Централизованное управление множественным доступом в сетях передачи информации при высокой загрузке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Андреев, Сергей Дмитриевич

• Андреев, Сергей Дмитриевич
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Андреев, Сергей Дмитриевич

Список использованных сокращений

Введение

1. Случайный множественный доступ в современных сетях связи

1.1 Вводные замечания.

1.2 Классификация сетей передачи данных.

1.3 Классификация алгоритмов множественного доступа.

1.4 Классическая модель системы связи с СМД.

1.4.1 Система связи.

1.4.2 Канал связи.

1.4.3 Обратная связь.

1.4.4 Абонент.

1.4.5 Разнообразие моделей

1.5 Характеристики алгоритмов СМД.

1.6 Стабильность алгоритма А ЛОХ А.

1.7 Время стабильной работы алгоритма ДЭО.

1.8 Выводы по разделу.

2. Эффективность конкурентного резервирования в централизованной системе связи

2.1 Вводные замечания.

2.2 Обзор протокола IEEE 802.

2.3 Общая модель системы связи

2.4 Обобщенные характеристики алгоритмов СМД.

2.4.1 Система без потерь пакетов данных

2.4.2 Система с потерями пакетов данных.

2.5 Эффективность конкурентного резервирования.

2.5.1 Усеченный алгоритм ДЭО.

2.5.2 Система без повторных передач пакетов данных.

2.5.3 Система без потерь пакетов данных

2.5.4 Система с потерями пакетов данных.

2.5.5 Практические замечания.

2.6 Общая задержка передачи сообщения.

2.6.1 Модификация общей модели системы связи.

2.6.2 Способ оценки средней задержки.

2.6.3 Численные результаты.

2.7 Выводы по разделу.

3. Древовидные алгоритмы разрешения конфликта со свойством погашения интерференции

3.1 Вводные замечания.

3.2 Модель системы и описание алгоритмов.

3.2.1 Традиционные древовидные алгоритмы.

3.2.2 Последовательное погашение интерференции.

3.2.3 Описание процедуры погашения интерференции.

3.2.4 Ограничение памяти на приемной стороне.

3.2.5 Учет неполного погашения интерференции

3.3 Анализ древовидных алгоритмов с погашением интерференции

3.3.1 Общая процедура вычисления скорости.

3.3.2 Базовый алгоритм SICTA.

3.3.3 Предлагаемый алгоритм R-SICTA

3.4 Сравнение алгоритмов

3.4.1 В рамках классической модели СМД.

3.4.2 В рамках протокола IEEE 802.

3.5 Выводы по разделу.

4. Управление работой двухпротокольного абонента в беспроводных сетях связи

4.1 Вводные замечания.

4.2 Раздельное функционирование сетей связи.

4.2.1 Протокол IEEE 802.

4.2.2 Протокол IEEE 802.16 со схемой OFDMA.

4.3 Совместное функционирование сетей связи.

4.3.1 Принцип координирования на подуровне УДС

4.3.2 Базовый алгоритм координирования.

4.3.3 Улучшенный алгоритм координирования.

4.3.4 Улучшенный алгоритм координирования с подавлением сигнала занятости канала связи.

4.4 Анализ производительности алгоритмов.

4.4.1 Описание модели системы.

4.4.2 Случай единственного захвата за кадр.

4.4.3 Случай нескольких захватов за кадр.

4.4.4 Улучшенный алгоритм координирования

4.4.5 Улучшенный алгоритм координирования с подавлением сигнала занятости канала связи.

4.5 Численные результаты.

4.5.1 Описание системы имитационного моделирования.

4.5.2 Сравнительный анализ алгоритмов.

4.6 Выводы по разделу.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Централизованное управление множественным доступом в сетях передачи информации при высокой загрузке»

Актуальность темы. Долгое время при проектировании и реализации систем передачи данных использовались каналы связи, предназначенные для взаимодействия лишь пары абонентов. В тех случаях, когда использование таких каналов экономически нецелесообразно, невозможно или когда требуется обеспечение динамической топологии сети, организуются так называемые каналы множественного доступа, коллективно используемые абонентами системы связи. В последние десятилетия отмечается тенденция активного роста числа систем передачи данных, построенных на основе каналов множественного доступа, таких как радиоканалы и спутниковые каналы связи.

В первую очередь это справедливо для сетей локального и регионального (городского) масштаба, где применение беспроводных технологий связи обеспечивает гибкость топологии сети, включая поддержку мобильных абонентов, быстроту проектирования и низкие затраты па реализацию. Бесспорными лидерами на рынке технологий, использующих каналы множественного доступа, являются протокол региональных (городских) сетей IEEE 802.16 [58] и протокол локальных сетей IEEE 802.11 [57]. Первый протокол задает централизованную сеть связи, в которой базовая станция регламентирует передачу множества абонентов, второй - распределенную сеть, в которой может отсутствовать центральный координирующий узел.

