Online služby
08.09.2020

Elektrické siete ako systém radenia. Systémy radenia. Odporúčaný zoznam dizertačných prác

Systém radenie(SMO) je objekt, v ktorom sa vykonáva postupnosť operácií. Systém môže vykonávať konečný počet operácií rôznych typov. Prvok systému, v ktorom prebiehajú operácie, sa nazýva obslužné zariadenie. Fyzická a algoritmická podstata operácií sa ignoruje.

Operácie sa vykonávajú na zariadeniach na požiadanie. Aplikácie môžu byť externé (zahrnuté do systému zvonku) a interné (vznikajúce na konci operácie). V QS sa môžu objaviť fronty žiadostí. Front je kolekcia aplikácií, ktoré čakajú na obsluhu v čase, keď je server zaneprázdnený.

Podľa počtu obslužných zariadení sa QS delia na jednokanálové a viackanálové (obr. 2.1.).

Ryža. 2.1. a – jednokanálový QS; b – viackanálové QS

Vo viackanálovom QS môže každé zariadenie vybaviť požiadavku. Kanály môžu mať rovnaké alebo rôzne parametre služby. Pravidlá určovania trvania služby, možnosti prerušenia služby a vyhradzovania žiadostí po ukončení prerušenia alebo po obnovení chybného zariadenia sa bežne nazývajú disciplína služby.
V mnohých prípadoch môžu byť modely lietadiel reprezentované ako súbor vzájomne prepojených obslužných zariadení s frontami (systémy zaraďovania), v ktorých požiadavky s určitou pravdepodobnosťou prechádzajú z jedného zariadenia na druhé. Takáto množina systémov radenia (QS) sa nazýva čakacia sieť.Teoretický aparát radenia sa široko používa na zostavovanie výkonnostných modelov CS. Siete čakacích systémov sa často označujú ako siete čakania.

Sieť zaraďovania do frontu je určená nasledujúcim súborom parametrov:

  1. parametre zdroja požiadavky;
  2. štruktúra, ktorá určuje konfiguráciu spojení a pravdepodobnosti prenosu aplikácií medzi sieťovými uzlami;
  3. parametre sieťových uzlov (systémy radenia): disciplína služieb, počet identických obslužných zariadení (kanálov) v každom uzle, rozdelenie trvania servisných požiadaviek v každom uzle siete.

Fungovanie čakacej siete je určené kombináciou uzlových a sieťových charakteristík. Uzlové charakteristiky hodnotia fungovanie každého QS a zahŕňajú charakteristiky toku požiadaviek prichádzajúcich na vstup uzla a celý súbor charakteristík, ktoré sú vlastné QS. Výkon siete hodnotí výkon siete ako celku a zahŕňa:

  1. zaťaženie - časový priemerný počet aplikácií obsluhovaných sieťou a súčasne priemerný počet kanálov obsadených službou;
  2. počet aplikácií čakajúcich na obsluhu v sieti;
  3. počet aplikácií v sieti (v stave čakania a služby);
  4. celkový čas čakania na požiadavku v sieti;
  5. celkový čas strávený aplikáciou v sieti.

Zaraďovacie siete sú často doplnené o špeciálne uzly, ktoré rozširujú možnosti reprodukcie rôznych spôsobov organizácie fungovania lietadla. Napríklad sieťové modely zahŕňajú pamäťové uzly, ktoré simulujú činnosť úložných zariadení. Obsluha aplikácie prijatej na vstupe pamäťového uzla je zredukovaná na pridelenie požadovanej kapacity pamäte. Ak v pamäti nie je žiadna oblasť požadovanej veľkosti, entita sa umiestni do frontu a čaká na uvoľnenie pamäte poskytnutej predtým prijatým entitám. Schopnosti siete je možné rozšíriť zavedením uzlov, ktoré riadia trasy aplikácií: posielanie aplikácie súčasne niekoľkými trasami; synchronizácia pohybu aplikácií; zmena atribútov aplikácie. Siete radenia do frontu s ďalšími uzlami sa nazývajú stochastické siete.
Stochastické siete reprodukujú procesy viacstupňovej služby, keď je požiadavka obsluhovaná sekvenčným prístupom k zdrojom, vrátane viacerých. Výhodou siete je jej štrukturálna podobnosť s reálnym systémom. Zloženie uzlov a konfigurácia spojení medzi nimi zodpovedá zloženiu zariadení a poradiu ich interakcie v reálnom systéme. Vďaka tomu je proces budovania sieťových modelov značne zjednodušený a je zabezpečená adekvátnosť fungovania sietí a systémov, ktoré modelujú.

Na popis lietadla sa používajú otvorené a uzavreté stochastické siete. V otvorenej (otvorenej) sieti je intenzita vstupného toku aplikácií nastavená vonkajším prostredím bez zohľadnenia stavu siete (obr. 2.2, a). Po dokončení služby požiadavky opustia sieť.

Variáciou otvorenej siete je sériový reťazec jednokanálových alebo viackanálových QS. Takýto systém, v ktorom sú aplikácie postupne obsluhované niekoľkými QS, sa nazýva viacfázový systém.


Ryža. 2.2. Otvorené (a) a uzavreté (b) stochastické siete

V uzavretej sieti závisí intenzita prijímania požiadaviek od stavu siete: ďalšia požiadavka vstúpi do siete až po dokončení plnej obsluhy jednej z predchádzajúcich požiadaviek. Preto je v uzavretej sieti počet požiadaviek konštantný a rovný počtu, ktorý môže sieť súčasne obsluhovať. V tomto prípade môžeme hovoriť o fiktívnom zdroji aplikácií a predpokladať, že aplikácie zvonku do siete nevstupujú a aplikácie sieť neopúšťajú, ale koluje v nej konštantný počet aplikácií (obr. 12.2.).
Ak má stochastická sieť QS s dvoma alebo viacerými výstupmi, t.j. taký QS, po obslúžení ktorého sa tok požiadaviek rozvetvuje, potom sa nastavia pravidlá pre vetvenie toku. V tomto prípade sú zvyčajne uvedené pravdepodobnosti prenosu aplikácie jednou alebo druhou cestou.

Zoberme si niekoľko súkromných typov sieťových modelov používaných na reprodukciu rôznych aspektov fungovania CS.

Sieť front (QN) je sieť, ktorá obsluhuje prichádzajúce požiadavky. Údržba požiadaviek v QS je vykonávaná servisnými zariadeniami. Klasický QS obsahuje od jedného po nekonečný počet zariadení. V závislosti od toho, či je možné, aby prichádzajúce požiadavky čakali na začatie služby, sa QS delia na: systémy so stratami, v ktorých sa stratia požiadavky, ktoré v čase príchodu nenašli jediný voľný server; systémy s čakaním, v ktorých existuje jednotka s nekonečnou kapacitou na ukladanie prichádzajúcich požiadaviek, pričom v tomto prípade čakajúce požiadavky tvoria front; systémy s jednotkou s konečnou kapacitou (čakanie a obmedzenia), v ktorých dĺžka frontu nemôže prekročiť kapacitu riadiť; v tomto prípade sa reklamácia prichádzajúca do preplneného QS (nie sú voľné miesta na čakanie) stráca.

Každý QS je navrhnutý tak, aby obsluhoval (vykonával) určitý tok aplikácií (alebo požiadaviek), ktoré vstupujú do systému, väčšinou nie pravidelne, ale v náhodných časoch. Servisné požiadavky vo všeobecnosti tiež netrvajú konštantný, vopred známy, ale náhodný čas. Po obsluhe požiadavky sa kanál uvoľní a je pripravený prijať ďalšiu požiadavku. Náhodný charakter toku a čas ich obsluhy vedie k nerovnomernému pracovnému zaťaženiu QS: v určitých časových intervaloch sa môžu na vstupe QS hromadiť neobslúžené požiadavky (buď sa dostanú do fronty, alebo nechajú QS neobslúžený), zatiaľ čo pri v iných obdobiach s voľnými kanálmi na vstupe QS nebudú žiadne požiadavky, čo vedie k nedostatočnému zaťaženiu QS, t.j. na nečinné kanály.

V každom QS teda možno rozlíšiť tieto hlavné prvky:

) tok prichádzajúcich aplikácií;

) fronta;

) servisné kanály;

) odchádzajúci tok obsluhovaných požiadaviek.

Každý QS má v závislosti od svojich parametrov: charakter toku aplikácií, počet obslužných kanálov a ich výkon, ako aj pravidlá organizácie práce určitú efektivitu fungovania (kapacitu), ktorá mu umožňuje viac resp. menej úspešne zvládať tok aplikácií.

Predmetom štúdia teórie radenia sú QS.

Účelom teórie radenia je vypracovať odporúčania pre racionálnu konštrukciu QS, racionálnu organizáciu ich práce a reguláciu toku aplikácií pre zabezpečenie vysokej účinnosti QS.

Na dosiahnutie tohto cieľa sú stanovené úlohy teórie radenia, ktoré spočívajú v stanovení závislostí efektívnosti fungovania QS od jeho organizácie (parametrov): charakteru toku aplikácií, počtu kanálov a ich výkon a pravidlá QS.

Náhodný charakter toku požiadaviek a trvanie ich služby generuje náhodný proces v QS.

