Оценка эффективности случайного множественного доступа к среде типа ALOHA при голосовых соединениях, передаче служебных команд, текстовых сообщений и мультимедийных файлов в условиях деструктивных воздействий

Assessing the security of digital radio networks in destructive impact conditions is an important task. However, such an assessment for random multiple access to the ALOHA-type environment in digital radio networks was not carried out. The paper presents an analytical model of random multiple access for the environment of digital radio networks of the ALOHA type in destructive impact conditions. In this model, acomplex measure, including the probability of a successful voice connection, the transfer of a service command, a text message or a multimedia file, the degree of filling and the degree of overflow of digital radio network data packets, serves as the resultant indicator for evaluating the effectiveness of random multiple media access. The new complex indicator of the probability of a successful voice connection, the transfer of a service command, a text message or a multimedia file takes into account the known probabilities of successful delivery of data packets, creation of a collision and a free channel, as well as new average transmission times for a sequence of data packets and a collision formed during such transmission. New indicators are the degree of filling and the degree of overflow of digital radio communications network data packets. They determine in saturated and supersaturated data networks of such a network how close (far) to maximum is the probability value of a successful voice connection, transmission of a service command, test message or multimedia file. The model takes into account the potential destructive effects of the attacker by refining the analytical expressions for the known probabilistic and new temporal characteristics. First, a quantitative relationship between the probability of a successful voice connection, the transfer of a service command, a text message or a multimedia file and the average duration of a data channel collisions is established./ Secondly, for guaranteed disabling a digital radio network with random multiple access to the medium ALOHA type attacker must constantly carry out a destructive impact. The results are applied in design of digital radio communications networks operating under destructive impacts, as well as in development of automatic systems for optimizing the operation of digital radio communications networks and protecting them from such impacts.Оценка защищенности сетей цифровой радиосвязи при деструктивных воздействиях злоумышленника является важной задачей. Однако для случайного множественного доступа к среде типа ALOHA в сетях цифровой радиосвязи такая оценка не проводилась. В работе представлена аналитическая модель случайного множественного доступа к среде типа ALOHA в условиях деструктивных воздействий. В этой модели в качестве результирующего показателя оценки эффективности случайного доступа выступает обобщенный показатель, включающий вероятность успешного голосового соединения, передачи служебной команды, тестового сообщения или мультимедийного файла, степень наполнения и степень переполнения пакетами данных сети цифровой радиосвязи. Новый комплексный показатель — вероятность успешного голосового соединения, передачи служебной команды, тестового сообщения или мультимедийного файла — учитывает известные вероятности успешной доставки пакета данных, создания коллизии и свободного канала, а также новые средние времена передачи последовательности пакетов данных и коллизии, образованной при такой передаче. Новые показатели – степень наполнения и степень переполнения пакетами данных в сети цифровой радиосвязи определяют, насколько близко (далеко) от максимума находится значение комплексного показателя. Модель учитывает потенциально возможные деструктивные воздействия со стороны злоумышленника путем уточнения аналитических выражений для известных вероятностных и новых временных характеристик. Установлено, во-первых, количественная взаимосвязь между вероятностью успешного голосового соединения, передачи служебной команды, тестового сообщения или мультимедийного файла и средней длительностью коллизии в канале передачи данных, а, во-вторых, для гарантированного вывода из строя сети цифровой радиосвязи со случайным множественным доступом к среде типа ALOHA злоумышленник должен постоянно осуществлять деструктивное воздействие. Результаты работы применимы в области проектирования сетей цифровой радиосвязи, функционирующих в условиях деструктивных воздействий, а также при разработке автоматических систем оптимизации работы сетей цифровой радиосвязи и их защиты от таких воздействий

Оценка эффективности случайного множественного доступа к среде типа ALOHA при голосовых соединениях, передаче служебных команд, текстовых сообщений и мультимедийных файлов в условиях деструктивных воздействий

Оценка защищенности сетей цифровой радиосвязи при деструктивных воздействиях злоумышленника является важной задачей. Однако для случайного множественного доступа к среде типа ALOHA в сетях цифровой радиосвязи такая оценка не проводилась. В работе представлена аналитическая модель случайного множественного доступа к среде типа ALOHA в условиях деструктивных воздействий. В этой модели в качестве результирующего показателя оценки эффективности случайного доступа выступает обобщенный показатель, включающий вероятность успешного голосового соединения, передачи служебной команды, тестового сообщения или мультимедийного файла, степень наполнения и степень переполнения пакетами данных сети цифровой радиосвязи. Новый комплексный показатель — вероятность успешного голосового соединения, передачи служебной команды, тестового сообщения или мультимедийного файла — учитывает известные вероятности успешной доставки пакета данных, создания коллизии и свободного канала, а также новые средние времена передачи последовательности пакетов данных и коллизии, образованной при такой передаче. Новые показатели – степень наполнения и степень переполнения пакетами данных в сети цифровой радиосвязи определяют, насколько близко (далеко) от максимума находится значение комплексного показателя. Модель учитывает потенциально возможные деструктивные воздействия со стороны злоумышленника путем уточнения аналитических выражений для известных вероятностных и новых временных характеристик. Установлено, во-первых, количественная взаимосвязь между вероятностью успешного голосового соединения, передачи служебной команды, тестового сообщения или мультимедийного файла и средней длительностью коллизии в канале передачи данных, а, во-вторых, для гарантированного вывода из строя сети цифровой радиосвязи со случайным множественным доступом к среде типа ALOHA злоумышленник должен постоянно осуществлять деструктивное воздействие. Результаты работы применимы в области проектирования сетей цифровой радиосвязи, функционирующих в условиях деструктивных воздействий, а также при разработке автоматических систем оптимизации работы сетей цифровой радиосвязи и их защиты от таких воздействий

Uplink Performance Evaluation of Packet Combining ARQ for MPR Prefix-Assisted DS-CDMA

Prefix-assisted direct-sequence code-division multiple access (DS-CDMA) is a viable transmission technique for high-data-rate wireless broadband systems, capable of coping with highly dispersive channels at the uplink. Packet combining (PC) ARQ with an iterative block decision feedback equalization (IB-DFE) technique can be used to cope with errors. However, extracting the IB-DFE's packet error rate (PER) for MAC-layer simulations can be time consuming. Most works that model the DS-CDMA behavior with PC ARQ use simplified asymptotic PER models in the study of the system performance, which are not precise for low signal-to-noise ratios and for a low number of mobile terminals (MTs). In this paper, the MAC performance is modeled using a discrete-time Markov chain that relies on a PER model. As an example, this paper describes a PER analytical model for an uncoded prefix-assisted DS-CDMA system with PC ARQ that considers the following inputs: the number of MTs accessing the channel, the MTs' number of transmissions, and the channel realizations for a given bit energy over noise ratio. The results show that the model portrays with better accuracy the simulations' results, compared with an alternative asymptotic model