аспирант кафедры сетей связи и передачи данных Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры сетей связи и передачи данных Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Актуальность. Совершенствование сетей Интернета вещей, являясь одним из приоритетных направлений развития телекоммуникаций, приводит к образованию сетей с высокой концентрацией устройств – сетей высокой и сверхвысокой плотности. Для обеспечения функционирования таких сетей могут быть использованы различные технологии связи, что ведет к формированию гетерогенных сетей Интернета вещей. Это могут быть сети сбора данных, сети коммуникаций машина‒машина (М2М), телеуправления и другие. Использование множества технологий требует применения методов, обеспечивающих эффективность их эксплуатации для передачи данных. В работе предлагается один из таких методов, обеспечивающий повышение эффективности гетерогенной сети Интернета вещей.
Постановка задачи. Разработка модели и метода распределения мощности между подканалами в узлах гетерогенной сети Интернета вещей высокой плотности с учетом особенностей таких сетей, позволяющих получить описание их функционирования и обеспечить повышение эффективности функционирования за счет перераспределения мощности передачи по подканалам.
Цель работы. Повышение эффективности функционирования гетерогенной сети Интернета вещей высокой плотности. Для решения задачи использовались методы математического моделирования, теории информации, методы оптимизации и численного моделирования.
Результат. Разработан модельно-методический аппарат, обеспечивающий повышение эффективности функционирования гетерогенной сети Интернета вещей высокой плотности за счет оптимального перераспределения мощности между подканалами передачи данных, что дает возможность повысить скорость передачи данных при фиксированной мощности передачи.
Новизна. Эффективность предложенного метода обеспечивается благодаря решению задачи оптимального распределения мощности между подканалами с учетом величины помех и обслуживаемого трафика (использования). Эффективность метода зависит от параметров подканалов. Она минимальна при идентичных подканалах и повышается при увеличении различий между параметрами используемых подканалов. Предложенный метод учитывает трафик, передаваемый по подканалам (загрузку подканалов) и их особенности в части достижимой скорости передачи, что позволяет адаптировать данный метод к конкретным условиям.
Практическая значимость. Разработанные модель и метод могут быть использованы при построении устройств и гетерогенных сетей Интернета вещей высокой плотности в целях повышения их эффективности. Метод распределения мощности по подканалам может быть применен при реализации системы управления (протокола) передачей для устройств, использующих различные технологии организации каналов передачи.
Relevance. The development of the Internet of Things networks, being one of the priority areas of telecommunications development, leads to the formation of networks with a high concentration of devices - high-density and ultra-high-density networks. To ensure the functioning of such networks, various communication technologies can be used, which leads to the formation of heterogeneous networks of the Internet of Things. These can be data collection networks, machine-to-machine (M2M) communication networks, telecontrol and others. The use of many technologies requires the application of methods that ensure the efficiency of their use for data transmission. In this paper, one of such methods is proposed that ensures an increase in the efficiency of a heterogeneous Internet of Things network.
Problem statement. Development of a model and method for distributing power between subchannels in nodes of a heterogeneous high-density Internet of Things network, taking into account the features of such networks, allowing to obtain a description of their functioning and ensure an increase in the efficiency of functioning due to the redistribution of transmission power across subchannels.
Purpose of the work. Improving the efficiency of a heterogeneous high-density Internet of Things network. To solve the problem, methods of mathematical modeling, information theory, optimization and numerical modeling were used.
Result. A modeling and methodological apparatus has been developed that ensures increased efficiency of a high-density heterogeneous Internet of Things network due to optimal power redistribution between data transmission subchannels, which makes it possible to increase the data transmission rate at a fixed transmission power.
Novelty. The efficiency of the proposed method is ensured by solving the problem of optimal power distribution between subchannels taking into account the amount of interference and the serviced traffic (usage). The efficiency of the method depends on the parameters of the subchannels. It is minimal for identical subchannels and increases with increasing differences between the parameters of the subchannels used. The proposed method takes into account the traffic transmitted via subchannels (subchannel load) and their features in terms of achievable transmission speed, which makes it possible to adapt this method to specific conditions.
Practical significance. The developed model and method can be used in the construction of devices and heterogeneous networks of the Internet of Things of high density in order to increase their efficiency. The method of power distribution by subchannels can be used in the implementation of the transmission control system (protocol) for devices using various technologies for organizing transmission channels.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.