Definícia: Náhodný proces (alebo náhodná funkcia) je korešpondencia, v ktorej je každej hodnote argumentu (v tomto prípade momentu z časového intervalu experimentu) priradená náhodná premenná (v tomto prípade stav QS) . radenie

1. ŠTÚDIA VLASTNOSTÍ MULTIMEDIÁLNEHO VIDEO PREVÁDZKY POČAS JEHO PRENOSU PAKETOVÝMI SIEŤAMI

1.1. Hlavné typy multimediálnej prevádzky v reálnom čase.

1.2. Všeobecný prístup k popisu multimediálnej prevádzky v reálnom čase.

1.3. Parametre kvality služby pre prenos multimediálnej prevádzky v paketových dátových sieťach.

1.4. Technológie a štandardy pre kódovanie a prenos video prevádzky.

1.5. Aproximácia video prevádzky Markovovými procesmi.

2. ANALÝZA A VÝVOJ METÓD SIMULÁCIE TELEKOMUNIKAČNÝCH SYSTÉMOV PRENOSU MULTIMEDIÁLNEHO VIDEO PREVÁDZKY.

2.1. Analýza tried matematických modelov pre štúdium procesov prenosu multimediálnej video prevádzky v paketových sieťach.

2.2. Zaraďovacie siete ako modely telekomunikačných systémov.

2.2.1. Parametre čakacích sietí.

2.2.2. Charakteristika stacionárneho režimu prevádzky siete radenia.

2.3. Výpočet uzavretých heterogénnych sietí veľkých rozmerov.

2.4. Výpočet charakteristík čakacích sietí odvodený z metódy analýzy priemerov.

2.5. Výpočet uzavretých heterogénnych čakacích sietí s prioritnou službou.

3. SIMULÁCIA PROCESOV PRENOSU VIDEA DOPRAVY V

PAKETOVÉ DÁTOVÉ SIETE.

3.1. Všeobecné zásady organizovanie multimediálnych služieb v paketových telekomunikačných sieťach.

3.2. Koncepčný model oneskorenia prenosu videoprenosu.

3.3. Matematický model oneskorenia prenosu video streamu.

3.4. Pravdepodobné a časové charakteristiky modelu odhadu oneskorenia prenosu video prúdu.

3.5. Výsledky simulácie.

4. HODNOTENIE JITTERU PRENOSU VIDEOSTREAMU V PACKETE

DÁTOVÉ SIETE.

4.1. Všeobecné nastavenieúlohy.

4.2. Odhad rozptylu oneskorenia prenosu video prevádzky v paketovej sieti, spoľahlivosť výsledkov.

Odporúčaný zoznam dizertačných prác

  • Vplyv sebepodobnosti hlasovej prevádzky na kvalitu služby v telekomunikačných sieťach 2005, kandidát technických vied Osin, Andrey Vladimirovič

  • Približné metódy a modely radenia na štúdium počítačových sietí 2011, doktor technických vied Bakhareva, Nadezhda Fedorovna

  • Vývoj modelu a analýza charakteristík videoinformačnej služby v uzle siete ATM 2002, kandidát technických vied Molchanov, Dmitrij Aleksandrovič

  • Vplyv multifraktálnych vlastností GPRS/EDGE prevádzky na charakteristiky služieb mobilných telekomunikačných sietí 2009, kandidát technických vied Matveev, Sergej Borisovič

  • Metodika štúdia informačných procesov v telekomunikačných systémoch v železničnej doprave 2006, kandidát technických vied Andrey Viktorovič Tolstoshein

Úvod k práci (časť abstraktu) na tému "Aplikácia čakacích sietí na štúdium procesov prenosu video streamov v paketových sieťach"

Rozvinul sa jeden z trendov moderná spoločnosť je rýchly rast spotreby rôznych informačných a telekomunikačných služieb -. Hlavným dôvodom tohto rastu je neustále znižovanie nákladov na informačné služby, ako aj rozvoj telekomunikačnej infraštruktúry (ktorá pokrýva stále väčšie územie a čoraz väčšiu časť obyvateľstva).

Vzhľadom na vlastnosti rozvoja telekomunikácií v Jordánsku je možné poznamenať ďalšia funkcia. Historicky nedostatočne rozvinutá infraštruktúra, obmedzené investície do jej rozvoja a rastúci dopyt po telekomunikačných službách vrátane multimédií, poháňaný ekonomickými a geografická poloha krajín, vyvoláva naliehavú potrebu efektívnejšieho využívania všetkých dostupných telekomunikačných zdrojov.

Moderné telekomunikačné systémy neustále rozširujú zoznam svojich služieb poskytovaním stále väčšieho počtu rôznych typov informačných služieb, vrátane multimediálnych. Príklady multimediálnych služieb sú: videotelefónia, videokonferencie, vysokorýchlostný prenos multimediálnych dát, IP telefónia, digitálne televízne vysielanie, mobilné video a video na požiadanie.

Tradične sa na poskytovanie informačných služieb využívali synchrónne spôsoby prenosu dát, pri ktorých boli na primárnu sieť prideľované telekomunikačné zdroje na základe maximálneho zaťaženia, ktoré boli výlučne obsadené spotrebiteľmi a poskytovateľmi relevantných informačných služieb. V tomto prípade boli telekomunikačné zdroje siete využívané neefektívne a celkový výkon siete bol slabý.

Použitie paketových metód na prenos informácií umožňuje v dôsledku štatistického multiplexovania výrazne zvýšiť celkovú priepustnosť telekomunikačnej siete.

Dôkazom toho je porovnávacia analýza metód prepínania na poskytovanie multimediálnych služieb uvedená v. Tento článok pojednáva o perspektívach budovania multimediálnych komunikačných sietí pomocou režimu prepínania paketov, ktorý má oproti metóde prepínania okruhov nasledujúce výhody:

Vyššia efektívnosť využívania zdrojov dátového spojenia vďaka štatistickému multiplexovaniu paketovej prevádzky mnohých aplikácií;

Výrazne nižšia pravdepodobnosť straty paketov prenášanej prevádzky pri zvýšení zaťaženia siete, aj keď existujú významné nepredvídateľné oneskorenia prenosu;

Možnosť flexibilného dynamického riadenia prenášanej prevádzky pomocou rôznych mechanizmov prideľovania priorít dopravným prvkom a rezervácie zdrojov telekomunikačnej siete.

V súvislosti s rastom výkonnosti systémov prenosu dát # bolo možné využívať dávkové metódy na prenos prevádzky generovanej rôznymi informačnými službami, ktorých počet môže byť pomerne veľký. Preto sa stáva aktuálnou úloha posudzovania parametrov kvality poskytovanej služby s prihliadnutím na špecifickú architektúru a topológiu telekomunikačnej siete používanej v podmienkach reálnej informačnej záťaže.

Táto úloha je dôležitá najmä v prípade poskytovania multimediálnej služby, ktorá je do značnej miery citlivá na prenosové oneskorenia svojej prevádzky.

V článkoch dochádza k záveru, že technológia ATM je najvhodnejšou technológiou na efektívny prenos multimediálnych informácií a poskytovanie služieb siete ATM s garantovanou požadovanou kvalitou. Zabezpečenie kvality servisných parametrov hlasovej prevádzky v ATM sieťach je však komplexná úloha, ktorej riešenie nie je možné bez použitia špeciálnych metód riadenia transportných, sieťových a kanálových zdrojov. V týchto článkoch sa podrobne zvažujú pojmy kvalita a integrita služieb, efektívnosť využívania zdrojov; je uvedená klasifikácia mechanizmov riadenia dopravy; bola vykonaná porovnávacia analýza algoritmov riadenia preťaženia v sieťach ATM.

Treba si uvedomiť, že dodnes nie je dostatočne rozvinutá teória odhadu parametrov kvality poskytovanej multimediálnej služby v paketových sieťach.

Bolo vyvinutých množstvo matematických modelov rôznych tried, ktoré umožňujú získať adekvátne hodnotenie parametrov kvality služieb pre špecifické typy informačných služieb, špecifické architektúry telekomunikačných systémov, ako aj ich špecifické topológie, spravidla pravidelné. , , .

Najdôležitejšie z hľadiska riešenia problémov hodnotenia kvality poskytovanej multimediálnej služby sú tri hlavné úlohy:

1. Vyhodnotenie parametrov návštevnosti generovaných informačnými službami určitého typu.

2. Odhad parametrov oneskorenia prenosu multimediálnej prevádzky prenášanej v paketovej sieti s danou architektúrou a topológiou.

3. Odhad rozptylu a oneskorenia prenosu multimediálnej prevádzky v paketových sieťach.

Na riešenie vyššie uvedených problémov sa používajú rôzne metódy matematického modelovania, medzi ktorými vynikajú analytické, simulačné a hybridné. Profesor Markhasin teda v článku navrhol metódu na vyváženie intenzity zaťaženia na vyriešenie problému analýzy integrálnej telepremávky v rádiovom rozhraní, optimalizáciu a dynamické riadenie kvality služieb mobilných sietí 3. generácie, napríklad systémov GPRS. Článok odhaduje pravdepodobnosť výskytu skokov intenzity dopravy v celulárnych sieťach mobilnej komunikácie a analyzuje jej výkonnosť, na vyriešenie tohto problému môžete použiť aparát teórie sebapodobnosti. Články tiež analyzujú video prevádzku generovanú rôznymi službami v rádiových a mobilných sieťach.

