Моделювання сценаріїв розвитку інфокомунікаційного процесу в бездротовому централізованому мережевому кластері

Abstract

Запропоновані математичні моделі розвитку інфокомунікаційного процесу, який відбувається в бездротовому централізованому мережевому кластері. В досліджуваному процесі бере участь множина кінцевих мобільних пристроїв, які є суб’єктами інформаційної взаємодії з базовою станцією. Остання обслуговує інформаційні потреби суб’єктів у виділених процесах у власному інформаційному середовищі. Такий бекґраунд дозволяє розглянути досліджуваний процес як марковську систему масового обслуговування з потоком нових вхідних запитів з потребами щодо бажаних обсягів системних ресурсів та потоком сервісних сигналів, надходження яких ініціює перевизначення виділених для прийнятих вхідних запитів обсягів системних ресурсів. Керованим параметром у створеній системі є прийняття або відхилення нових вхідних запитів її front-end інтерфейсом. При цьому досліджуються два сценарії, які відрізняються врахуванням того, як синхронно чи асинхронно надходять до front-end інтерфейсу сервісні сигнали, отримання яких інформує про повне або часткове перевизначення обсягів системних ресурсів, задіяних для підтримки активних персоніфікованих сеансів інфокомунікаційної взаємодії. Запропоновані математичні моделі розвитку таких функціональних сценаріїв дозволяють розрахувати ймовірність відхилення нового вхідного запиту та відсоток зайнятих системних ресурсів в умовах синхронної чи асинхронної зміни просторового розташування кінцевих пристроїв відносно базової станції. Дослідження запропонованого математичного апарату показало, що значення показників з визначеної метрики в ситуації реалізації другого сценарію, який характеризує синхронне переміщення кінцевих пристроїв ІоТ відносно базової станції, не залежить від інтенсивності вхідного потоку сервісних сигналів. Дослідження впливу виду закону розподілу стохастичного характеристичного параметра надходження нового вхідного запиту на значення показників з визначеної метрики виявило об’єктивну потребу у встановленні регламенту щодо значення бажаного обсягу системних ресурсів у нових вхідних запитах.

The article presents mathematical models of the development of the infocommunication process that takes place in a wireless centralized network cluster. Many end mobile devices are involved in the research process, which are the subjects of information interaction with the base station. The later serves the information needs of the subjects in the selected pro-cesses in their own information environment. This background allows us to consider the studied process as a Markov queu-ing system with a flow of new incoming requests with needs for the desired amount of system resources and a flow of ser-vice signals, the receipt of which initiates redefinition of allocated for received incoming requests volumes of system re-sources. A controlled parameter in the created system is the acceptance or rejection of new incoming requests by its front-end interface. In this case, two scenarios are investigated, which differ in that synchronously or asynchronously received to the front-end interface service signals, the receipt of which marks a complete or partial redefinition of system resources involved in supporting active personalized sessions of infocommunication interaction. The proposed mathematical models for the development of such functional scenarios allow to calculate the probability of rejection of a new input request and the percentage of occupied system resources in terms of synchronous or asynchronous change of the spatial location of termi-nal devices relative to the base station. The study of the proposed mathematical apparatus showed that the value of indicators from a certain metric in the situa-tion of the second scenario, which characterizes the synchronous movement of IoT end devices relative to the base station, does not depend on the intensity of the input stream of service signals. The study of the influence of the type of distribution law of the stochastic characteristic parameter of a new input request on the values of indicators from a certain metric revealed an objective need to establish regulations on the value of the desired amount of system resources in new input requests.