การพัฒนาเทคนิคการจองช่องสัญญาณสำหรับโพรโทคอลควบคุมการเข้าถึงตัวกลางในระบบที่มีเวลาประวิงสัมพัทธ์ยาว

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการพัฒนาเทคนิคการจองช่องสัญญาณแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพและเหมาะสมสำหรับระบบสื่อสารที่มีเวลาประวิงสัมพัทธ์ยาว ซึ่งเป็นสภาวะที่ผู้ใช้บริการมีโอกาสในการเข้าจองช่องสัญญาณได้ เพียงหนึ่งครั้งต่อเฟรม โดยเทคนิคที่นำเสนอสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทตามความสามารถในการทำงานของระบบ ได้แก่ เทคนิคการจองช่องสัญญาณที่ไม่มีการกำหนดลำดับความสำคัญในการเข้าจองช่องสัญญาณและเทคนิคการจองที่สามารถกำหนดลำดับความสำคัญในการเข้าจองช่องสัญญาณให้กับผู้ใช้บริการ ทั้งนี้การประเมินสมรรถนะของเทคนิคที่พัฒนาขึ้นทั้งหมดจะอาศัยการวิเคราะห์เชิงคณิตศาสตร์เป็นหลัก สำหรับเนื้อหาในส่วนแรกกล่าวถึงเทคนิคการจองช่องสัญญาณแบบ Cascade Fixed Probability (CFP) และ Random Slot Selection (RSS) ที่ไม่มีการกำหนดลำดับความสำคัญในการเข้าจองช่องสัญญาณ เทคนิคการจองแบบ CFP นั้นได้รับการพัฒนาขึ้นโดยอาศัยแนวคิดจากระบบที่มีเวลาประวิงสัมพัทธ์ตํ่า ซึ่งการเข้าจองของผู้ใช้บริการในแต่ละเฟรมจะต้องพิจารณาช่องการจองทีละช่อง เรียงลำดับจากต้นเฟรมไปยังท้ายเฟรม และจากการทำงานในลักษณะนี้จึงทำให้ช่องสัญญาณจองต้นเฟรมมีโอกาสรองรับปริมาณโหลดสูงกว่าช่องสัญญาณจองท้ายเฟรม ส่งผลให้ระบบไม่สามารถใช้งานช่องสัญญาณจองทุกช่องได้อย่างเท่าเทียมกัน ดังนั้นเพื่อแก้ไขข้อจำกัดดังกล่าววิทยานิพนธ์นี้จึงเสนอเทคนิคการจองช่องสัญญาณแบบ RSS ขึ้นสองวิธี คือ Uniform (UNI) และ Uniform + Limited Access (UNI + LA) ซึ่งจากผลการทดสอบสมรรถนะพบว่าวิธีการทั้งสองนี้สามารถกระจายการใช้งานช่องการจองให้ สมํ่าเสมอเท่าเทียมกันตลอดทุกช่อง และทำให้สมรรถนะโดยรวมของระบบสูงกว่าเทคนิคการจองช่องสัญญาณแบบ CFP สำหรับเนื้อหาในส่วนที่สอง เป็นการพัฒนาและประยุกต์เทคนิคการจองช่องสัญญาณแบบ RSS ให้สามารถรองรับระบบที่มีทราฟฟิกหรือรูปแบบการให้บริการมากกว่าหนึ่งประเภท เช่น ระบบสื่อสารมัลติมีเดีย ในระบบโครง ข่ายเหล่านี้ การกำหนดลำดับความสำคัญในการเข้าจองช่องสัญญาณที่แตกต่างกันจะเป็นประโยชน์สำหรับการรับประกันคุณภาพการบริการตามที่ผู้ใช้ บริการต้องการ โดยเทคนิคการกำหนดลำดับความสำคัญในการเข้าจองช่อง สัญญาณที่นำเสนอ แบ่งออกเป็น 4 วิธีคือเทคนิคการจองช่องสัญญาณแบบ Uniform + Divided Slot (UNI+DS) Uniform - Multiple Limited Access (UNI+MLA), Uniform + Divided Slot + Multiple Limited Access (UNI + DS-MLA) และ Partial Uniform + Multiple Limited Access (Partial UNI+MLA) เทคนิคการจองช่องสัญญาณแบบ UNI + DS มีกลไกการทำงานที่เรียบง่าย ไม่ซับซ้อน หากแต่โดยทั่วไประบบมักจะไม่สามารถควบคุม ลำดับความสำคัญ ให้สอดคล้องกับความต้องการ ในขณะที่เทคนิคการจองช่องสัญญาณแบบ UNI+MLA และ UNI + DS + MLA และ Partial UNI + MLA นั้น ระบบจะสามารถควบคุมและกำหนดลำดับความสำคัญได้อย่างละเอียดตรงตามความต้องการได้เสมอ อย่างไรก็ดีการปรับค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ ของระบบจะมีความซับซ้อนกว่า สำหรับสมรรถนะเปรียบเทียบกันระหว่างเทคนิคทั้งสามนั้นขึ้นกับรูปแบบและความต้องการของระบบ อย่างไรก็ดีสมรรถนะของเทคนิคที่นำเสนอนั้นจะสูงกว่าเทคนิคที่นำเสนอในอดีตทั้งในแง่ของค่าวิสัยสามารถและการรับประกันคุณภาพของการให้บริการ