Na vyriešenie druhého problému článok navrhuje rôzne metódy na porovnávanie tokov impulzov na nájdenie potrebných parametrov celkovej prevádzky prenášanej cez telekomunikačnú sieť s danou architektúrou a topológiou. Aplikácia metód teórie koincidencie impulzných tokov pre výpočet záťažovej prevádzky v širokopásmových ATM integrovaných sieťach bola navrhnutá v r. Tsybakov V. I. vo svojej práci tvrdí, že tradičné metódy navrhovania telefónnych sietí sú neprijateľné pre hodnotenie parametrov multimediálnych sietí, keďže tradičné metódy berú do úvahy iba jednorozmernú prevádzku, ktorá je navyše homogénna. Multimediálna sieť je integrovaná sieť s reprezentáciou široký rozsah služby (hlas, dáta, video), t.j. ide o sieť, ktorá poskytuje viacrozmernú a heterogénnu prevádzku.

Na vyriešenie problému odhadu jitteru oneskorenia (úloha 3) sa používajú matematické modely rôznych tried. Najbežnejšie sú analytické a simulačné modely. Obsah týchto metód je podrobnejšie rozobraný v kapitole 2. Výber triedy použitých modelov je determinovaný mnohými faktormi, medzi ktorými možno rozlíšiť: ciele modelovania, možnosť adekvátneho popisu parametrov študované v zodpovedajúcich triedach matematických modelov, zložitosť vývoja týchto modelov atď.

Ako príklady analytického modelovania parametrov kvality poskytovania multimediálnych služieb možno rozlíšiť nasledujúce práce.

Odporúčania ITU-T E.430, E.800 a koncepcia súladu s kvalitou služieb prezentovanej informačnej služby. Tento model je navrhnutý na použitie pri návrhu, inštalácii a prevádzke existujúcich aj novovyvíjaných informačných služieb moderných telekomunikačných sietí.

V tejto práci bol vyvinutý analytický model procesov údržby video grafiky v ATM prepínacom uzle. Použitie tohto modelu vo fáze plánovania užívateľských služieb pre video informácie umožní určiť potrebné parametre kvality služby, ako je oneskorenie, jitter a pravdepodobnosť straty paketov vyžadovaná pri nadväzovaní transportného spojenia.

V literatúre sa často vyskytujú analytické modely rôznych telekomunikačných systémov vyvinuté v triede konečných Markovových reťazcov a spojitých Markovove procesy. Na zostavenie analytického modelu rádiokomunikačnej siete s nerovnomernými informačnými tokmi sú v práci zvolené metódy spojitých Markovových procesov s konečnou množinou stavov. Je prezentovaný model, ktorý popisuje proces prenosu informácií v rádiových sieťach a umožňuje určiť pravdepodobnosť poruchy podľa požiadaviek a podľa zaťaženia pre celú sieť a pre každý prúd vstupujúci do siete.

Článok navrhuje matematický model IP audio prenosovej siete, prezentovaný ako Markovov proces, v ktorom je stacionárne rozdelenie stavových pravdepodobností spojité. Markov proces popisuje možnosť poskytovania služieb s niekoľkými úrovňami kvality.

Článok sa zaoberá matematickými modelmi, ktoré popisujú procesy fungovania a riadenia dopravy v systémoch mobilnej komunikácie. Ako matematický aparát sa používajú modely sietí a čakacích systémov s kombinovanou službou, relatívnymi prioritami, čakaním, stratami, rezerváciou zdrojov a nespoľahlivými kanálmi. Získajú sa hlavné pravdepodobnostno-časové charakteristiky týchto procesov.

V príspevku je prezentovaná metodika hodnotenia kvality služby pre používateľov internetu a v prípade multimediálnych sietí je takáto metodika prezentovaná v článku.

Ako príklady simulačného modelovania parametrov kvality poskytovania multimediálnych služieb možno uviesť práce a , v ktorých bola simulačná metóda použitá na vyhodnotenie prenosových parametrov multimediálnej prevádzky. Prezentované simulačné modely procesov prenosu video prevádzky v telekomunikačných sieťach pracujúcich v režime prepínania paketov na príklade IP siete umožňujú študovať správanie video streamu v podmienkach, kde telekomunikačný systém nezaručuje kvalitu poskytovanie príslušných služieb predplatiteľom. V týchto modeloch sa rôzne typy snímok videa, ktoré tvoria jej sekvenciu, prenášajú oddelene (v každom experimente sa prenáša jeden typ snímky videa) a na konci sú zhrnuté výsledky. Tieto modely nezohľadňujú vplyv dodatočných snímok (napríklad prenesených) a nepočítajú oneskorenie, ktoré je hlavným parametrom kvality video služby.

V tejto práci je pre štúdium mobilnej siete, ktorá poskytuje rôzne multimediálne služby, prezentovaný simulačný model, ktorý umožňuje určiť parametre oneskorenia a straty paketov, ktoré sa vyskytujú v mobilných sieťach. V tomto simulačnom modeli sa skúma proces prenosu úzkoformátového video obrazu s nízkou obnovovacou frekvenciou (video nízkej kvality).

Príspevok sa zaoberá príkladom A siete GM, ktorá poskytuje službu prenosu multimediálnej prevádzky ABR, podľa ktorej je garantovaná minimálna prenosová rýchlosť a prijímač a vysielač nie sú synchronizované. Prenášaný tok videa v tomto systéme má nízku prioritu a počet účastníkov tejto siete je obmedzený.

Článok predstavuje simulačný model určený na štúdium pravdepodobnostno-časových charakteristík transportného protokolu v bezdrôtová sieť. Tento model analyzuje oneskorenie pre rôzne pravdepodobnosti straty informačných paketov rôzne možnosti transportný protokol TCP. Vyvinutý model je potvrdený reálnymi meraniami na reálnej sieti.

Článok analyzuje proces digitálneho prenosu video prevádzky, ktorý kladie prísne požiadavky na šírku pásma, oneskorenie a stratu. Siete s prepínaním paketov nemôžu zaručiť kvalitu služby, najmä pri multicastovom (broadcast) prenose videa. Na zabezpečenie väčšej flexibility a efektívnosti v týchto sieťach sa využívajú rôzne mechanizmy riadenia toku, ktoré na jednej strane zvyšujú efektivitu, na druhej strane zabezpečujú požadovanú kvalitu poskytovanej služby. Porovnávacia analýza je uvedený v príklade prenosu multimediálnej prevádzky štandardu MPEG. Porovnávajú sa dva mechanizmy riadenia toku: IntServ a DiffServ. Uprednostňuje sa mechanizmus Diff-Serv s prioritami a rozdelením multimediálneho prenášaného toku na množstvo tokov s rôznymi úrovňami priority.

Cieľom dizertačnej práce je vyvinúť metódy a nástroje na analytické modelovanie procesov prenosu multimediálnych video streamov v paketových sieťach; aplikácia vyvinutých metód na odhad hlavných parametrov kvality multimediálnych video služieb (transit delay a jeho jigger).

Na dosiahnutie týchto cieľov boli vyriešené tieto hlavné úlohy dizertačnej práce:

1) Štúdium vlastností multimediálnej prevádzky, ich klasifikácia a parametrizácia.

2) Analýza vlastností metód kódovania a prenosových procesov multimediálnej video prevádzky v paketových sieťach.

3) Prispôsobenie metódy analytického modelovania telekomunikačných systémov uzavretými heterogénnymi čakacími sieťami na hodnotenie parametrov kvality multimediálnych video služieb.

4) Vývoj analytických modelov oneskorení prenosu video prevádzky v IP sieti a odhad jitteru a rozptylu týchto oneskorení.

Vedecká novinka výsledkov:

1. Bol vyvinutý model video prevádzky v reálnom čase, ktorý zohľadňuje štruktúru a obsah multimediálnych informácií, použitú metódu kódovania a kompresie za predpokladu, že sa prenášajú v paketových sieťach; je založená na jej aproximácii Poissonovými procesmi.

2. Bola vyvinutá technika na analytické modelovanie procesov prenosu multimediálnej prevádzky uzavretými heterogénnymi čakacími sieťami veľkých rozmerov, ktorá zohľadňuje topológiu telekomunikačnej siete a používané protokoly výmeny dát.

3. Bol vyvinutý model procesu prenosu video prevádzky v TCP/IP sieti s typickou hviezdicovou topológiou, ktorý poskytuje odhad širokého spektra pravdepodobnostno-časových charakteristík jej procesov fungovania.

4. Na základe vyvinutého modelu boli získané odhady hlavných parametrov kvality prezentovanej multimediálnej video služby (transit delay a jeho jigger).

Praktická hodnota výsledkov práce.

Navrhnuté matematické modely a metódy umožňujú navrhnúť systém prenosu dát ľubovoľnej topológie s prihliadnutím na jeho špecifické vybavenie tak, aby boli zabezpečené požadované kvalitatívne parametre poskytovaných multimediálnych služieb rôzneho typu.

Bol vyvinutý softvér na analýzu prioritných uzavretých heterogénnych zaraďovacích sietí veľkých rozmerov (do 200 zaraďovacích systémov, 3000 tried požiadaviek a 10 000 požiadaviek);

Navrhované modely použila spoločnosť LLC „First Mile“ (Počítačové siete Academgorodok) pri návrhu a vývoji multiservisnej siete Akademgorodok.

