Главная » 2014 » Август » 20 » Скачать Разработка и исследование моделей и методов анализа терминального трафика в современных сетях связи. Порязов, Стоян Атанасович бесплатно
06:48
Скачать Разработка и исследование моделей и методов анализа терминального трафика в современных сетях связи. Порязов, Стоян Атанасович бесплатно
Разработка и исследование моделей и методов анализа терминального трафика в современных сетях связи
Диссертация
Автор: Порязов, Стоян Атанасович
Название: Разработка и исследование моделей и методов анализа терминального трафика в современных сетях связи
Справка: Порязов, Стоян Атанасович. Разработка и исследование моделей и методов анализа терминального трафика в современных сетях связи : диссертация кандидата технических наук : 05.13.17, 05.12.13 - Москва, 2003 - Количество страниц: 170 с. ил Москва, 2003 170 c. :
Объем: 170 стр.
Информация: Москва, 2003
Содержание:
Глава 1 Общая постановка задачи
11 Исследуемая система
12 Общая формулировка задачи
13 Выводы
Глава 2 Концептуальные модели
21 Общие сведения
22 Основные принципы
23 Нормальные виртуальные устройства
24 Фазы обслуживания
25 Этапы обслуживания
26 Подсистемы полной модели
27 Категории и группы
28 Элементы и множества Индексы
29 Составление имен виртуальных устройств
210 Составление имен параметров виртуальных устройств
211 Примеры составление имен
212 Способы сочетания виртуальных устройств
213 Способы представления внутренней структуры модели
214 Переход от "нормальной модели" к "пай-модели" и наоборот
215 Правила нормализации
216 Выводы
Глава 3 Аналитические модели
31 Общие сведения
32 Системы связи с гомогенными терминалами без блокировки, ожидания и повторных вызовов
33 Определение вероятности нахождения вызываемого терминала занятым
34 Определение эффективности системы связи
35 Численные эксперименты
36 Выводы
Глава 4 Системы с обобщенным входящим потоком
41 Общие сведения
42 Обобщенный входящий поток
43 Приближенные модели систем связи с обобщенным входящим потоком и повторными попытками
431 Структура рассматриваемой системы связи ПО
432 Аналитические результаты
433 Численные методы и результаты
44 Модель полного терминального трафика
45 Модели систем связи с обобщенным входящим потоком, повторными попытками и ограниченным числом соединительных линий
451 Структура рассматриваемой системы связи
452 Аналитические результаты
453 Численные результаты и их анализ
46 Выводы
Введение:
Цель диссертации. Целью диссертации является определение основных зависимостей в моделях распределения информации с возможно более полным учетом факторов, связанных с поведением потребителей.В работе рассмотрены системы связи с коммутацией (виртуальных) каналов на примере телефонной сети. Такие системы имеют большое значение как сети доступа к поставщикам Интернет - услуг и обычным телефонным услугам [91]. Принцип коммутации (виртуальных) каналов является базовым и в перспективных системах, таких как ISDN, В ISDN и G S M (на уровне базовой станции).В работе не решается задача моделирования транзитного и внутреннего трафика (например, сигнализации) в системе. Внутренний трафик является вторичным по отношению к терминальному трафику и обычно не наблюдаем непосредственно со стороны потребителей.Таким образом, целью диссертации является: 1. Рассмотрение телекоммуникационной системы в целом; 2. Возможно более полное определение терминального трафика в системах связи с коммутацией (виртуальньгх) каналов как функции от: • факторов, связанных с поведением потребителей; • технических характеристик систем связи.Актуальность и состояние исследований. Поведение потребителей значительно влияет на качество обслуживания в системах связи. Кроме повторных попыток, отсутствие потребителей и ошибки набора номера могут вызывать большие отери вызовов, величина которых может существенно изменяться. Например, в Швеции в 1940 году отсутствовали 3% потребителей, а в 1978 - 40%; потери от ошибки в наборе увелчились с 10-12% в 1940 до 2530% в 1978 [37]. Мы наблюдали потери вследствие неответа до 60% [38].Наблюдаемые потери вызовов из-за занятости вызываемого терминала меняются с 10-20% [49] до 20-30% [18].