Использование канала множественного доступа накладывает ряд ограничений на построение вышележащих уровней системы связи. В частности, для управления доступом абонентов к среде передачи необходим специализированный алгоритм множественного доступа. Известно достаточно много таких алгоритмов как для централизованных, так и для распределенных сетей связи. В централизованной системе передачи данных, как правило, целесообразно применение детерминированного алгоритма множественного доступа с составлением расписания передачи абонентов и предварительным резервированием ресурса канала связи. Учитывая специфику поступления запросов на резервирование, а именно относительно низкую интенсивность и случайный характер, для их отправки часто используют алгоритмы случайного множественного доступа. В этих условиях случайный доступ дает среднюю задержку передачи ниже, чем при использовании детерминированных алгоритмов множественного доступа. Именно такой способ доступа, сочетающий отправку запросов с последующим составлением расписания, используется в протоколе IEEE 802.16. В протоколе IEEE 802.11 случайный множественный доступ служит непосредственно для отправки данных от абонентов.

Теоретические основы различных методов множественного доступа были заложены еще в 70-х годах прошлого века. На середину 80-х годов пришелся расцвет формирующейся теории, связанный с деятельностью таких выдающихся ученых, как Дж. Месси, Ф. Келли, Л. Клейнрок, С. Лэм, Дж. Капета-накис, И. Рабин и др. Среди отечественных ученых, внесших значительный вклад в развитие методов множественного доступа, следует назвать Б.С. Цы-бакова, В.А. Михайлова, Г.С. Евсеева, Н.Б. Лиханова и Н.Д. Введенскую. Были решены наиболее актуальные для того времени задачи обеспечения надежного обмена данными между абонентами, и в последующие пятнадцать лет интерес к исследованиям в данной области несколько снизился.

Параллельно со становлением теории множественного доступа происходит активный процесс международной стандартизации, производства беспроводного оборудования и развертывания сетей передачи данных. Направляемый практической необходимостью обеспечения наиболее эффективного использования ограниченного ресурса беспроводного канала связи, данный процесс сосредотачивается на задачах так называемого физического уровня. Как следствие, на порядки возрастает скорость работы беспроводного оборудования, а также значительно усложняется его структура. Возникает ситуация, в которой алгоритм управления доступом к среде зачастую представляет собой «узкое место» всей системы связи и существенно снижает ее потенциальную производительность.

Отмеченный в последнее время рост количества беспроводных сетей, а также числа их абонентов, появление новых высокоскоростных технологий передачи данных й все большее ужесточение требований к качеству обслуживания абонентов, вызванное конкуренцией производителей телекоммуникационного оборудования, ставят перед исследователями принципиально новые задачи. В связи с этим уже несколько лет наблюдается возрождение интереса к проблемам множественного доступа, связанное с работами таких ученых и исследователей, как Дж. Бианки, Л. Голдберг, Г. Гианиакис, В.М. Вишневский, А.И. Ляхов и др. К сожалению, в данных работах мало отражена изменившаяся специфика множественного доступа применительно к современным региональным (городским) централизованным беспроводным сетям, особенно в условиях критичной для них высокой загрузки. Кроме того, сравнительно мало изучены особенности одновременной работы региональных (городских) и локальных сетей связи, которая характерна для современной спектрально напряженной городской инфраструктуры. Частичному восполнению данных пробелов и посвящена настоящая диссертационная работа.

Вышеупомянутый протокол региональной (городской) сети IEEE 802.16 предназначен для построения системы связи, объединяющей абонентов с разнородным характером трафика: от традиционного голосового сервиса до современной потоковой видеоинформации. Растущая популярность данного протокола приводит к увеличению числа абонентов системы связи, которое уже на современном этапе развития протокола может достигать нескольких сотен. Дальнейшее увеличение числа абонентов и интенсивности их трафика неизбежно приведет к выявлению «узких мест» протокола, одним из которых, бесспорно, является алгоритм резервирования ресурса канала связи. Дело в том, что для многих типов трафика протоколом на этом этапе предусмотрен способ случайного множественного доступа, известный как алгоритм двоичной экспоненциальной «отсрочки», основная идея которого была предложена еще в 1975 году и с тех пор практически не изменилась. Более того, множеством авторов показано, что в условиях достаточно высокой входной загрузки данный алгоритм нестабилен в том смысле, что задержка резервирования ресурса неограниченно возрастает. Как следствие, общая задержка передачи сообщения в системе может оказаться неприемлемой.