Výsledky uskutočneného výskumu sú zavedené do vzdelávacieho procesu sibírskeho Štátna univerzita Telekomunikácie a informatika.

Hlavné opatrenia na obranu:

1. Aproximačný model pre prevádzku multimediálnych video služieb Markovove reťaze berúc do úvahy štruktúru a obsah jeho multimediálnych informácií, jeho metódy kódovania a kompresie, architektúru používaných systémov prenosu údajov.

2. Technika analytického modelovania procesov prenosu prevádzky multimediálnych video služieb uzavretými heterogénnymi sieťami veľkých rozmerov, založená na zobrazovaní heterogénnych informačných tokov zodpovedajúcimi triedami požiadaviek, oneskorením prvkov týchto tokov v zodpovedajúce telekomunikačné zariadenia zodpovedajúcimi systémami radenia.

3. Analytický model procesov prenosu video prevádzky v lokálna sieť pomocou zásobníka protokolov TSRYAP vyhodnocovať kvalitatívne parametre (transit delay a jitter) poskytovaných multimediálnych služieb – video on demand.

Schválenie práce. Hlavné ustanovenia a výsledky dizertačnej práce boli oznámené a prediskutované na: Medzinárodnej vedecko-technickej konferencii „Počítačová veda a problémy telekomunikácií“ (Novosibirsk, 1997); ruské vedecké a technické konferencie (Novosibirsk, 1996, 2004); Medzinárodná vedecko-praktická konferencia "Komunikácia-2004"; vedecko-technické semináre Katedry TS a VS Sibírskej štátnej univerzity telekomunikácií a informatiky (Novosibirsk, 1996 - 2004).

Publikačná činnosť: Hlavné výsledky dizertačnej práce boli publikované v rokoch 1996 až 2004 v 6 prácach.

Štruktúra a rozsah prác. Dizertačná práca pozostáva z úvodu, štyroch kapitol, záveru a aplikácií. Celkový objem práce je 145 strán strojom písaného textu a obsahuje: 23 obrázkov, 18 tabuliek, bibliografiu 130 titulov a 2 prílohy.

Podobné tézy v odbore "Systémy, siete a zariadenia telekomunikácií", 05.12.13 HAC kód

  • Skúmanie fraktálnych vlastností dopravných tokov v reálnom čase a hodnotenie ich vplyvu na charakteristiky služby telekomunikačnej siete 2007, kandidát technických vied Uriev, Grigorij Anatoljevič

  • Vývoj spôsobu na zvýšenie priepustnosti úrovne prístupu účastníka 2009, kandidát technických vied Bulatov, Sergey Valerievich

  • Vplyv odolnosti proti šumu širokopásmových bezdrôtových prístupových systémov IEEE 802.16 na kvalitu prenosu streamovanej prevádzky 2010, kandidát technických vied Arseniev, Andrey Vladimirovič

  • Spôsoby konštrukcie a metódy analýzy hybridných multiservisných satelitných komunikačných systémov 2002 PhD Siruhi Joseph Vere

  • Sieťový informačný systém so zvýšeným výkonom virtuálnych podsietí 2009, Ph.D. Khvorov, Alexej Alexandrovič

Záver dizertačnej práce na tému „Systémy, siete a zariadenia telekomunikácií“, Al-Dnebat Said Ali

Navrhuje sa spôsob odhadu kolísania doručenia multimediálnej video prevádzky. Zohľadňuje topológiu skúmaného telekomunikačného systému, štruktúru prenášaného video streamu a jeho doručovaciu trasu.

Táto metóda je založená na odhade oneskorení pri prenose obrazových snímok sieťami v radení a aproximácii rozptylu oneskorení v komponentoch telekomunikačného systému rozptylom oneskorení v QS M/M/1. Tento QS je ekvivalentný zodpovedajúcim QS siete z hľadiska intenzity vstupného toku požiadaviek a ich priemerného času zotrvania v nej.

Správnosť navrhovaných metód potvrdzujú výsledky prezentované v publikáciách uvedených na obrázkoch.

ZÁVER

Výsledky výskumu realizovaného v dizertačnej práci ukazujú, že hlavný cieľ tejto práce, ktorým je vyvinúť analytické modely pre prenos multimediálnej video prevádzky v paketových telekomunikačných sieťach, sa podarilo naplniť. Pri vykonávaní tejto dizertačnej práce sa dosiahli tieto hlavné výsledky:

1) Analyzované sú služby, ktoré poskytujú multimediálne služby v moderných telekomunikačných sieťach. Parametre prevádzky týchto služieb sú realizované s prihliadnutím na špecifickú architektúru používaných telekomunikačných sietí a ich topológiu. Navrhuje sa model aproximácie prevádzky multimediálnych služieb Markovovými procesmi, ktorý zohľadňuje vlastnosti kódovania a prenosu MPEG video streamov.

2) Bola prispôsobená technika na modelovanie procesov prenosu multimediálnej prevádzky a odhadovanie parametrov kvality poskytovanej multimediálnej služby v paketových dátových prenosových sieťach uzavretými heterogénnymi rozsiahlymi čakacími sieťami.

3) Metóda "analýzy priemerov" - výpočet čakacích sietí bola upravená, berúc do úvahy veľký rozmer siete (L = 200 čakacích systémov a K = 3000 tried požiadaviek) a prítomnosť prioritných tokov požiadavky.

4) V systéme Mathcad je vyvinutý program na výpočet uzavretej heterogénnej čakacej siete s počtom uzlov do 200, počtom tried požiadaviek do 3000 a celkovým počtom požiadaviek všetkých tried do 10 000.

5) Bol vyvinutý analytický model procesu prenosu prevádzky multimediálnej služby „digitálne video na požiadanie“ cez lokálnu TCP/IP sieť špecifickej topológie. Tento model poskytuje odhad nasledujúcich pravdepodobnostných a časových charakteristík používaného telekomunikačného systému: miera využitia rôznych telekomunikačných zariadení, čas doručenia paketov multimediálnej prevádzky účastníkom, rozptyl času doručenia, oneskorenie paketov v rôznych komponentoch. telekomunikačnej siete, rozptyl a kolísanie tohto oneskorenia.

6) Pomocou tohto modelu sa vykonalo množstvo výpočtov. Získajú sa závislosti pravdepodobnostno-časových charakteristík takejto siete od počtu predplatiteľov danej multimediálnej služby.

7) Vyvinuté metódy matematického modelovania boli zavedené do vzdelávacieho procesu Sibírskej štátnej univerzity telekomunikácií a informatiky.

8) Navrhované modely použila LLC "Pervaya Mile" pri navrhovaní a vývoji multiservisnej siete Academgorodok mesta Novosibirsk.

9) Spoľahlivosť navrhovaných metód potvrdzujú výsledky simulácií, ako aj reálne merania takýchto telekomunikačných systémov. Výsledky sú uvedené na obr. 18 v kap.3 a obr.23 v kap.4.

Vykonané štúdie ukázali možnosť využitia Markovových procesov a čakacích sietí na štúdium procesov prenosu multimediálnych informácií v telekomunikačných systémoch rôznych architektúr. Prezentované výsledky simulácií preukázali dobrú primeranosť vyvinutých modelov, dostatočnú pre praktickú aplikáciu. Vyvinuté metódy a modely možno úspešne aplikovať na štúdium procesov prenosu multimediálnych informácií v sieťach s ľubovoľnou architektúrou a topológiou.

Zoznam odkazov na výskum dizertačnej práce Kandidát technických vied Al-Dnebat Said Ali, 2004

1. Markhasin A.B. Rastové rezervy ruský trh služby mobilnej komunikácie: diferenciácia a dynamické riadenie kvality služieb (QoS) a tarifa-mi / / Electrosvyaz č. 3 - 2001.

2. Shekhtman L. I. Telekomunikačné systémy: problémy a perspektívy. Skúsenosti s výskumom systémov. Moskva: Rádio a komunikácia, 1998.

3. Marchese M. Štúdia a hodnotenie výkonu modifikácií TCP a ladenia cez satelitné spojenia//ICC 2000.

4. Al-Dnebat S., Al-Kasasbeh B. Problematika rozvoja perspektívnych širokopásmových telekomunikačných sietí v Jordánsku//Informatika a problémy telekomunikácií. Abstrakty ruskej vedecko-technickej konferencie Novosibirsk: SibGUTI, 1996 - S.73-74.

5. Altmann J., Rupp B., Varaiya P. Prípad kvality služieb na požiadanie. ISQE"99//Workshop o ekonomike kvality internetových služieb 1999.

6. Guirguis R.M., Mahmoud S. Prenos viacvrstvového MPEG-4 v reálnom čase cez službu ATM/ABR/LSS 2000 - PP.259-263.

7. Dubrovsky A., Gerla M., Lee S. S., Cavendish D., Internetové smerovanie QoS s IP telefóniou a TCP prevádzkou//IEEE, 18.-22. júna 2000 New Orleans.

8. Ma Q., Steenkiste P. Smerovanie prevádzky so zárukami kvality služieb v sieťach integrovaných služieb//Workshop o podpore siete a operačných systémov pre digitálny zvuk a video, Cambridge, Anglicko, júl 1998.

