hawa M., Petr D.W. Quality of service scheduling in cable and broadband wireless access systems, Tenth IEEE International Workshop on Quality of Service, p247-255, 2002.

40. Govindan Nair., Joey Chou., Tomasz Madejski., Krzysztof Perycz., David Putzolu., Jerry Sydir. IEEE 802.16 Medium Access Control and Service Provisioning // Intel Technology Journal, Vol. 08, Issue 03, Published, August 20, 2004, ISSN 1535-864X.

41. Abhishek Maheshwari. Implementation and Evaluation of a MAC Scheduling Architecture for IEEE 802.16 WirelessMANs // Department of Computer Science and Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, Master thesis, May 2006.

42. Cisco Systems Inc. Service Provider Quality of Service // 2003, http://www.cisco.com/en/US/products/ps6615/products ios protocol group ho me.html

43. International Engineering Consortium. Voice Quality (VQ) in Converging Telephony and Internet Protocol (IP) Networks // 2002, http://www.iec.org/online/tutorials/voice qual/index.asp

44. Alvarion Ltd. BreezeMAX 3500 System Manual // Alvarion Ltd, 2005.

45. Szigeti T., Hattingh C. End-to-End QoS Network Design: Quality of Service in LANs, WANs and VPNs // Cisco Press, USA, 2005.

46. Haining Chen. Scheduling and resource optimization in next generation heterogeneous wireless networks // University of Louisiana at Lafayette, Ph. D. Thesis, spring 2008.

47. Claudio Cicconetti., Luciano Lenzini., Enzo Mingozzi. Quality of Service Support in IEEE 802.16 Networks // University of Pisa Carl Eklund, Nokia Research Center, IEEE Network, March/April 2006.

48. Mohammed Hawa. Stochastic evaluation of fair scheduling with applications to Quality-of-Service in broadband wireless access networks // The University of Kansas, Ph. D. Thesis, 2003.

49. Guerin R., Peris V. Quality-of-Service in packet networks: basic mechanisms and directions // Computer Networks, 31 (1999) p. 169-189.

50. Jianfeng Chen., Wenhua Jiao., Qian Guo. An Integrated QoS Control Architecture for IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Systems // Lucent Technologies, Bell Labs Research China, Global Telecommunications Conference, 2005. GLOBECOM '05. IEEE.

51. Supriya Maheshwari. An Efficient QoS Scheduling Architecture for IEEE 802.16 Wireless MANs // Master thesis, IIT Bombay, 2005.

52. Ершов В.А., Кузнецов H.A. Мультисервисные телекоммуникационные сети // М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. 432 е.: ил. ISBN 57038-2133-9.

53. Moraes L. F. M. de., Maciel P. D. Jr. Analysis and Evaluation of a New MAC Protocol for Broadband Wireless Access // International Conference on Wireless Networks, Communications, and Mobile Computing WirelessCom 2005, Maui, Hawaii, USA. June of 2005.

54. Guosong Chu., Deng Wang., Shunliang Mei. A QoS architecture for the MAC Protocol of IEEE 802.16 BWA System // IEEE International Conference on Communications Circuits and System and West Sino Expositions, vol.1, pp.435-439, China, 2002.

55. Ghosh A. et al. Broadband Wireless Access with WiMax/802.16: Current Performance Benchmarks and Future Potential // IEEE Comm. Mag., vol. 43, no. 2, Feb. 2005, pp. 129-36.

56. Stiliadis D., Varma A. Latancy-Rate Servers: A General Model for Analysis of Traffic Scheduling Algorithms // IEEE/ACM Trans. Net., vol. 6, Oct. 1998, pp. 675-89.

57. Chuck Semeria. Supporting differentiated service classes: Queue Scheduling Disciplines // Juniper Networks, Inc. 1194 North Mathilda Avenue Sunnyvale, CA 94089 USA, 2001.

58. Prue W., Postel J. A queuing algorithm to provide Type-of-Service for IP links //RFC 1046, 1988.

59. Материал из Википедии, QoS // http://ru.wikipedia.org/wiki/QoS

60. Shankaranarayanan N.K. Traffic Models for IEEE 802.20 MBWA System Simulations // Baseline Draft, 16 July 2003.

61. Staehle D., Leibnitz K., Tran-Gia P. Source Traffic Modeling of Wireless Applications // Research Report Series, Report No. 261, June 2000.

62. Technology Development Group, Loral CyberStar, Inc. TCP/IP Performance over Satellite Links Summary Report // 29 March 2000.

