时隙 ALOHA 概率和效率

网络工程 苹果电脑
2022-02-21 03:46:02

鉴于:

在时隙 ALOHA 网络中有两个活动节点 A 和 B。

节点 A 在每个时隙中以概率a进行传输,而节点 B 以概率b进行传输。

第一个插槽编号为插槽 1,第二个插槽编号为插槽 2,以此类推。

节点 A 在 Slot 6 中第一次成功的概率是多少?系统效率如何?

我的推理/解决方案(这是不正确的):

  1. 对于节点 A 在插槽 6 中第一次成功,这意味着我需要计算概率(节点 A 在插槽 6 中第一次成功)= Pr(节点 A 在插槽 1、2、3、4、5 中失败) * Pr(节点 A 在插槽 6 中成功) = (1-a)(1-a)(1-a)(1-a)(1-a)a 但是这似乎是错误的,我是否需要考虑在这种情况下在节点 B 中?如果我需要考虑节点 B,IP 将需要计算: Pr(节点 A 在插槽 1-5 中失败,节点 B 在插槽 1-5 中可以成功或失败)* Pr(节点 A 在插槽 6 中成功但节点 B 失败)?如果是这样,我该如何计算?这个问题有点难过。

  2. 系统的效率可以通过某个节点在一个槽中成功的概率来计算吗?当两个节点的概率不同时,我该如何计算?我只被教导如何计算它们是否具有相同的概率。

2个回答

鉴于正确答案和@Zac67 的答案中所写的内容,我将其解释如下。

X 的概率:= A 的第一个数据包仅在时隙 6 中成功传输

P (X) = P ( [X1 := 在时隙 1-5 中没有传输 A 的数据包] 和 [X2 := 在时隙 6 中传输 A 的数据包]) = /两个事件是独立的/ P (X1) * P(X2) = /所有 5 个时隙都是独立的/ P (X3 := 在一个时隙中没有 A 的数据包传输)^5 * P(X2)

P (X3) = P ([A 不传输] 或 [A 传输,但有冲突]) = P ([A 不传输]) + P([A 传输,但有冲突]) = (1-a) + (ab)

P (X2) = P ([A 发送但 B 不发送]) = P (A 发送) * P (B 不发送) = a * (1-b)。

因此 P(X) = (1 - a + ab)^5 * a (1 - b)

效率

如果我们将效率定义为在一个时隙中成功传输的概率,那么

P([成功传输])= P([A或B只有一个传输])= P([A传输但B不传输]或[B传输但A不传输])= /*事件互斥*/ P( [A 传输但 B 不传输]) + P([B 传输但 A 不传输]) = a ( 1 - b) + b (1 - a) = a + b - 2ab。

我不确定如何为超过 2 个系统生成(单词)这个公式。

对于任何时隙,传输尝试的概率是a + b如果没有冲突,则传输成功。冲突的概率 - 两个节点同时传输 - 是a * b

节点 A 在 Slot 6 中第一次成功的概率是多少?

任何插槽中只有一个“第一次”。尝试使用插槽的概率是恒定的,因此插槽编号无关紧要。

[编辑] A成功的概率是传输a的概率减去碰撞的概率:a - a * b

如果您实际上需要“失败五次然后成功”变体,那就是(1 - (a - a * b)) 5 * (a - a * b)

系统效率如何?

这会询问任一节点是否成功使用了插槽,而不会导致冲突:(a - a * b) + (b - a * b) = a + b - 2 * a * b