10. Bertsekas D., Gallagher R. Siete prenosu dát: Preložené z angličtiny-M.: Mir. 1989, 544 s.

11. Mizin I.A., Bogatyrev V.A., Kuleshov A.P. Siete s prepínaním paketov. Moskva: Rádio a komunikácia, 1986, 408 s.

12. Lagutin V.S. Použitie sietí s prepínaním paketov na implementáciu multimediálnych služieb / Systémy správy telekomunikačných sietí. MTU SI. M., 2002, C 210. v CSTI "Informsvyaz" 2002, č. 2205-sv2002.

13. Popova A.G., Panov A.E. Porovnávacia analýza prepínacích metód pre poskytovanie multimediálnych služieb. Systémy riadenia telekomunikačnej siete//MTUSI. M., 2002, S.69-75.

14. Kruk B.I., Popantonopulo V.N., Shuvalov V.P. Telekomunikačné systémy a siete, moderné technológie. Zväzok 1 M. hotline-telecom, 2003, - S.647.

15. Basharin G.P., Samuilov K.E. Moderná etapa vývoja teórie telegrafie//Informačné materiály -2110-№1- S. 153-166.

16. Pippas J.B., Venieris I.S. Červená variácia pre ovládanie oneskorenia/LEEE 18. - 22. jún 2000 - New Orleans.

17. S. Kapoor S. Raghavan. Vylepšené smerovanie multicastu s obmedzeniami oneskorenia a variácie oneskorenia. GLOBECOM 00 IEEE. San Francis. 27. november – 1. december 2000.

18. Chili-Jen C., Nilsson A.A. Modelovanie sietí pre radenie sietí pre architektúru paketového smerovača pomocou technológie DTM//IEEE 18.-22. júna 2000 New Orleans.

19. T.M. Trang, N. Boukhatem, G. Pujolle. Použitie COPS-SLS pre dynamickú správu QoS založenú na politike cez heterogénne IP siete Máj/jún 2003, PP 44-50.

20. Markhasin A.B. Analýza integrovanej diaľkovej dopravy a návrh mobilných sietí 3S//Elektrosvyaz 2002 - č. 12 - S.3-9.

21. Demjanov A.I. Odhad parametrov záťažových rázov v celulárnych sieťach mobilnej komunikácie//Elektrosvyaz 2002 - č. 5.

22. Bahl P. Podpora digitálneho videa v riadenej bezdrôtovej sieti//IEEE Communications Magazine vol. 36 - jún 1998 - PP.94-102.

23. Davies N., Finney J., Friday A., Scott A. Podpora adaptívnych video aplikácií v mobilných prostrediach//IEEE Communications Magazine vol. 36-jún 1998-PP. 138-143.

24. Sedyakin H.M. Prvky teórie tokov náhodných impulzov. M.: Sovietsky rozhlas, 1965, s.260.

25. Tsybakov V.I., Numerické štúdie disperzných vlastností záťaže//Vesti svyazi 2002 - č. 12 - S.55-58.

26. Shannon R. Simulačné systémy, umenie a veda. Per: z angličtiny. M.: Mir, 1978, - S.420.

27. E. F. Avramchuk, A. A. Vavilov, S. V. Emelyanov a kol., System Modeling Technology. Strojárstvo. Berlin: Technik, 1988, - s.520.

28. Maximey I.V. Simulačné modelovanie na počítači. M.: Rádio a svet. 232, 1988.

29. Ivanov A.B., Sokolov I.V., Od end-to-end riadenia siete ku kontrole kvality služieb//Elekgrosvyaz 2001 - č.2.

30. Molčanov D.A. Vývoj modelu a analýza charakteristík videoinformačnej služby v uzle siete ATM // abstrakt dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied GUT - Petrohrad - 2002 - S. 180.

31. Shvetsov V.P., Tsirik I.A. Model rádiovej prístupovej siete s heterogénnymi informačnými tokmi//Informsvyaz 2001 - č. 2195 - s. 18-25.

32. Casetti C. De Martin J.C. Meo M. Rámec pre analýza adaptívneho hlasu cez IP//IEEE 18.-22. júna 2000 New Orleans.

33. Michalevič I.F., Sychev K.I. Modelovanie fungovania a procesov riadenia dopravy v mobilných komunikačných systémoch//Elekgrosvyaz-2002 č.1.

34. Golyshko A.V., Ershov V.A., Cybakov V.I. Hodnotenie kvality služieb pre užívateľov internetu zaradených do elektromechanických ústrední//Bulletin of communication 2000 - č. 12 - S.70.

35. Ershov V.A., Ershova E.B., Shcheka A.Yu., Metóda hodnotenia kvality služby v sieti s viacerými službami, berúc do úvahy počet používateľov služieb / / Electrosvyaz-2001 č. 8-C.5-8.

36. Cohen R., Radha H., Streamovanie jemnozrnného škálovateľného videa cez paketovú sieť//Globálna telekomunikačná konferencia IEEE v San Franciscu – 27. novembra – 1. decembra – 2000.

37. Lee M.J., Kim J.K. Riadenie snímkovej frekvencie videa pre negarantované sieťové služby s explicitnou spätnou väzbou rýchlosti Visual Communications Lab//Dept. elektrotechniky Kusongdong Yusonggu Taejon - PP 305-701.

38. Wong W.K., Qian Y., Leung V.C. Plánovanie pre heterogénnu prevádzku v bezdrôtovej sieti novej generácie//GLOBECOM IEEE-San Francisco 2000 - PP .283-287.

39. ElAarag H., Bassiouni M. Simulácia transportných protokolov cez bezdrôtové komunikačné siete//Proceedings of the 2000 Winter Simulation Conference -PP 235-1241.

40. Dapeng W., Yiwei H. Streamovanie videa cez internet Prístupy a pokyny/LEEE Trans / Circuits and Syst. Video Technol 2001 - č. 3 - PP.282-300.

41. Zhao H., Ansari N., Shi Yun Q. Prenos videa v reálnom čase cez IP diferencované služby//Elektrón. Lett. 2002 - č. 19 - PP.1151-1153.

42. Baskett F., Chandy K.M., Muntz R.R., Polacias F.G. Otvorené, uzavreté a zmiešané siete frontov s rôznymi triedami zákazníkov//Journal of the ACM v.22, No. 2 - 1975 - PP.248-260.

43. Konstantopoulos T., Zazanis M., De Veciana G. Zákony ochrany a reflexné mapovania s aplikáciou na multitriednu analýzu strednej hodnoty pre stochastické fronty tekutín//Stochastic Process zv. 65, č. 1 - 1996 - PP. 139-146.

44. Marchese M. Štúdia a hodnotenie výkonu modifikácií TCP a ladenia cez satelitné spojenia//IEEE ICC 18. – 22. JÚN 2000 – NEW ORLEANS.

45. Chen J.C, Agrawal P. Aktívne techniky pre prenos a prehrávanie videa v reálnom čase – Lack/LEEE ICC 2000 – New Orleans – PP.239-243.

46. ​​​​Lixin W. Hamdi M. Analýza multimediálnych prístupových protokolov pre zdieľané stredné siete//Globálna telekomunikačná konferencia IEEE 2000 - San Francisco.

47. Fominov O. Multimédiá a siete. Multimédiá. Digitálne video, č. 5 1997.

48. Bodamer S., Nový plánovací mechanizmus na poskytovanie relatívnej diferenciácie pre IP prevádzku v reálnom čase/LEEE 2000 GTC – San Francisco.

49. Bandara J., Shen X., Nurmohamed Z. Fuzzy Resource Controller for Non-Real Time Traffic in Wireless Networks//IEEE ICC 18.-22. júna 2000 - New Orleans.

50. Jiang J. Lai T. H., Efektívny prístup k podpore QoS a účinnosti šírky pásma vo vysokorýchlostných mobilných sieťach//IEEE ICC 18. – 22. júna 2000 – New Orleans.

51. Barryl M., Andrew T. Distribuované riadiace algoritmy pre diferenciáciu služieb v bezdrôtových paketových sieťach//IEEE INFOCOM 2001.

52. Mansour J. Karam F. Tobagi A. O typoch prevádzky a triedach služieb na Internete//IEEE Global Telecommunications Conference 2000 - San Francisco.

53. Mercado A., Ray K. J. Adaptívne QoS pre mobilné multimediálne aplikácie využívajúce riadenie napájania a inteligentné antény//IEEE ICC 18. – 22. júna 2000 – New Orleans.

54. Kuzmanovic A. Edward W Meracia služba vo viactriednych sieťach//IEEE INFOCOM 2001.

55. Lombardo A., Morabito G., Schembra G., Presný a upraviteľný Markovov model prenosu MPEG-Video//IEEE Proc. Infocom apríl 1998 - USA, San Francisco.

56. Odporúčanie ITU-T 1.363.2: B-ISDN ATM Adaptation Layer 2 Specifications, september 1997.

57. Odporúčanie ITU-T H.323, verzia 3, paketové multimediálne komunikačné systémy, 1998.

58. Capurro M., Ravaglia R., Giuli D. Používatelia, služby a modelovanie prevádzky pre plánovanie širokopásmových telekomunikácií/TVol. 2-č.4 júl-aug. 1991.