63. Davie В et al. An Expedited Forwarding PHB (Per-Hop Behavior) // IETF RFC 3246, Mar. 2002.

64. Heinanen J et al. Assured Forwarding PHB Group // IETF RFC 2597, June. 1999.

65. Blake S. et al. An Architecture for Differentiated Services // IETF RFC 2475, Dec. 1998.

66. Семенов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ), Качество обслуживание (QoS) в локальных сетях и не только // http://book.itep.ru/4/44/qos lan.htm

67. Mario Marchese. QoS OVER HETEROGENEOUS NETWORKS, Copyright © 2007 John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, P019 8SQ, England.

68. ITU-T P.862. Perceptual evaluation of speech quality (PESQ), an objective method for end-to-end speech quality assessment of narrowband telephone networks and speech coders // ITU, Geneva, February 2004.

69. Вишневский B.M. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей // Москва: Техносфера, 2003. 512с.

70. Alvarion Ltd. Introducing WiMAX-The next broadband wireless revolution // Alvarion Ltd, 2004.

71. Gumaste A., Anthony T. First Mile Access Networking Enabling Technologies // Indianapolis USA: Cisco Press, 2004.

72. Amit Dhir. WiMAX-Delivering on the Promise of Wireless Broadband // Wireless Design & Development, May 2006.

73. Sivchenko D., Xu B., Zimmermann G., Hischke S. Internet Traffic Performance in High Speed Trains // in proceedings of HET-NETs 2004.

74. Aura Ganz., Zvi Ganz., Kitti Wongthavarawat. Multimedia Wireless Networks: Technologies, Standards, and QoS, Prentice Hall PTR, September 18, 2003.

75. Cao Y., Li V. Scheduling Algorithms in Broad-Band Wireless Networks // IEEE PROCEEDINGS OF THE IEEE, p. 76-87, VOL. 89, NO. 1, JANUARY 2001.

76. Fragouli C., Sivaraman V., Srivastava M. Controlled Multimedia wireless link sharing via enhanced class-based queuing with channel-state dependent packet scheduling // in Proc. IN-FOCOM'98, vol. 2, Mar. 1998, pp. 572-580.

77. Carl Eklund., Reger B. Marks., Kenneth L. Stanwood., Stanley Wang. IEEE standard 802.16: A Technical Overview of the WirelessMAN Air Interface for Broadband Wireless Access // IEEE comm. Mag., vol. 40, no. 6, June 2002, pp. 98-107.

78. Tarchi D., Fantacci R., Bardazzi M. Quality of Service Management in IEEE 802.16 Wireless Metropolitan Area Networks // Proc. of IEEE ICC '06, Jun. 2006, Istanbul, Turkey.

79. Wang H., Li W., Agrawal D.P. Dynamic admission control and QoS for 802.16 wireless MAN // Wireless Telecommunications Symposium, vol., no.pp. 6066, 6-7 April 2005.

80. Kozlov S., Stok P. v. d., Lukkien J. Adaptive scheduling of MPEG video frames during real-time wireless video streaming // in Proc. 6th Int. Symp. on a World of Wireless Mobile and Multimedia Networks, 2005.

81. Wu D., Hou Y. T., Zhang Y. Transporting Real-Time Video over The Internet // Challenges and Approaches, Proceedings of the IEEE, vol. 88, No. 12, December 2000.

82. Xiaoyan Wang. Active queue management for real-time IP traffic // Department of Electronic Engineering, Queen Mary, University of London, Ph. D. Thesis, October 2006.

83. Mohamed S. Automatic Real-Time Multimedia Quality Evaluation // IRISA, http://www.irisa.fr/armor/lesmembres/Mohamed/Thesis/node93.html

84. Benyamin-Seeyar A. PHY Layer System Proposal for Sub 11 GHz BWA // contribution of IEEE 802.16 BWA WG, 17 January 2001.

85. Xiaojun Hei., Danny H. K. Tsang. The Earliest Deadline First scheduling with active buffer management for Real-Time traffic in the internet // Telecommunication Systems, Volume 19, Numbers 3-4, March 2002 , pp. 349-359(11).

86. Aras C. M., Kurose J. F., Reeves D. S., Schulzrinne H. Real-Time communication in packet-switched network // Proceedings of the IEEE, vol.82, no.l, pp. 122-39, Jan. 1994.

87. Georgiadis L., Guerin R., Parekh A. Optimal Multiplexing on a Single Link: Delay and Buffer Requirements // Proceedings of IEEE INFOCOM 94; vol. 2, 1994; 524-532.

88. Daryn Mitchell., Jack Man Shun Yeung. Implementation of Start-Time Fair Queuing Algorithm in OpnetTM // CMPT885/ENSC835 Final Project, April 4, 2002.