По сравнению с нормой технических потерь - 1% при нормальной нагрузке и 7% при высокой нагрузке [60] потери вследствие поведения потребителей намного выше. Уровни нормальной и высокой нагрузки определены в [57].Поведение потребителей становится еще более важным для эффективности систем связи с увеличением передачи данных через телефонные сети (в основном как система доступа к Интернет сети) [78], [55].Все это определяет необходимость изучения моделей телетрафика, учитывающих поведение потребителей. Еще Мархай [20] заметил необходимость учета числа занятых вызывающих и вызываемых терминалов.Бенеш [4] приравнивал числа вызывающих и вызываемых терминалов и говорил о "парах вход-выход".В доступной литературе есть значительное число работ, где моделируются состояния терминальной линии и поведения абонента, например: [9], [15], [76], [35], [7], [8], [11], [12], [90], [51], [52], [73], [54].В книге [72] нет словосочетания "терминальный (потребительский) (теле)трафик" и этот вопрос не рассматривается.В Интернете тоже не найдены выражения, связанные с теорией терминального телетрафика, но есть более 600 документов о терминальном трафике - преимущественно результаты измерения и контроля доступа в сетях передачи данных. Не найдены и документы по теории потребительского трафика, но выражение "user traffic" находится в 22 300 документах, а "subscriber traffic" - в 2 360 документах. В доступных источниках не найдены работы, где рассматривается телекоммуникационная система в целом, а трафик терминалов А и В является функцией от интенсивности поступающего потока, поведения потребителей и технических характеристик систем связи.Исключения составляют публикации Тодорова, Робевой и автора. Робева использова метод вложенных полумарковских цепей и провела сравнение с аналогичными результатами,полученными методом имитационного моделирования для случая, описанного в [94].Остановимся коротко на трех причинах этого: недостаточная система обозначений; неподходящий математический метод микросостояний; отсутствие достаточных и подходящих данных измерений в реальных системах.Попытки продвинуться в преодолении этих причин выделены как подзадачи диссертации.Основные положения, выносимые на защиту. Метод моделирования терминального телетрафика в системах связи с коммутацией каналов.Особенностями этого метода являются: 1. Рассмотрение телекоммуникационной системы в целом; 2. Определение терминального телетрафика в системах связи с коммутацией (виртуальных) каналов как функции от факторов, связанных с поведением потребителей и техническими характеристиками систем связи.Метод содержит: 1. Метод концептуального моделирования; 2. Метод аналитического моделирования.Особенностями предлагаемого метода концептуального моделирования являются: 1. Возможность представления системы в целом. Модель изучаемой системы может содержать несколько уровней вложения; 2. Рассмотрение заявок, принадлежащих двум видам: концентрированные и распределенные; 3. Модель изучаемой системы состоит из базовых виртуальных устройств, имеющих один вход и один выход; 4. Виртуальные устройства рассматриваются составленными из базовых устройств при помощи четырех сочетаний: последовательное и параллельное соединение, отраничивающее и обобщающее вложение.5. Расширяется понятие о "фазе обслуживания". Каждая фаза обслуживания рассматривается как имеющая один вход и охватывающая до четырех ветвей обслуживания. Каждая ветвь на каждой фазе обслуживания имеет от одного до четырех выходов; 6. Предлагается уточненное понятие "этап обслуживания". Каждый этап имеет один вход и может иметь от одной до четырех фаз обслуживания; 7. Расширенные определения и наименования двух известных способов представления внутренней структуры моделей систем связи - пай-модель и нормальная модель. Рассмотрены возможности перехода от одного способа представления к другому 8. Система буквенных обозначений всех виртуальных устройств в модели.Система позволяет участвовать в одном математическом выражении параметрам виртуальных устройств для всех уровней рассмотрения модели.