В связи с вышеизложенным целью диссертационной работы является исследование и оптимизация алгоритмов случайного множественного доступа для повышения эффективности передачи информации в централизованных телекоммуникационных сетях при высокой загрузке, а также разработка новых алгоритмов с учетом требований, предъявляемых к качеству обслуживания абонентов.

Основные положения данной работы сформулированы, в основном, на примере протокола региональной (городской) сети IEEE 802.16. Тем не менее, большинство полученных результатов может быть использовано и в других централизованных сетях связи, таких как Универсальная система мобильной связи (universal mobile telecommunications system, UMTS) и новый протокол передачи данных для мобильных сетей Long term evolution (LTE).

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие конкретные задачи.

1. Провести анализ алгоритма разрешения конфликтов в сети передачи информации с большим числом абонентов.

2. Выяснить предель?1ую эффективность стандартного алгоритма резервирования в централизованной сети при высокой загрузке.

3. Исследовать зависимость общей задержки передачи сообщения от параметров алгоритма резервирования.

4. Разработать новый алгоритм резервирования ресурса канала связи в централизованной системе передачи информации для повышения уров-?1Я качества обслуживания абонентов.

5. Провести анализ одновременной работы протоколов региональной (городской) и локальной сети.

Методы исследования. При получении основных результатов работы использовались общие методы системного анализа, методы теории вероятностей, теории случайных процессов, в частности регенерирующих и марковских процессов, теории систем массового обслуживания, численные методы, а также методы имитационного моделирования.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем.

1. Проведен обобщенный анализ производительности алгоритма резервирования в централизованной системе связи, позволяющий получить значения его предельной эффективности.

2. Построена модель для оценки общей задержки в централизованной сети передачи информации, учитывающая как задержку резервирования, так и задержку обслуживания сообщений.

3. Выполнен расчет скорости алгоритмов из класса древовидных алгоритмов случайного множественного доступа со свойством последовательного погашения интерференции, а также предложен эффективный алгоритм из данного класса для резервирования ресурса канала в централизованной системе связи.

4. Исследован режим одновременного функционирования протоколов региональной (городской) и локальной сети передачи информации и предложен алгоритм координирования их совместной работы.

Практическая ценность диссертационной работы. В данной диссертационной работе произведены анализ и оптимизация конкурентных механизмов резервирования в протоколе IEEE 802.16 с точки зрения качества обслуживания абонентов и получены значения их предельной эффективности в условиях высокой загрузки. На основе проведенного анализа сформулирован ряд .модификаций существующего протокола, позволяющих существенно повысить уровень качества обслуживания абонентов системы связи.

Построена модель для расчета общей задержки передачи данных в централизованной сети передачи информации, которая позволяет оценить соответствующую величину в сети IEEE 802.16 и может быть использована при ее проектировании и реализации.

Предложен новый алгоритм резервирования ресурса канала связи со свойством последовательного погашения иитерференции, обладающий более высокой эффективностью по сравнению со стандартным алгоритмом двоичной экспоненциальной «отсрочки».

Разработан новый алгоритм координирования сетей IEEE 802.16 и IEEE 802.11, позволяющий обеспечить одновременную работу двухпротокольной абонентской станции в обеих сетях.

Теоретические и практические результаты работы использованы в учебном процессе кафедры безопасности информационных систем Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения (ГУАП). Результаты работы используются па практике в ЗАО «Интел А/О».

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах кафедры информационных систем и кафедры безопасности информационных систем, а также на следующих конференциях и симпозиумах.

1. На научных сессиях ГУАП, посвященных всемирному Дню авиации и космонавтики (Санкт-Петербург, Россия, 2006 - 2008).

2. На международном форуме «Information Systems. Problems, Perspectives, Innovation Approaches» (Санкт-Петербург, Россия, 2007).

3. На международном семинаре «On Distributed Computer and Communication Networks» (Москва, Россия, 2007).

4. На 11-м международном симпозиуме «On Problems of Redundancy in Information and Control Systems» (Санкт-Петербург, Россия, 2007).

5. На 14-й международной конференции «On Analytical and Stochastic Modeling Techniques and Applications» (Прага, Чешская Республика,

2007).

6. На международном семинаре «On Multiple Access Communications» (Санкт-Петербург, Россия, 2008).

7. На 8-й международной конференции «On Next Generation Teletraffic and Wired/Wireless Advanced Networking» (Санкт-Петербург, Россия, 2008).

