从系列:理解离散事件仿真
威尔·坎贝尔,MathWorks公司
学习使用离散事件仿真在这个MATLAB来评估数字通信系统的性能的基础知识®技术讲座由威尔·坎贝尔。视频探讨了如何使用离散事件仿真回答有关数字通信系统的问题,而不必构建和测试一个真正的网络。这些问题可能包括是否有足够的带宽,无论你是使用正确的协议,或者是否可以改善结构。视频探讨了不同类型的通信协议,你可以模拟。
在这个环节中,我们将研究如何离散事件仿真可以用来评估数字通信系统的性能。随着电子变得更加互联,工程师们越来越关注跨网络的数据传输。And whether you’re a cable service provider or avionics designer, you want answers to similar questions…things like, “Do I have the bandwidth required to support my network traffic?,” “Is my software protocol the best for my system architecture” or, “What will happen to communication performance if I add, remove, or replace components in my system?”
离散事件模拟是回答这类问题的好方法,而不必构建和测试真实的网络,因为模型的标准元素可以很容易地映射到通信系统。您可以将数据包建模为实体,这些实体由设备创建,通过通信媒介传输,并由另一端的设备接收。数据传输的通道可以被建模为一个服务器,根据数据包的大小、设备之间的距离和通信协议,数据包在其中驻留一段规定的时间。
现在,如果你正在制作中,双方可以同时发送和接收信息的双向通信,然后第二个途径是必要的。该示意图捕获全双工通信的行为,这意味着双方可以同时发送和接收数据包。在此设置中,有有点像一个双向的信号之间没有干扰。
带宽限制倾向于是半双工通信系统,这意味着通信只能在任何给定的时间去一个方向更大。该方案更像是一个车道桥梁,支持业务持续两个方向。万博1manbetx而且,正如汽车可以备份在桥的两侧,所以也能堆流量在网络上。正因为如此,通信系统几乎总是包括防止撞到彼此保存信息,直到它安全地传输数据包数据缓冲区。这种行为可以在离散事件仿真队列进行建模。
但是系统需要识别正在使用的通道,以便各方知道何时发送,何时缓冲。这个挑战被称为媒体访问控制,每个通信协议的MAC策略都略有不同。无论采用何种特定逻辑,离散事件模拟都将通过交换机管理的一系列循环和死角捕获这类包路由。
进一步细化,我们可以捕获早期以太网系统的行为。在该技术中,每个站都通过支持半双工通信的共享电缆连接。万博1manbetx基站依靠CSMA,载波感应多路接入,检测信道可用性。如果一个电台想要发送数据,而且它看起来是免费的频道,传输将开始。只要没有检测到数据冲突,更多的比特将被发送,直到整个消息被传输。不过,在发生冲突的情况下,以太网协议规定发送方要等待通道释放,然后重试。等待或回退时间是随机的,以避免两个站点反复冲突。
希望传输能在这之后工作,但如果电台继续遇到问题,它最终会放弃并宣布故障。而这正是你想在通信网络的离散事件模拟中发现的东西。您不是购买所有硬件并期望得到最好的结果,而是对网络进行建模以提前识别问题。然后重新设计模型以减轻问题,尝试减少通信量、改变网络结构或改变通信协议等。与在硬件上解决这个问题相比,在模型上解决这个问题的速度更快,成本也更低。通过在模拟中迭代我们的设计,我们可以根据我们选择的任何基准来优化性能。
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