Обозначения можно употреблять почти одинаково в аналитических выражениях и в компьютерных программах 9. Графические представления виртуальных устройств для использования в блок-схемах.Особенностями предлагаемого метода аналитического моделирования являются: 1. Возможность исследования системы в целом. Возможна детализация рассмотрения вплоть до базового виртуального устройства.Используется представление изучаемой системы методом концептуального моделирования; 2. Раздельное рассмотрение вызывающих и вызываемых терминалов; 3. Метод не чувствителен к распределению интенсивности поступающего потока, если поток стационарен и ординарен; 4. Вызовы всегда обслуживаются, так как при всех потерях потребителю необходимо время для распознавания отказа; 5. Метод не чувствителен к распределениям длительности фаз обслуживания, за исключением случая с повторными вызовами, когда используемая модель является приближенной; 6. Длительность обслуживания вызовов является выходной переменной модели. Это приводит к более адекватному моделированию, так как длительность обслуживания является функцией интенсивности поступающего потока; 7. Время измеряется в астрономических единицах (секунды) а не в единицах, равных средней продолжительности занятия; 8. Отсутствует необходимость рассмотрения микросостояний системы; 9. Выходные величины имеют только средние значения. Это является следствием того, что в модели включены все фазы обслуживания, а работать аналитически с большим числом не экспоненциальных распределений случайных величин еще практически невозможно; 10. Метод концептуально и математически несложен, как показал опыт преподавания в бакалаврских и магистерских программах.Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих форумах: ежегодные сессии Института математики и информатики Болгарской академии наук; конференции Союза болгарских математиков; национальные конференции с международным участием "Телеком" и международные конференции в Болгарии; заседаниях семинара лаборатории 5 ИППИ РАН; семинаре кафедры "Теория вероятностей и математическая статистика" МГУ, Всесоюзных научных сессиях, посвященных Дню радио; Международных семинарах по теории телетрафика и компьютерному моделированию: (МСТТКМ1(София,1988), МСТТКМ-2 (Москва, 1989), МСТТКМ-3 (София, 1990), МСТТКМ-4 (Москва, 1992)); Международных конгрессах но телетрафику и др.Список наиболее важных докладов дополняет список публикаций.Основные результаты диссертации получены, докладывались, обсуждались и получили положительную оценку во время работы по исследовательским проектам, финансирование которых осуществлялось Национальным фондом научных исследований (Болгарской АН, Российской АН) и Европейским союзом: 1987-1991 "Новые методы, средства и модели для определения основных зависимостей в системах связи с коммутацией каналов", проект финансировался НФНИ по контракту №И-213/87, руководитель П.М. Тодоров; 1988-1991 "Рабочее место для исследователя сложных коммутационных систем связи", проект совместных исследований между ИППИ РАН и ИМИ БАН, руководители А. Д. Харкевич и П. М. Тодоров; 19921995 "Основные зависимости в новых системах связи с интегрированными услугами", проект финансировался НФНИ по контракту №И-211/92, руководитель П.М. Тодоров; 1992-1997 «Динамика взаимосвязи человеческого фактора и технических характеристик систем связи», проект совместных исследований между ИППИ РАН и ИМИ БАН, руководители А. Д. Харкевич, Степанов и А. Порязов.Предлагаемый метод моделирования терминального трафика использован в учебных курсах "Телекоммуникации и телеинформатика" и "Телекоммуникации и компьютерные сети" для студентов бакалаврских и магистерских программ в Софийском университете, Бургаском свободном университете и в дипломных работах выпускников Технического университета в Софии.Математические обозначения описаны в главе 2.Большинство доказываемых утверждений, независимо от их важности или трудности доказательства, названы предложениями, а указания об их значимости иногда даются дополнительно. Каждая глава диссертации имеет свою отдельную нумерацию допущений, предложений, формул и рисунков. В рамках одной и той же главы предложения цитируются при помощи своих номеров без указания главы.