8. На 15-й международной конференции «On Analytical and Stochastic Modeling Techniques and Applications» (Никосия, Республика Кипр,

2008).'

9. На 11-м международном симпозиуме «On Wireless Personal Multimedia Communications» (Финляндия, 2008).

Зарегистрирована программная разработка в отраслевом фонде алгоритмов и программ: ВНТИЦ, регистрационный номер 50200702303, 2007 [3].

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание и результаты диссертационной работы, опубликованы в 19 печатных работах. Из них 4 работы [4,5,7,8] опубликованы в рецензируемых научных журналах, утвержденных в перечне ВАК.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Обобщенный анализ производительности алгоритма разрешения конфликтов в сети передачи информации.

2. Оценка общей задержки передачи в централизованной системе связи с конкурентным резервированием.

3. Расчет скорости для класса алгоритмов случайного множественного доступа со свойством последовательного погашения интерференции и алгоритм резервирования из данного класса.

4. Алгоритм координирования совместной работы протоколов региональной (городской) и локальной сети передачи информации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников и приложения. Работа содержит 155 страниц основного машинописного текста, 40 рисунков и 6 таблиц. Список литературы включает 101 наименование.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Андреев, Сергей Дмитриевич

Основные результаты, полученные в работе, можно сформулировать следующим образом.

1. Произведена количественная оценка времени стабильной работы алгоритма разрешения конфликтов в сети передачи информации с большим числом абонентов.

2. Приведен обобщенный расчет скорости алгоритма двоичной экспоненциальной «отсрочки» в условиях насыщения на основе теории регенерирующих процессов.

3. Проведена оптимизация работы алгоритма двоичной экспоненциальной «отсрочки» на стадии резервирования ресурса.

4. Рассмотрена модель для оценки общей задержки передачи в централизованной системе связи, учитывающая как задержку резервирования, так и задержку обслуживания сообщений.

5. Разработан эффективный древовидный алгоритм со свойством последовательного погашения интерференции.

6. Предложен способ расчета скорости алгоритмов из класса древовидных алгоритмов случайного множественного доступа со свойством последовательного погашения интерференции.

7. Разработан новый алгоритм координирования работы двухпротоколь-ного абонента с подавлением сигнала занятости канала связи.

8. Предложен способ вычисления производительности двухпротокольного абонента.

Заключение

В данной диссертационной работе были рассмотрены задачи обеспечения эффективного управления доступом абонентов в централизованную сеть связи IEEE 802.16 в условиях высокой загрузки. В частности, была исследована работа стандартного алгоритма двоичной экспоненциальной «отсрочки», использующегося для организации конкурентного доступа запросов в сеть IEEE 802.16. Были изучены как вопросы, связанные со стабильной работой данного алгоритма, так и его функционирование в реальной системе передачи данных.

Для повышения эффективности резервирования ресурса канала связи был разработан альтернативный стандартному древовидный алгоритм со свойством последовательного погашения интерференции, а также был выявлен выигрыш от замены алгоритма резервирования в сети IEEE 802.16. Была разработана аналитическая модель для оценки общей задержки передачи сообщения в рассматриваемой системе связи и исследованы вопросы одновременного функционирования региональной (городской) и локальной сети передачи данных. Полученные в работе результаты могут быть также использованы в протоколах Универсальной системы мобильной связи (UMTS) и Long term evolution (LTE).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Андреев, Сергей Дмитриевич, 2009 год

1. Андреев С. Д. Исследование стабильности систем случайного множественного доступа под управлением алгоритма AJIOXA // Тр. научной сессии ГУАП. 2006. - Т. 1. — С. 237-240.

2. Андреев С. Д. Оптимизация механизма единичного опроса в беспроводных региональных сетях // Тр. научной сессии ГУАП. — 2007. Т. 1. - С. 78-82.

3. Ayidpeee С. Д., Винель А. В. Программа имитационного моделирования стандарта беспроводных сетей передачи данных IEEE 802.11 /М.: ВНТИЦ, 50200702303, 2007.

4. Андреев С. Д., Семенов С. А., Тюрликов А. М. Методики оценки параметров радиоканала // Информационно-управляющие системы. — 2007. — Т. 29, № 4. С. 37-43.

5. Андреев С. Д., Нилова А. В., Тюрликов А. М. -Использование конкурентного опроса в широкополосных беспроводных сетях // Информационно-управляющие системы. — 2008. — Т. 37, № 6. — С. 4453.

6. Андреев С. Д., Пустовалов Е. В. Древовидные алгоритмы разрешения конфликтов с использованием подавления интерференции в условиях канала с шумом // Тр. научной сессии ГУАП.~ 2008.— Т. 1.— С. 8285.