89. Goyal P., Vin H. M., Cheng H. Start-Time Fair Queuing: A Scheduling Algorithm for Integrated Services Packet Switching Networks // IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 5, No. 5, pp. 690-704, October 1997.

90. Demers A., Keshav S., Shenker S. Analysis and Simulation of a Fair Queuing Algorithm // SIGCOMM CCR 19, 1989.

91. E. Hahne. Round Robin scheduling for fair flow control in data communication networks // Report LIDS-TH-1631, Laboratory for Information and Decision Systems, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, December, 1986.

92. Chen J., Jiao W., Wang H. A Service Flow Management Strategy for IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Systems in TDD Mode. // IEEE Int. Conference on Communications, 2005, vol. 5, pp. 3422—3426.

93. OPRE 6201. Formulation 1 Mathematical Models // https://utd.edu/~metin/Or62Q 1 /formulation.pdf

94. Reveliotis S. An Introduction to Linear Programming and the Simplex Algorithm // http://www2.isye.gatech.edu/-spyros/LP/LP.html

95. Ahson S., Ilyas M. WiMAX Technologies, Performance Analysis, and QoS // CRC Press, Taylor & Francis Group, 6000 Broken Sound Parkway NW, Suite 300 Boca Raton, FL 33487-2742, 2008.

96. Wongthavarawat K., Ganz A. Packet scheduling for QoS Support in IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Systems. // Int. Journal of Communication Systems, 2003, vol. 16, pp. 81-96.

97. Baugh C. R, Ph. D., Jun Huang, Ph.D. Traffic Model for 802.16 TG3 MAC/PHY Simulations // IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Working Group, 02-03-2001, http://ieee802.org/16

98. Wikipedia. Pareto distribution // http://en.wikipedia.org/wiki/Pareto distribution

99. Kostin A.E., Savchenko L.V. Modified E-Nets for Distributed Information Processing System Performance Analysis // Automatic Control and Computer Sciences, 22, 6 (Dec. 1988), 25-27.

100. Kostin A., Ilushechkina L. Winsim: A Tool for Performance Evaluation of Parallel and Distributed Systems // LNCS, 3261 (2004), 312-321.

101. Баер П., Новак С., Винклер Р. Введение в нечеткую логику и системы нечеткого управления // http://softlab.od.ua/algo/neuro/fuzzy-intro/

102. Пивкин В .Я., Бакулин Е.П., Кореньков Д.И. Нечеткие множества в системах управления // http://allmath.ru/appliedmath/menegment/menegment28/menegment.htm

103. Караваев М. В. Применение нечеткой логики в имитационной системе автономного адаптивного управления // Работа поддержана РФФИ, проекты № 03-01-00323 и № 04-01-08023-офи, 2004.

104. Бураков М.В. Механизм адаптации нечёткого регулятора. Известия академии наук // Теория и системы управления №1, 1998, - с. 84-87.

105. Борисов А.Н., Алексеев А.В., Меркурьева Г.В. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989.

106. Тэрано Т., Асаи К., Сугэно М. Прикладные нечеткие системы. М.: Мир, 1993.

107. J. -S. Roger Jang., Ned Gulley. MATLAB: Fuzzy Logic Toolbox // © COPYRIGHT 1984 1997 by The MathWorks, Inc. ALL Rights Reserved.

108. Заде JI.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений // М.:Мир, 1976.

109. Круглов В.В., Дли М.И., Голунов Р.Ю. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети. М.: Физматлит, 2001.

110. Змитрович А.И. Интеллектуальные информационные системы. -Минск, ТетраСистемс, 1997.

111. Paxson V., Floyd S. Wide area traffic: the failure of Poisson modeling // IEEE/ACM Transactions on Networking, vol.3, no.3, pp.226-44, June 1995.

112. Bali S., Frost V.S. An Algorithm for Fitting MMPP to IP Traffic Traces // IEEE communications letters 2007, vol. 11, No. 2, pp. 207-209.

113. Hong D., Rappaport S S. Traffic model and performance analysis for cellular mobile radio telephone systems with prioritized and nonprioritized handoff procedures // IEEE Transactions on Vehicular Technology, pp. 77-92, August 1986.

114. Fang Y., Zhang Y. Call admission control schemes and performance analysis in wireless mobile networks // IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 51, no. 2, March 2002, pp. 371-382.

115. Fantacci R., Zoppi L. Performance evaluation of polling systems for wireless local communication networks // IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 49, pp. 2148-2157, November 2000.

116. Servi L. Average delay approximation of M/G/l cyclic service queues with Bernoulli schedules // IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 4, pp. 813-822, September 1986.