59. Bonatti M., Gaivoronski A., Lemonche P., Polese P. Súhrn niektorých dopravno-inžinierskych štúdií vykonaných v rámci projektu RACE R1044//zv. 5, č. 2 Mar. Apr. 1994.

60. Maniatis S.I., Nikolouzou E.G., Venieris I.S. Problémy s QoS v konvergovaných bezdrôtových a káblových sieťach 3G//IEEE Communications Magazine V.40, č. 8 -2002 - PP.44-53.

61. Olifer V.G., Olifer H.A. Počítačové siete, princípy, technológie, protokoly. SP.: Peter, 2001, s.668.

62. Markopoulou P., Tobagi A., Karam J. Hodnotenie kvality VoIP cez internetovú chrbticu//IEEE INFOCOM 2002.

63. Voran S. Kvalita reči kódovania G.723.1 s pridanými pármi časovej diskontinuity//Proc. ICASSP z mája 2001.

64. Ramjee R., Kurose J., Schulzrinne H. Adaptívne mechanizmy prehrávania pre paketované audio aplikácie v širokopásmových sieťach / JEEEE INFOCOM jún 1994.

65. Rosenberg J., Qiu L., Schttlrinne H., Integrácia paketovej FEC do adaptívnych algoritmov vyrovnávacej pamäte pre prehrávanie hlasu na lnternet/LEEE INFOCOM marec 2000.

66. Carle G., Biersack E. W., Prieskum techník obnovy chýb pre aplikácie audio-vizuálneho viacsmerového vysielania založené na IP//IEEE Network zv. 11. - november - december 1997 - PP.24-36.

67. Perkins C., Hodson O., Hardman V. Prehľad techník obnovy straty paketov pre streamovanie audio//IEEE siete, zväzok 12, č. 5 - september-október 1998 -PP.40-48.

68. Erdol N., Castelluccia C., Zilouchian A. Recoveriy of Missing Speech Packets using the Short-Time Energy and Zero-Crossing Measurements//IEEE Transactions on Speech and Audio Processing vol.1, no.3 - July 1993 - PP .295-303.

69. Chen Y. L., Chen B. S. Model-Based Multirate Representation of Speech Signals and its Application to Recovery of Missing Speech Packets//IEEE Transactions on Speech and Audio Processing vol. 5, č. 3 - máj 1997 - PP.220-231.

70. Hardman V., Sasse M.A., Handley M., Watson A. Spoľahlivý zvuk na použitie cez Intemet//Int. Zborník INET“95 1995.

71. Sovetov B.Ya., Yakovlev S.A. Výstavba integrovaných sietí služieb. - L.: Mashinostroenie, 1990. S. 332.

72. ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 č. 2459 Prehľad štandardu MPEG-4. 1998.

73. Srivastava A., Kumar A., ​​​​Singru A., Návrh a analýza video-on-demand obsluhovaných/multimediálnych systémov, zväzok 5, č. 4 - júl 1997 - PP.238-254.

74. Wu D., Hou Y., Zhu W., Zhang Y., Peha M. Streamovanie videa cez internet Prístupy a pokyny//IEEE Trans. Obvody a Syst. / Video Techn. 2001 - č. 3 - PP.282-300.

75. Conklin G., Greenbaum G., Lillevold K., Lippman A., Reznik Y. Video kódovanie pre doručovanie streamovaných médií na Internrt/JEEEE Trans. Obvody a Syst. video technológie. - 2001 - č. 3 - PP.269-281.

76. Lee J. O jednotnej architektúre pre služby videa na požiadanie/LEEE Trans. Multimédiá 2002 - č. 1 - PP.38-47.

77. Pornavalai C., Chakraborty G., Shiratori N. Smerovací algoritmus založený na QoS v paketových sieťach integrovaných služieb//International Conference on Network Protocols Atlanta, Georgia - PP. 167-175.

78. Rabbat R. Algoritmy dopravného inžinierstva využívajúce MPLS na diferenciáciu služieb//IEEE 18.-22. júna 2000 - NEW ORLEANS.

79. Toukourou M., Orozco-Barbosa L. Výkon MPEG-2 video-on-demand cez RSVP//Proc. SPIE 2000-PP. 13-24.

80. Furey S. Miesto modelovacích nástrojov v plánovaní siete//EDP Perform. Revio (USA) 1989 - V.17 - č. 6 - PP. 1-4.

81. Frost V.S., Melamed B., Modelovanie premávky pre telekomunikačné siete//IEEE Communications Magazine Mar. 1994 - PP.70-81.

82. Loeve W. Konštrukcia programov pre simuláciu//Informatie (Holandsko) -1993,- V.35, č.7-8 PP.485-492.

83. Shannon R.E., Introduction to simulation//IEEE Winter Simulations Conference Proceedings New York, USA - 1992 - PP.65-73.

84. Barton R.R., Fishman G.S., Kalos M.H., Kelton W.D., Kleijnen J.P. Problémy experimentálneho návrhu pre veľké simulačné modely//Zborník konferencie IEEE Winter Simulations Conference San Diego, USA - 1989 - PP.411-418.

85. Henriksen J.O. Integrované simulačné prostredie. Simulačný softvér z 90. rokov//0peration Res. (USA) 1983 - V.31, .№6 - PP. 1053-1073.

86. Radiya A., Fishwick P.A., Nance R.E., Rothenberg J., Sargent R.G. Modelovanie simulácie diskrétnych udalostí, smery pre 90. roky. 1992

87. Rozanov Yu.A. náhodné procesy. M.: Nauka, 1979 S. 112.

88. Kazakov V.A. Úvod do teórie Markovových procesov a niektorých problémov rádiotechniky. -M.: Sovietsky rozhlas, 1973.

89. Gnedenko B.V. Kurz pravdepodobnosti. M.: Veda. 1969

90. Feller V. Úvod do teórie pravdepodobnosti a jej aplikácií. T.1, 2. M.: Mir, 1984.

91. Kemin J., Snell J. Konečné Markovove reťazce. M.: Veda. 1970.

92. Karlin S. Základy teórie náhodných procesov. M.: Mir, 1971.

93. Krunz, M.M. Makowski A.M., Modelovanie video prevádzky pomocou vstupných procesov M/G/l: Kompromis medzi modelmi Markovian a LRD//IEEE Journalon Selected Areas in Communications 16 (5) PP.733-748.

94. Poon, W. Lo K., Prepracovaná verzia procesov M/G/oc na modelovanie video prevádzky VBR//Computer Communications PP. 1105-1114.

95. Kofman A., Kryuon R. omše. Teória a aplikácie. M.: Mir, 1965.

96. Basharin G.P., Bocharov P.P., Kogan Ya.A. Analýza frontov v počítačových sieťach. Teória a metódy výpočtu. M.: Nauka, 1989. S. 336.

97. Shtoyan D. Kvalitatívne vlastnosti a odhady stochastických modelov. M.: Mir, 1979.

98. Koenig D., Shtoyan D. Metódy teórie radenia. Moskva: Rádio a komunikácia, 1981.

99. Jackson J.R. Siete čakacích liniek//Operačný výskum 1957 - č. 5 -PP.518-521.

100. Gordon W.G., Newell G.F. Uzavreté čakacie systémy s exponenciálnymi servermi//Operation Research V.15, č. 2 - 1967 - PP.254-265.

101. Mitrofanov Yu.I., Belyakov V.G., Kurbangulov V.Kh. Metódy a softvér pre analytické modelovanie sieťové systémy// Preprint, M.: Vedecká rada ku komplexnému problému kybernetiky, 1982. s. 67.

102. ChandyK.M., Howard J.H., TowsIeyD.F., Forma produktu a lokálna rovnováha v sieťach radenia//Journal of the ACM v.24, č. 2 - 1977 - PP.250-263.

103. Belyakov V. G., Mitrofanov Yu. I., Yaroslavtsev A. F. Balík aplikovaných programov na matematické modelovanie sieťových systémov. 1986. S. 145150.

104. Guryanov A.I., Mitrofanov Yu.I. Stanovenie parametrov uzavretých lineárnych sietí zaraďovacích systémov. 1970. S.39-49.

105. Chandy K.M. Neuse D., heuristický algoritmus pre radenie sieťových modelov pre komunikáciu ACM. v.25, č.2, PP. 126-141.

106. Reiser M., Lavenberg S.S. Analýza strednej hodnoty uzavretých viacreťazcových sietí//J. ACM zv. 27, č. 2 - apríl 1980 - PP 313-322.

107. Reiser M. Analýza strednej hodnoty a metóda konvolúcie pre servery závislé od frontu v uzavretých sieťach radenia//Vyhodnotenie výkonu, sv. 1 - 1981 - PP 7-18.

108. Zhozhikashvili V.A., Vishnevsky B.M. Siete v rade. Teória a aplikácia na počítačové siete. M .: Rádio a komunikácia, 1988. S. 192.

109. Xu Y., Chang Y., Liu Z. Výpočet a analýza veľkosti vyrovnávacej pamäte v multimediálnych systémoch//IEEE Commun. Lett. 2001 - č. 8 - PP.355-357.

110. Xie J., Jiang S., Jiang Y. Dynamická schéma prideľovania šírky pásma pre diferencované služby v EPONs//IEEE Communications Magazine august 2004, zv. 42 č. 8, str. 32-39.