7. Андреев С. Д. Управление работой двухпротокольного абонента в беспроводных телекоммуникационных сетях // Системы управления и информационные технологии. — 2009. — Т. 35, № 1.1. — С. 108-112.

8. Андреев С. Д., Пустовалов Е. В., Тюрликов А. М. Древовидный алгоритм разрешения конфликта, устойчивый к неполному погашению интерференции // Автоматика и телемеханика. — 2009.— № 3.— С. 78-96.

9. Вертсекас Д., Галлагер Р. Сети передали данных. М.: Мир, 1989. 544 с.

10. Введенская Н. Д., Цыбаков Б. С. Задержка пакетов при стек-алгоритмемножественного доступа // Проблемы передачи информации. — 1984. — Т. 20, № 2. С. 77-97.

11. Винель А. В., Андреев С. Д. Оценка среднего времени пребывания алгоритма Binary Exponential Backoff в устойчивом состоянии // Тр. научной сессии ГУАП. 2006. - Т. 1. - С. 250-253.

12. Винель А. В., Кобляков В. А., Тюрликов А. М. Класс алгоритмов случайного множественного доступа с очередью для централизованных сетей передачи данных // Информационные технологии. — 2007. — Т. 5.-С. 32-41.

13. Евсеев Г. С., Тюрликов А. М. Взаимосвязь характеристик блокированных стек-алгоритмов случайного множественного доступа // Г1робле.мы передачи информации. — 2007. — Т. 43, № 4. — С. 83-92.

14. Кемени Дою., Снелл Дэ/с. Конечные цепи Маркова. М.: Наука, 1970. 272 с.

15. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение,1979. 432 с.

16. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. М.: Мир, 1979. 600 с.

17. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 2. Получисленные алгоритмы. 3-е изд. СПб.: Вильяме, 2003. 832 с.

18. Михайлов В. А. Об одном рекуррентном уравнении в теории случайного множественного доступа // Тр. IX симпозиума по проблеме избыточности в информационных системах. — 1986. — Т. 2. — С. 148150.

19. Цыбаков Б. С., Михайлов В. А. Свободный синхронный доступ пакетов в широковещательный канал с обратной связью // Проблемы передачи информации. — 1978,— Т. 14, № 4, — С. 32-59.

20. Цыбаков Б. С., Михайлов В. А. Случайный множественный доступ пакетов. Алгоритм дробления // Проблемы передачи информации.—1980. — Т. 16, № 4. С. 65-79.

21. Цыбаков Б. СВведенская Н. Д. Случайный множественный доступ нетерпеливых пакетов в широковещательный канал // Проблемы передачи информации. — 1983. — Т. 19, № 4. — С. 72-83.

22. Цыбаков Б. С., Лиханов Н. Б. Верхняя граница для пропускной способности системы СМД // Проблемы передачи информации.— 1987. — Т. 23, № 3. С. 64-78.

23. Abram,son N. The Aloha system another alternative for computer communications // Proc. of the Fall Joint Computer Conference. — 1970. — P. 281-285.

24. Abramson N. The throughput of packet broadcasting channels // IEEE Transactions on Communications. — 1977. — Vol. 25, № 1.— P. 117-128.

25. Agrawal A., Andrews J., Cioffi J., Meng T. Iterative power pontrol for imperfect successive interference cancellation // IEEE Transactions on Wireless Communications. — 2005. — Vol. 4, № 3. — P. 878-884.

26. Al-Ammal H., Goldberg L., MacKenzie P. Binary exponential backoff is stable for high arrival rates // Proc. of the 17th Annual Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science. — 2000. — P. 169-180.

27. Al-Ammal H., Goldberg L., MacKenzie P. An improved stability bound for binary exponential backoff // Theory of Computing Systems. — 2001. — Vol. 34, № 3. P. 229-244.

28. Alanen 0. Multicast polling and efficient VoIP connections in IEEE 802.16 networks // Proc. of the 10th ACM Symposium on Modeling, Analysis, and Simulation of Wireless and Mobile Systems. — 2007. — P. 289-295.

29. Aldous D. Ultimate instability of exponential back-off protocol for acknowledgment based transmission control of random access communication channels // IEEE Transactions on Information Theory.— 1987.— Vol. 33, № 2. — P. 219-223.

30. Andreev S. Throughput estimation for a personal wireless networks standard // Proc. of the International Forum «Information Systems. Problems, Perspectives, Innovation Approaches». — Vol. 2. — 2007. — P. 33-38.