117. Le L B., Hossain E., Alfa A S. Queuing analysis for radio link level scheduling in a multi-rate TDMA wireless network // in Proc. IEEE GLOBECOM'04, vol. 6, pp. 4061-4065, November-December 2004.

118. Wu Y., Li Z., Chen Z., Wu Y., Wang L., Lu T. Analysis of real-time communication system with queuing priority // in Proc. IEEE ICCNMC'05, vol. 2, pp. 863-866, September 2005.

119. Fantacci R. Queuing analysis of the selective repeat automatic repeat request protocol wireless packet networks // IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 45, no. 2, pp. 258-264, May 1996.

120. Le L B., Hossain E. Queuing analysis of go-back-N ARQ protocol in multirate wireless networks with feedback delay // in Proc. IEEE GLOBECOM'05, vol. 6, November-December 2005.

121. Le L B., Hossain E. Delay statistics for selective repeat ARQ protocol in multi-rate wireless networks with non-instantaneous feedback // in Proc. IEEE GLOBECOM'05, vol. 6, November-December 2005.

122. Issariyakul T., Hossain E. Channel-quality-based opportunistic scheduling with ARQ in multi-rate wireless networks: modeling and analysis // IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 5, no. 4, pp. 796-806, April 2006.

123. Rossi M., Badia L., Zorzi M. SR ARQ delay statistics on N-state Markov channels with non-instantaneous feedback // IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 5, no. 6, pp. 1526-1536, June 2006.

124. Zhang L., Lee T T. Performance analysis of wireless fair queuing algorithms with compensation mechanism // in Proc. IEEE ICC'04, vol. 7, pp. 4202-4206, June 2004.

125. Niyato D., Hossain E. Analysis of fair scheduling and connection admission control in differentiated services wireless networks // in Proc. IEEE ICC'05, vol. 5, pp. 3137-3141, May 2005.

126. Le L B., Hossain E., Alfa A S. Queuing analysis and admission control for multi-rate wireless networks with opportunistic scheduling and ARQ-based error control // in Proc. IEEE ICC'05, vol. 5, pp. 3329-3333, May 2005.

127. Bonald T., Massoulie L., Proutiere A., Virtamo J. A queuing analysis of maxmin fairness, proportional fairness and balanced fairness // Queuing Systems, vol. 53, no. 1-2, June 2006.

128. Niyato D., Hossain E. Call-level and packet-level performance analysis of call admission control and adaptive channel allocation in cellular wireless networks // in Proc. IEEE GLOBECOM'05, vol. 5, November-December 2005.

129. Niyato D., Hossain E. Call-level and packet-level quality of service and user utility in rate-adaptive cellular CDMA networks: a queuing analysis // IEEE Transactions on Mobile Computing, vol. 5, no. 12, pp. 1749-1763, December 2006.

130. Niyato D., Hossain E. Delay-based admission control using fuzzy logic for OFDMA broadband wireless networks // in Proc. IEEE ICC'06, June 2006.

131. Niyato D., Hossain E. A queuing-theoretic and optimization-based model for radio resource management in IEEE 802.16 broadband wireless networks // IEEE Transactions on Computers, vol. 55, no. 11, pp. 1473-1488, November 2006.

132. Misic J., Chan K L., Misic V B. Admission control in Bluetooth piconets // IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 53, no. 3, pp. 890-911, May 2004.

133. Tickoo O., Sikdar B. Queuing analysis and delay mitigation in IEEE 802.11 random access MAC based wireless networks // in Proc. IEEE INFOCOM'04, vol. 2, pp. 1404-1413, March 2004.

134. Park C G., Jung H S., Han D H. Queuing analysis of IEEE 802.11 MAC protocol in wireless LAN // in Proc. IEEE ICN/ICONS/MCL'06, pp. 139, April 2006.

135. Airy M., Shakkottai S., Heath Jr R. W. Limiting queuing models for scheduling in multi-user MIMO systems // in Proc. IASTED, pp. 418^423, November 2003.

136. Ahmed I S., Ibnkahla M. Performance analysis of multi-user diversity in MIMO channels // in Proc. IEEE CCECE'04, vol. 2, pp. 1199-1202, May 2004.

137. Neely M J. Exact queuing analysis of discrete time tandems with arbitrary arrival processes // in Proc. IEEE ICC'04, vol. 4, pp. 2221-2225, June 2004.

138. Fallahi A., Hossain E., Alfa A S. QoS and energy trade off in distributed energy-limited mesh/relay networks: a queuing analysis // IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, vol. 17, no. 6, pp. 576-592, June 2006.