111. Derong L., Endre S., Wei S. Vnorené auto-regresívne procesy pre modelovanie video prevádzky kódované MPEG/LEEE Trans. Obvody a systém/Video Technol -2001 -#2-PP 169-183.

112. Mitrofanov Yu.I. Syntéza čakacích sietí. Saratov: Vydavateľstvo Štátneho výskumného centra "College", 1995. S. 168.

113. Uttam K.S., Ramakrishnan S., Dilip S. Segmentácia videa VBR s plnou dĺžkou na zábery pre modelovanie pomocou rámca na báze gama modulácie Markov//Proc. SPIE-2001PP. 191-202.

114. Yaroslavtsev A.F., Al-Dnebat S.A. Modelovanie procesov prenosu multimediálnej prevádzky v 1P-sietiach//Informatika a problematika telekomunikácií. Abstrakty správ z ruskej vedecko-technickej konferencie. Novosibirsk: SibGUTI, 2003 - S.77-80.

115. Yaroslavtsev A.F., Al-Dnebat S.A. Použitie štruktúrovaných servisných sietí na hodnotenie kvality parametrov služieb telekomunikačných sietí. Materiály medzinárodnej vedecko-praktickej konferencie „Komunikácia 2004“. 22. - 29. august 2004, s. 329-335.

116. CCIE, Cisco Certified Internetworking Expert. Študijná príručka, skúška 350-001, M, 2002.

117. Schulzrinne H., Casner S., Frederick R., Jacobson V. A Transport Protocol for Real-Time Applications//Audio-Video Transport Working Group Január 1996.

118. Braden R., Clark D., Shenker S. Integrated Services in the Internet Architecture: An Overview / Internet RFC 1633, June 1994.

119. Zhao W. Tripathi S. K. Smerovanie garantovanej kvality pripojení služieb v paketových sieťach integrovaných služieb//Medzinárodná konferencia o sieťových protokoloch Atlanta, Georgia - PP. 175-182.

120. Balakrishnan H., Padmanabhan V., Seshan S., Katz R. Porovnanie mechanizmov na zlepšenie výkonu TCP cez bezdrôtové spojenia//IEEE ACM Trans, o vytváraní sietí v decembri 1997.

121. He E., Hughes H.D. Experimentálne hodnotenie výkonu TCP cez bezdrôtové siete//Symposium on Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems 1999.

122. Schulzrinne H., Casner S., Frederick R., Jacobson V. RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications//RFC 1889, január 1996.

123. Spiridon B., Li V. Maximalizácia počtu používateľov v interaktívnom systéme video-on-demand//IEEE Trans. Vysielanie 2002 - č. 4 - PP.281-292.

124. Hartanto F., Tiohardi L. Účinky interakcie medzi kontrolou chýb a synchronizáciou médií na výkony na úrovni aplikácie//GLOBECOM"00. IEEE San Francisco - 2000 - PP.283-287.

125. Chatzimisios P., Boucouvalas A.C. Vitsas V. Analýza výkonnosti IEEE 802.11 DCF v prítomnosti chýb prenosu//2004 Medzinárodná konferencia IEEE o komunikáciách 2004.

126. Yaroslavtsev A.F., Al-Dnebat S.A., Analytický model prenosu multimediálnej prevádzky cez sieť TCP/IP. Materiály medzinárodnej vedecko-praktickej konferencie „Komunikácia 2004“. 22. - 29. august 2004, s. 323-328.

Upozorňujeme, že vyššie uvedené vedecké texty sú zverejnené na posúdenie a získané prostredníctvom rozpoznávania textu pôvodnej dizertačnej práce (OCR). V tejto súvislosti môžu obsahovať chyby súvisiace s nedokonalosťou rozpoznávacích algoritmov. V súboroch PDF dizertačných prác a abstraktov, ktoré dodávame, sa takéto chyby nevyskytujú.

V mnohých oblastiach hospodárstva, financií, výroby a každodenného života zohráva dôležitú úlohu systémy radenia(SMO), t.j. také systémy, v ktorých na jednej strane sú masívne požiadavky (požiadavky) na výkon akýchkoľvek služieb a na druhej strane sú tieto požiadavky uspokojované.

Ako príklady QS vo finančnej a ekonomickej sfére možno uviesť systémy, ktorými sú: banky rôznych typov, poisťovne, daňové kontroly, audítorské služby, rôzne komunikačné systémy (vrátane telefónnych ústrední), nakladacie a vykladacie komplexy (nákladové stanice), čerpacie stanice, rôznych podnikov a servisné organizácie (obchody, stravovacie zariadenia, infopulty, kaderníctva, pokladne, zmenárne, opravovne, nemocnice).

Systémy ako počítačové siete, systémy na zber, ukladanie a spracovanie informácií, dopravných systémov, automatizované výrobné miesta, výrobné linky možno tiež považovať za druh QS.

V obchode sa mnohé operácie vykonávajú v procese presunu tovarovej masy z výrobnej sféry do sféry spotreby. Takéto operácie sú: nakladanie a vykladanie tovaru, preprava, balenie, balenie, skladovanie, vystavovanie, predaj atď obchodné aktivity charakterizované masívnym tokom tovaru, peňazí, hromadným zákazníckym servisom atď., ako aj vykonávaním zodpovedajúcich operácií, ktoré sú svojou povahou náhodné. To všetko vytvára nerovnomernosť v práci. obchodné organizácie a podniky, generuje nedostatočné zaťaženie, prestoje a preťaženie. Fronty zaberajú veľa času napríklad kupujúcim v obchodoch, vodičom áut na skladoch komodít, čakaniu na vykládku či nakládku.

V tomto ohľade úlohy analyzovať prácu napríklad obchodného oddelenia, obchodný podnik alebo sekcií, hodnotiť svoju činnosť, zisťovať nedostatky, rezervy a v konečnom dôsledku prijímať opatrenia smerujúce k zvýšeniu jej efektívnosti. Okrem toho vznikajú problémy spojené s vytváraním a zavádzaním ekonomickejších spôsobov vykonávania operácií v rámci sekcie, oddelenia, obchodného podniku, zeleninárskej základne, obchodného oddelenia a pod. je možné určiť optimálne množstvo predajných miest tohto profilu, počet predajcov, frekvenciu dovozu tovaru a ďalšie parametre.

Sklady alebo základne dodávateľských a marketingových organizácií môžu slúžiť ako ďalší typický príklad systémov radenia a úlohou teórie radenia je stanoviť optimálny pomer medzi počtom požiadaviek na služby prichádzajúce na základňu a počtom obslužných zariadení, pri ktorých celkové náklady na údržbu a straty z prestojov v doprave by boli minimálne. Teória radenia môže nájsť uplatnenie aj pri výpočte plochy skladových priestorov, pričom skladová plocha je považovaná za obslužné zariadenie a príjazd Vozidlo na vykládku - ako požiadavka.


Hlavné charakteristiky QS

QS zahŕňa nasledujúce prvkov: zdroj požiadaviek, prichádzajúci tok požiadaviek, front, servisné zariadenie (servisný kanál), odchádzajúci tok požiadaviek (servisované požiadavky).

Každý QS je navrhnutý tak, aby slúžil (vykonával) určitý tok aplikácií (požiadaviek), ktoré vstupujú do systému, najmä nie pravidelne, ale v náhodných časoch. Služba aplikácií tiež netrvá konštantný, vopred určený čas, ale náhodný čas, ktorý závisí od mnohých náhodných dôvodov. Po obsluhe požiadavky je kanál uvoľnený a pripravený na prijatie ďalšej požiadavky.

Náhodný charakter toku požiadaviek a času ich obsluhy vedie k nerovnomernému pracovnému zaťaženiu QS: v určitých časových intervaloch sa môžu na vstupe QS hromadiť neobslúžené požiadavky, čo vedie k preťaženiu QS, zatiaľ čo pri v niektorých iných časových intervaloch s voľnými kanálmi na vstupe QS nebudú žiadne požiadavky, čo vedie k nedostatočnému zaťaženiu QS, t.j. k nečinnosti jej kanálov. Aplikácie, ktoré sa nahromadia na vstupe do QS, sa buď „stanú“ v rade, alebo z nejakého dôvodu nemožnosť ďalšieho zotrvania v rade, nechajú QS neobslúžený.

Schéma QS je znázornená na obrázku 5.1.

Obrázok 5.1 - Schéma systému radenia

Každý QS obsahuje vo svojej štruktúre určitý počet obslužných zariadení, ktoré sú tzv servisné kanály. Úlohu kanálov môžu zohrávať rôzne zariadenia, osoby vykonávajúce určité operácie (pokladníci, operátori, predajcovia), komunikačné linky, vozidlá atď.

Každý QS má v závislosti od svojich parametrov: povaha aplikačného toku, počet servisných kanálov a ich výkon, ako aj pravidlá organizácie práce určitú prevádzkovú efektivitu (priepustnosť), ktorá mu umožňuje viac či menej úspešne vyrovnať sa s tokom aplikácií.

QS je predmetom štúdia teória radenia.

Účel teórie radenia- vypracovanie odporúčaní k racionálnej konštrukcii QS, racionálnej organizácii ich práce a regulácii toku aplikácií na zabezpečenie vysokej účinnosti QS.