31. Andreev S., Dubkov K., Turlikov A. IEEE 802.11 and 802.16 cooperation within multi-radio stations // Proc. of the 11th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications. — 2008. — P. 1-5.

32. Andreev S., Pustovalov E., Turlikov A. Tree algorithms with free access and interference cancellation in presence of cancellation errors // Proc. of the 11th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications. 2008. — P. 1-5.

33. Andreev S., Saffer Zs., Anisimov A. Overall delay analysis of IEEE 802.16 network // Proc. of the IEEE International Conference on Communications. — 2009. P. 1-6.

34. Andreev S., Turlikov A. Vinel A. Performance analysis of a high-speed ultra-wideband WPAN MAC // Proc. of the 14th International Conference on Analytical and Stochastic Modeling Techniques and Applications. —2007. P. 44-49.

35. Andreev S.; Turlikov A.} Vinel A. Contention-based polling efficiency in broadband wireless networks // Proc. of the 15th International Conference on Analytical and Stochastic Modeling Techniques and Applications. —2008. — P. 295-309.

36. Andreev S., Vinel A. Gilbert-Elliott model parameters derivation for the IEEE 802.11 wireless channel // Proc. of the International Workshop on Distributed Computer and Communication Networks. — Vol. 1.— 2007.— P. 101-107.

37. Andreev S., Vinel A. Performance analysis and enhancement of an ultra-wideband WPAN MAC in the presence of noise // Proc. of the 11th International Symposium on Problems of Redundancy in Information and Control Systems. 2007. - P. 117-122.

38. Andrews J., Hasan A. Analysis of cancellation error for successive interference cancellation with imperfect channel estimation: Tech. rep. EE-381K: Multiuser Wireless Communications, 2002. 17 p.

39. Berlemann L., Hoymann C., Hiertz G., Mangold S. Coexistence and in-terworking of IEEE 802.16 and IEEE 802.11(e) // Proc. of the 63rd IEEE Vehicular Technology Conference. Vol. 1. - 2006. — P. 27-31.

40. Bianchi G. Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. — 2000. Vol. 18, № 3. - P. 535-547.

41. Boggs D., Mogul J., Kent C. Measured capacity of an Ethernet: myths and reality // Proc. of the Symposium on Communications Architectures and Protocols. Vol. 18. — 1988. — P. 222-234.

42. Bordenave C., McDonald D., Proutiere A. Random multi-access algorithms: a mean field analysis // Proc. of the 43rd Annual Allerton Conference on Communication, Control, and Computing. — 2005. — P. 494-503.

43. Capetanakis J. Tree algorithms for packet broadcast channels // IEEE Transactions on Information Theory. — 1979. — Vol. 25, № 5. — P. SOS-SIS.

44. Chlebus B. Handbook of Randomized Computing / Ed. by P. Pardalos, S. Rajasekaran, J. Reif, J. Rolim. — K. A. Publishers, 2001, — P. 401-456.

45. Cho D., Song J., Kim M., Han K. Performance analysis of the IEEE 802.-16 wireless metropolitan network // Proc. of the 1st International Conference on Distributed Frameworks for Multimedia Applications. — 2005. — P. 130136.

46. Djukic P., Valaee S. 802.16 MCF for 802.11a based mesh networks: a case for standards re-use // Proc. of the 23rd Biennial Symposium on Communications. 2006. - P. 186-189.

47. Ephremides A., Ilajek B. Information theory and communication networks: an unconsummated union // IEEE Transactions on Information Theory. — 1998. — Vol. 44, № 6. P. 2416-2434.

48. Goldberg L., MacKenzie P. Analysis of practical backoff protocols for contention resolution with multiple servers // Proc. of the 7th Symposium on Discrete Algorithms. — 1996. — P. 554-563.

49. Goodman J., Greenberg A., Madras N., March P. Stability of binary exponential backoff 11 Journal of the ACM. 1988,- Vol. 35, № 3,- P. 579602.

50. Gyorfi L., Gyori S. Analysis of tree algorithm for collision resolution,// Proc. of the International Conference on Analysis of Algorithms. — 2005. — P. 357-364.

51. Gyorfi L., Gyori S., Massey J. Multiple Access Channels: Theory and Practice / Ed. by E. Biglieri, L. Gyorfi.— IOS Press, Amsterdam, 2007,— Vol. 10. P. 214-249.

52. Hastad J., Leighton Т., Rogoff B. Analysis of backoff protocols for multiple access channels // SIAM Journal on Computing. — 1996. — Vol. 25, № 4. — P. 740-774.

