Оценка эффективности механизмов случайного и определенного доступа абонентов к широкополосной сети спутниковой связи

Актуальность. Рост числа терминалов и интенсивности подключений в спутниковых сетях с топологией «звезда» обостряет задачу выбора эффективного механизма доступа к общему радиоканалу. Существующие подходы – определенный (TDMA) и случайный (ALOHA) доступ – имеют существенные ограничения, а критерии их выбора в зависимости от нагрузки недостаточно формализованы. Целью исследования является сравнение эффективности двух рассматриваемых механизмов и выявлении условий, при которых один из них обеспечивает лучшую производительность. В ходе исследования были использованы методы аналитического и имитационного моделирования. Для случайного доступа строго выведена формула математического ожидания числа слотов, занятых ровно одним терминалом. Аналитическая модель верифицирована с помощью стохастического моделирования на Python.Результат. Получена и подтверждена аналитическая модель, точно прогнозирующая эффективность случайного доступа. Научная новизна. Впервые строго выведена и верифицирована формула для ожидаемого числа успешно занятых слотов, что позволяет оценивать производительность без ресурсоемкого моделирования. Установлен количественный критерий выбора между определенным и случайным доступом. Модель учитывает реальную конкуренцию терминалов и применима к протоколам ALOHA и TDMA.Практическая значимость. Представленное решение предлагается использовать при проектировании и адаптивном управлении MAC-уровнем в спутниковых сетях VSAT, IoT-системах и сетях телеметрии. Полученные критерии выбора механизма доступа могут быть реализованы в виде алгоритмов динамической реконфигурации в программно-конфигурируемых сетях (SDN), позволяя автоматически переключаться между режимами в зависимости от текущей нагрузки. Это обеспечит оптимальное использование полосы пропускания, минимизацию задержек и повышение общей устойчивости сети

случайный доступ, математическое ожидание, симуляция, вероятностное распределение, эффективность механизма, спутниковая сеть, топология «звезда», аналитическая модель, оценка производительности, многоканальный доступ, стохастическое моделирование