Na dosiahnutie tohto cieľa sú stanovené úlohy teórie radenia, ktoré spočívajú v stanovení závislostí efektívnosti fungovania QS od jeho organizácie (parametrov).

Ako charakteristiky efektívnosti fungovania QS Na výber sú tri hlavné skupiny (zvyčajne priemerných) ukazovateľov:

1. Ukazovatele účinnosti používania QS:

1.1. Absolútna priepustnosť QS je priemerný počet požiadaviek, ktoré QS dokáže obslúžiť za jednotku času.

1.2. Relatívna priepustnosť QS je pomer priemerného počtu aplikácií obsluhovaných QS za jednotku času k priemernému počtu žiadostí prijatých za rovnaký čas.

1.3. Priemerná dĺžka doby zamestnania SMO.

1.4. Miera využitia QS je priemerný podiel času, počas ktorého je QS zaneprázdnený servisom aplikácií.

2. Indikátory kvality aplikačných služieb:

2.1. Priemerná doba čakania na žiadosť vo fronte.

2.2. Priemerný čas zotrvania žiadosti v SOT.

2.3. Pravdepodobnosť odmietnutia aplikácie v prevádzke bez čakania.

2.4. Pravdepodobnosť, že prijatá žiadosť bude okamžite prijatá do služby.

2.5. Zákon o rozdelení čakacej doby na žiadosť vo fronte.

2.6. Zákon o rozdelení času stráveného aplikáciou v QS.

2.7. Priemerný počet aplikácií vo fronte.

2.8. Priemerný počet aplikácií v QS atď.

3. Výkonnostné ukazovatele dvojice "SMO - spotrebiteľ", kde „spotrebiteľ“ znamená celý súbor aplikácií alebo niektoré ich zdroje (napríklad priemerný príjem, ktorý QS prináša za jednotku času atď.).

Náhodný charakter toku aplikácií a trvanie ich služby generuje v QS náhodný proces. Pretože okamihy v čase T i a časové intervaly prijímania žiadostí T, trvanie servisných operácií T obs, stojaci v rade T och, dĺžka frontu l och sú náhodné premenné, potom sú charakteristiky stavu systémov radenia pravdepodobnostné. Preto na vyriešenie problémov teórie radenia je potrebné študovať tento náhodný proces, t.j. vytvoriť a analyzovať jeho matematický model.

Matematické štúdium fungovania QS je značne zjednodušené, ak sa v ňom vyskytuje náhodný proces Markovian. Aby bol náhodný proces markovovský, je potrebné a postačujúce, aby všetky toky udalostí, pod vplyvom ktorých systém prechádza zo stavu do stavu, boli (najjednoduchšie) jed.

Najjednoduchší tok má tri hlavné vlastnosti: obyčajný, stacionárny a bez následkov.

Obyčajný tok znamená praktickú nemožnosť súčasného prijatia 2 alebo viacerých požiadaviek. Napríklad pravdepodobnosť, že v samoobsluhe zlyhá niekoľko pokladníc súčasne, je dosť malá.

Stacionárne je tok, pre ktorý je matematické očakávanie počtu požiadaviek vstupujúcich do systému za jednotku času (označujeme λ ) sa časom nemení. Teda pravdepodobnosť vstupu určitého počtu požiadaviek do systému počas daného časového obdobia ?T závisí od jej hodnoty a nezávisí od pôvodu jej referencie na časovej osi.

Žiadny následný efekt znamená, že počet žiadostí prijatých systémom pred daným okamihom T, neurčuje, koľko požiadaviek v priebehu času vstúpi do systému (T + ?T). Napríklad, ak v pokladni v tento moment došlo k pretrhnutiu pokladničnej pásky a pokladník to odstránil, nemá to vplyv na možnosť nového prerušenia pri tejto pokladni v nasledujúcom okamihu a ešte viac na pravdepodobnosť prasknutia v iných pokladniach.

Pre najjednoduchší tok sa frekvencia prijímania požiadaviek do systému riadi Poissonovým zákonom, t.j. pravdepodobnosť príchodu v priebehu času T hladké k požiadavky sú dané vzorcom

Kde λ — intenzita aplikačného toku t.j. priemerný počet žiadostí prichádzajúcich do QS za jednotku času,

Kde τ - priemerná hodnota časového intervalu medzi dvoma susednými aplikáciami.

Pre takýto tok požiadaviek je čas medzi dvoma susednými požiadavkami rozdelený exponenciálne s hustotou pravdepodobnosti

Náhodný čas čakania vo fronte spustenia služby možno tiež považovať za exponenciálne distribuovaný:

Kde ν — intenzita dopravy v kolóne t. j. priemerný počet žiadostí prichádzajúcich do služby za jednotku času,

Kde T och je priemerná doba čakania v rade.

Výstupný tok požiadaviek je spojený s tokom služieb v kanáli, kde je trvanie služby T obs je náhodná premenná a v mnohých prípadoch sa riadi zákonom exponenciálneho rozdelenia s hustotou

Kde μ — rýchlosť toku služby, t. j. priemerný počet žiadostí doručených za jednotku času,

Dôležitá charakteristika QS, ktorá kombinuje ukazovatele λ A μ , je intenzita zaťaženia, ktorý ukazuje stupeň koordinácie špecifikovaných tokov aplikácií:

Uvedené ukazovatele k, τ, λ, l och, T och, ν, T obs, μ, ρ, Р k sú najbežnejšie pre QS.

Sieť frontu je zbierka konečného čísla N obslužné uzly, v ktorých obiehajú požiadavky, ktoré prechádzajú v súlade so smerovacou maticou z jedného uzla do druhého.

Uzol je vždy otvorený QS (navyše QS môže byť akejkoľvek triedy). Samostatné QS zobrazujú funkčne nezávislé časti reálneho systému, spojenia medzi QS - štruktúra systému, a požiadavky, obiehajúce v QEMO, sú zložkami materiálových tokov.

SeMO sú klasifikované podľa niekoľkých kritérií (obr. 2.5).

Sieť sa nazýva lineárna, ak sú intenzity tokov požiadaviek v uzloch vzájomne prepojené lineárnou závislosťou, kde je koeficient úmernosti, alebo relatívne k zdroju.

Koeficient (prevodový koeficient) charakterizuje podiel žiadostí prijatých v r j-tý uzol od zdroja požiadaviek, alebo priemerný počet prechodov požiadavky týmto uzlom počas jej pobytu v sieti.

Ak sú intenzity tokov požiadaviek v uzloch siete spojené nelineárnym vzťahom (napríklad ), potom sa sieť nazýva nelineárna.

Sieť je vždy lineárna, ak sa požiadavky nestratia a nemnožia sa v nej.

Ryža. 2.5. Klasifikácia CMO

otvorená sieť- je to taká otvorená sieť, z ktorej pochádzajú aplikácie vonkajšie prostredie a z ktorých odchádzajú po službe do vonkajšieho prostredia. Funkciou QEMO s otvorenou slučkou (OSMO) je prítomnosť jedného alebo viacerých nezávislých externých zdrojov, ktoré generujú nároky vstupujúce do siete, bez ohľadu na to, koľko nárokov je už v sieti. V RSEM môže byť kedykoľvek ľubovoľný počet aplikácií (od 0 do ).

IN zatvorené QEMO(ZSEMO) cirkuluje pevne stanovený počet žiadostí a neexistuje žiadny nezávislý externý zdroj. Na základe fyzikálnych úvah sa v ZSMO vyberie vonkajší oblúk, na ktorom je vyznačený pseudonulový bod, vzhľadom na ktorý možno merať časové charakteristiky. Počet požiadaviek v uzavretej sieti je konštantný.

Kombinované sieť je sieť, v ktorej neustále cirkuluje určitý počet aplikácií a existujú aplikácie pochádzajúce z externých nezávislých zdrojov.

IN homogénne siete cirkulujú nároky rovnakej triedy. IN heterogénne V sieti môžu byť prítomné nároky niekoľkých tried. Aplikácie patria do rôznych tried, ak sa líšia aspoň v jednom z nasledujúcich atribútov:

– zákon o rozdelení trvania služby v uzloch;

- priority;

– trasy (cesty pohybu aplikácií v sieti).

IN exponenciálny siete s trvaním služby vo všetkých uzloch sú rozdelené podľa exponenciálneho zákona a toky vstupujúce do otvorenej siete sú najjednoduchšie (Poisson). Vo všetkých ostatných prípadoch je sieť neexponenciálna.

Ak aspoň jeden uzol poskytuje prioritnú službu, potom je to - prioritou net. Priorita je funkcia, ktorá určuje poradie služby. Ak sú požiadavky na uzloch obsluhované v poradí príchodu, potom sa takáto sieť volá neprednostné.

teda exponenciálny zavoláme CMO, ktorá spĺňa nasledujúce požiadavky:

sú Poissonove vstupné QEM toky;

- vo všetkom N QS servisný čas aplikácií má funkciu exponenciálneho rozdelenia pravdepodobnosti, aplikácie sú obsluhované v poradí príchodu;

– prechod aplikácie z výstupu i- ku vchodu j th QS je nezávislá náhodná udalosť s pravdepodobnosťou

Na vizuálne znázornenie QS sa používa graf, ktorého vrcholy (uzly) zodpovedajú jednotlivým QS a oblúky zobrazujú súvislosti medzi uzlami.
Náhodné články

Hore