53. Houdt В., Peeters G. FCFS tree algorithms with interference cancellation and single signal memory requirements // Proc. of the 15th International Conference on Telecommunications. — 2008.— P. 1-6.

54. IEEE Std 802.11-2007, New York, USA, June, 2007.

55. IEEE Std 802.16e-2005, New York, USA, February 2006.

56. Iyengar R., Iyer P., Sikdar B. Delay analysis of 802.16 based last mile wireless networks // Proc. of the 48th IEEE Global Telecommunications Conference. — Vol. 5. 2005. — P. 3123-3127.

57. Jeong D.; Jeon W. Performance of an exponential backoff scheme for slotted-ALOHA protocol in local wireless environment // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1995. — Vol. 44, № 3. — P. 470-479.

58. Kamerman A. Coexistence between Bluetooth and IEEE 802.11 CCK solutions to avoid mutual interference: Tech. rep. IEEE 802.11-00/162: Lucent Technologies Bell Laboratories, 1999/2000.

59. Kelly F., MacPhee I. The number of packets transmitted by collision detect random access schemes // Annals of Probability. — 1987. — Vol. 15, № 4. — P. 1557-1568.

60. Kleinrock L., Lam S. Packet-switching in a multi-access broadcast channel: performance evaluation // IEEE Transactions on Communications. — 1975. — Vol. 23, № 4. P. 410-423.

61. Kleinrock L., Lam S. Packet-switching in a multi-access broadcast channel: dynamic control procedures // IEEE Transactions on Communications. — 1975. — Vol. 23, № 9. P. 891-904.

62. Kurose J., Schwartz M., Yemini Y. Controlling window protocols for time-constrained communication in multiple access networks // IEEE Transactions on Communications. — 1988. — Vol. 36, № 1. — P. 41-49.

63. Lam S. Packet switching in a multi-access broadcast channel with application to satellite communication in a computer network: Ph.D. thesis / University of California, Los Angeles. — 1974. 249 p.

64. Lin L., Jia W., Lu W. Performance analysis of IEEE 802.16 multicast and broadcast polling based bandwidth request // Proc. of the IEEE Wireless Communications and Networking Conference. — 2007. — P. 1854-1859.

65. Mangold S. Analysis of IEEE 802.lie and application of game models for support of quality-of-service in coexisting wireless networks: Ph.D. thesis / RWTH Aachen University. — 2003. 266 p.

66. Massey J. Multiuser Communication Systems / Ed. by G. Longo. — Springer-Verlag, New York, 1981.— CISM Courses and Lectures. — P. 73137.

67. Mathys P., Flajolet P. Q-ary collision resolution algorithms in random-access systems with free or blocked channel access // IEEE Transactions on Information Theory. — 1985. — Vol. 31, № 2. — P. 217-243.

68. Merakos L., Bisdikian C. Delay analysis of the n-ary stack random-access algorithm // IEEE Transactions on Information Theory. — 1988. — Vol. 34, № 5. P. 931-942.

69. Metcalfe R., Boggs D. Ethernet: distributed packet switching for local computer networks // Communications of the ACM. — 1976. — Vol. 19, № 7. — P. 395-404.

70. Moraes L., Maciel P. Analysis and evaluation of a new MAC protocol for broadband wireless access // Proc. of the International Conference on Wireless Networks, Communications and Mobile Computing. — Vol. 1. — 2005. — P. 107-112.

71. Paterakis M., Georgiadis L., Papantoni-Kazakos P. On the relation between the finite and the infinite population models for a class of RAA's // IEEE Transactions on Communications. — 1987. Vol. 35, № 11. — P. 1239-1240.

72. Pedersen K., Kolding Т., Seskar I., Holtzman J. Practical implementation of successive interference cancellation in DS/CDMA systems // Proc., of the 5th IEEE International Conference on Universal Personal Communications. — Vol. 1. 1996. — P. 321-325.

73. Peeters G., Houdt В., Blondia C. A multiaccess tree algorithm with free access, interference cancellation and single signal memory requirements // Performance Evaluation. — 2007. Vol. 64, № 9-12. — P. 1041-1052.

74. Ramakrishnan K., Yang H. The Ethernet capture effect: analysis and solution // Proc. of the 19th Conference on Local Computer Networks. — 1994. — P. 228-240.

75. Rom R., Sidi M. Multiple Access Protocols: Performance and Analysis / Springer-Verlag, New York, 1990. 172 p.

76. Rubin I. Access-control disciplines for multi-access communication channels: reservation and TDMA schemes // IEEE Transactions on Information Theory. 1979. — Vol. 25, № 5. — P. 516-536.

