Optymalizacja między warstwami

Optymalizacja między warstwami jest ucieczką od czystej kaskadowej koncepcji modelu komunikacji OSI z praktycznie ścisłymi granicami między warstwami. Podejście międzywarstwowe przenosi informacje zwrotne dynamicznie przez granice warstw, aby umożliwić kompensację przeciążenia, opóźnienia lub innego niedopasowania wymagań i zasobów przez dowolne wejście sterujące do innej warstwy, ale ta warstwa ma bezpośredni wpływ na wykryty defekt. ^{[ wymagane wyjaśnienie ]}

Ścisłe granice między warstwami są wymuszane w oryginalnym modelu sieciowym OSI, w którym dane są przechowywane ściśle w obrębie danej warstwy. Optymalizacja między warstwami usuwa takie ścisłe granice, aby umożliwić komunikację między warstwami, umożliwiając jednej warstwie dostęp do danych innej warstwy w celu wymiany informacji i umożliwienia interakcji. Na przykład znajomość aktualnego stanu fizycznego pomoże schematowi alokacji kanałów lub strategii automatycznego żądania powtórzenia (ARQ) w warstwie MAC w optymalizacji kompromisów i osiągnięciu maksymalizacji przepustowości. ^{[ wymagane wyjaśnienie ]}

Szczególnie w przypadku trasowania informacji przy jednoczesnym zapotrzebowaniu na ograniczoną przepustowość kanałów może zaistnieć potrzeba opracowania koncepcji interwencji równoważącej np. potrzeby zrozumiałej transmisji mowy i odpowiednio dynamicznej komendy sterującej. Jakakolwiek stała alokacja zasobów doprowadzi do niedopasowania w specjalnych warunkach operacji. ^{[ wymagane wyjaśnienie ]} Każda wysoce dynamiczna zmiana przydziału zasobów może wpłynąć na zrozumiałość głosu lub stabilność wideo. Jednak, podobnie jak w przypadku innych strategii optymalizacyjnych, algorytm również pochłania czas.

Zasady

Istnieją zasady, których musi przestrzegać projekt wielowarstwowy:

Interakcje i prawo niezamierzonych konsekwencji
Wykres zależności
Separacja i stabilność skali czasu
Chaos nieokiełznanego projektowania wielowarstwowego

W przeciwieństwie do tradycyjnego podejścia do projektowania architektonicznego, w którym projektanci mogą skupić się na pojedynczym problemie, nie martwiąc się o resztę stosu protokołów, należy uważać, aby nie dopuścić do niezamierzonego wpływu na inne części systemu. Wykresy zależności są pomocne w przypadku pętli adaptacyjnych, które występują przy projektowaniu wielowarstwowym.

Aplikacje

Można zastosować optymalizację międzywarstwową

dostosowanie
planowanie
alokacja zasobów
regulacja mocy
kontrola zatorów
routing wieloprzeskokowy

Jego zalety to wysoka adaptacyjność w bezprzewodowej sieci czujników i większa przestrzeń optymalizacyjna.

Dostosowanie jakości obsługi

Optymalizacja międzywarstwowa przyczyni się do poprawy jakości usług w różnych warunkach operacyjnych. Takie adaptacyjne zarządzanie jakością usług jest obecnie przedmiotem różnych zgłoszeń patentowych, jak np. Międzywarstwowy mechanizm kontroli zapewnia sprzężenie zwrotne na równoczesnych informacjach o jakości dla adaptacyjnego ustawienia parametrów kontrolnych. Obowiązuje schemat kontroli

obserwowane parametry jakościowe
rozumowanie oparte na logice rozmytej dotyczące stosowania odpowiedniej strategii sterowania
statystycznie obliczone wejście sterujące do ustawień parametrów i przełączników trybu

Dostosowanie do efektywnego gospodarowania zasobami między warstwami

Aspekt jakości nie jest jedynym podejściem do dostosowania strategii optymalizacji międzywarstwowej. Kontrola dostosowana do dostępności ograniczonych zasobów jest pierwszym obowiązkowym krokiem do osiągnięcia przynajmniej minimalnego poziomu jakości. Odpowiednie badania zostały przeprowadzone i będą kontynuowane.

Dostosowanie harmonogramu MAC w oparciu o parametry PHY

Systemy komunikacyjne, które muszą działać w mediach z niestacjonarnym szumem tła i zakłóceniami, mogą skorzystać na ścisłej koordynacji między warstwą MAC (która jest odpowiedzialna za planowanie transmisji) a warstwą PHY (która zarządza rzeczywistą transmisją i odbiorem danych przez media )

W niektórych kanałach komunikacyjnych (na przykład w liniach elektroenergetycznych) szum i zakłócenia mogą być niestacjonarne i zmieniać się synchronicznie z cyklem prądu przemiennego o częstotliwości 50 lub 60 Hz . W takich scenariuszach ogólną wydajność systemu można poprawić, jeśli MAC może uzyskać informacje z PHY dotyczące tego, kiedy i jak zmienia się poziom hałasu i zakłóceń, tak aby MAC mógł zaplanować transmisję w okresach, w których hałas i zakłócenia poziomy są niższe.

Przykładem systemu komunikacyjnego, który umożliwia tego rodzaju optymalizację między warstwami, jest standard ITU-T G.hn , który zapewnia szybką sieć lokalną za pośrednictwem istniejącego domowego okablowania (linie energetyczne, linie telefoniczne i kable koncentryczne).

Kwestie

Niektóre problemy mogą pojawić się przy wielowarstwowym projektowaniu i optymalizacji poprzez tworzenie niepożądanych efektów, jak wyjaśniono w. Wielowarstwowe rozwiązania projektowe, które umożliwiają zoptymalizowane działanie urządzeń mobilnych w nowoczesnym, heterogenicznym środowisku bezprzewodowym, zostały opisane w, gdzie dodatkowo opisano główne otwarte wyzwania techniczne w wskazano obszar badań nad projektowaniem międzywarstwowym.

Zobacz też