77. Sachs S. Alternative local area network access protocols // IEEE Communications Magazine. — 1988. — Vol. 26. — P. 25-45.

78. Saffer Zs., Andreev S. Delay analysis of IEEE 802.16 wireless metropolitan area network // Proc. of the 15th International Conference on Telecommunications. 2008. — P. 1-5.

79. Sakakibara K., Muta H., Yuba Y. The effect of limiting the number of retransmission trials on the stability of slotted ALOHA systems // IEEE Transactions on Vehicular Technology. — 2000. — Vol. 49, № 4. — P. 14491453.

80. Shoch J., Hupp J. Measured performance of an Ethernet local network // Communications of the ACM. — 1980. — Vol. 23, № 12. — P. 711-721.

81. Sivchenko D., Bayer N., Xu В., Rakocevic V, Habermann J. Internet traffic performance in IEEE 802.16 networks // Proc. of the 12th European Wireless Conference. — 2006. — P. 1-5.

82. Song N., Kwak В., Miller L. On the stability of exponential backoff // Journal of Research of the NIST. 2003. - Vol. 108, № 4. - P. 289-297.

83. Szpankowski W. Average Case Analysis of Algorithms on Sequences / Wiley, New York., 2001. 576 p.

84. Tsybakov B. Survey of USSR contributions to random multiple-access communications // IEEE Transactions on Information Theory. — 1985. — Vol. 31, № 2.— P. 143-165.

85. Tsybakov B. One stochastic process and its application to multiple access in supercritical region // IEEE Transactions on Information Theory. — 2001. — Vol. 47, № 4. P. 1561-1569.

86. Vinel A., Zhang Y., Lott M.} Tiurlikov A. Performance analysis of the random access in IEEE 802.16 // Proc. of the 16th IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications. — Vol. 3. — 2005. — P. 1596-1600.

87. Vinel A., Zhang Y., Ni Q., Lyakhov A. Efficient request mechanisms usage in IEEE 802.16 // Proc. of the 49th IEEE Global Telecommunications Conference. — 2006. — P. 1-5.

88. Walke В., Mangold S., Berlemann L. IEEE 802 Wireless Systems: Protocols,4

89. Multi-Hop Mesh/Relaying, Performance and Spectrum Coexistence / Wiley, Chichester, 2007. 382 p.

90. Wang F., Nallanathan A., Garg H. Introducing packet segmentation for the IEEE 802.11b throughput enhancement in the presence of Bluetooth // Proc. of the 59th IEEE Vehicular Technology Conference.— Vol. 4.— 2004. — P. 2252-2256.

91. Wang X., Yu Y., Giannakis G. Combining random backoff with a cross-layer tree algorithm for random access in IEEE 802.16 // Proc. of the IEEE Wireless Communications and Networking Conference. — Vol. 2. — 2006. — P. 972-977.

92. Wang X., Yu Y., Giannakis G. A deadlock-frce high-throughput tree algorithm for random access over fading channels // Proc. of the 40th Annual Conference on Information Sciences and Systems. — 2006. — P. 420-425.

93. Wang X., Yu Y., Giannakis G. A robust high-throughput tree algorithm using successive interference cancellation // IEEE Transactions on Communications. 2007. - Vol. 55, № 12. — P. 2253-2256.

94. Wang X., Yu Y., Giannakis G. Design and analysis of cross-layer tree algorithms for wireless random access // IEEE Transactions on Wireless Communications. — 2008. — Vol. 7, № 3. — P. 909-919.

95. Weber S., Andrews J., Yang X., Veciana G. Transmission capacity of wireless ad hoc networks with successive interference cancellation // IEEE Transactions on Information Theory. — 2007. — Vol. 53, N2 8. — P. 27992814.

96. Yu Y., Giannakis G. SICTA: a 0.693 contention tree algorithm using successive interference cancellation // Proc. of the 23rd Biennial Symposium on Communications. Vol. 3. - 2005. - P. 1908-1916.

97. Yu Y., Giannakis G. High-throughput random access using successive interference cancellation in a tree algorithm // IEEE Transactions on Information Theory. — 2007. — Vol. 53, № 12. — P. 4628-4639.

98. Zhang C., Yang S., Pan II. Fa,thy A., El-Ghazaly S. Nair V. Reconfig-urable antenna for simultaneous multi-service wireless applications // Proc. of the IEEE Radio and Wireless Symposium. — 2007. — P. 543-546.

99. ZhuJ., Waltho A., Yang X., Guo X. Multi-radio coexistence: challenges and opportunities // Proc. of the 16th International Conference on Computer Communications and Networks. — 2007. — P. 358-364.