Введение к работе
Актуальность тема Важнейшими показателями качества функционирования сетей связи яеляются вероятность потерь Еызова и соотношение между долями оплачиваемой и неоплачиваемой нагрузок. Существуют две основные причины, приводящие к потере поступившего вызова. Первая из них - нехватка соединительных линий или оборудования, управляющего установлением соединения. Вторая - занятость или неответ вызываемого абонента. Для устранения первой из упомянутых причин отказа в обслуживании необходимо, исходя из данных статистических наблюдений и принятой «одели функционирования анализируемой системы сеязи, выяснить, какое количество оборудования не хватает, и затем провести установку соответствующего дополнительного оборудования. Решения проблем, которые здесь возникают, добольно подробно исследованы в разных ситуациях, встречающихся при эксплуатации и проектировании систем коммутации.
Для устранения второй из упомянутых причин отказа требовалось найти способ влияния на поведение абонента, пользующегося, услугами сети связи. Имеющиеся технические возможности этой проблемы не решали. Между тем по данным, приведенным в разных источниках, на современных сетях связи доля отказов по причине занятости или неответа вызываемого абонента в десятки раз превосходит потери из-за нехватки оборудования. Наличие довольно большого уровня потерь приводит к появлению потока повторных вызовов, который в ряде случаев может полностью заблокировать работу сети. В этой ситуации при резком возрастании коэффициента использования канала наблюдается уменьшение доли оплачиваемой нагрузки, поскольку большая часть обслуживаемой нагрузки инициируется повторными вызовами.
Для устранения анализируемой причины отказа в обслуживании администрация телефонных сетей должна получить способ воздействия на поведение абонента в ситуации занятости или неответа вызываемого абонента. Такие возможности появились на современных телефонных сетях в связи с внедрением дополнительных видов обслуживания (ДВО), в свою очередь обеспечиваемых переходом на цифровую передачу информации. Использование новых возможностей требует проведения предварительного теоретического анализа и разработки новых моделей, учитывающих введение 'ДВО и изучение их влияния на функционирование системы связи. Это является темой настоящего исследования. Таким образом, тематика диссертационной работы актуальна и отвечает нух^м и запросам практики.
Целью диссертации является разработка и исследование моделей систем коммутации, учитывающих наличие ДВО, и использование- введенных моделей для оценки последствий применения ДЮ для уменьшения потоков повторных вызовов и увеличения доли оплачиваемой нагрузки.
Кетоды исследования. Для решения поставленных задач использовались методы теории телетрафика,вычислительной математики и программирования.
. Научная новизна результатов диссертации состоит в следую-' щем:
1. Разработана математическая модель полнодоступной систе
мы, позволяющая учитывать: зависимость вероятности и интенсив
ности повторения Еызова от вида-отказа в обслуживании (разли
чаются ситуации занятости и неответа вызываемого абонента),
зависимость процесса занятия и освобождения канала от резуль
тата установления соединения.
2. Указан способ формализации модели, новизна которого
' состоит в том, что он позволяет Ёвести в рассмотрение пять ДЮ
(три в ситуации занятости вызываемого абонента и два в ситуации неответа вызываемого абонента).
-
Разработан точный численный метод оценки характеристик введенной модели, основанный на проведении урезания исходного пространства состояний .и использовании итерационного метода решения систем линейных уравнений.
-
Разработан приближенный метод оценки характеристик модели, использующий идею замены циркулирующих в модели потоков повторных еызоеов на пуассоновские с интенсивностями, определяемыми из решения неявных уравнений, следующих из законов сохранения.
-
Проведено численное исследование зависимости характеристик качества функционирования полнодоступной системы коммутации от использования таких ДЮ как: сообщение занятому вызываемому абоненту о , наличии вызова, сообщение вызывающему абоненту о занятости вызываемого абонента, постановка вызова на ожидание в случае занятости вызываемого абонента, запись сооС -зния на автоответчик в ситуации неответа вызываемого абонента, переадресация поступившего вызова.
На заядегу выносятся следующие основные положения: 1. Математическая модель в виде системы массового обслуживания с повторными вызовами и учетом зависимости процесса занятия и освобождения канала от результата попытки установления соединения адекватно описывает процесс функционирования полно-
доступных систем'коммутации и позволяет ввести в рассмотрение такие ДЮ как: сообщение занятому вызываемому абоненту о нали--чий вызова, сообщение вызывающему абоненту о занятости вызываемого абонента, постановка вызова на ожидание в случае занятости вызываемого абонента, запись сообщения на автоответчик е ситуации неответа вызываемого абонента, переадресация поступившего вызова в случае неответа вызываемого абонента.
2. Точный метод расчета значений характеристик, основанный
на проведении урезания исходного пространства состояний и
использовании итерационного метода решения системы уравнений
статистического равновесия позволяет рассчитать характеристики
модели с числом уравнений в системе .уравнений равновесия до
10000.
3. Приближенный метод, основанный на упрощении модели
обслуживания вызовов путем замены циркулирующих в модели пото
ков повторных вызовов на пуассоновские с/интенсивностями, оп
ределяемыми из решения неявных уравнений, следующих из законов
сохранения, дает оценки вероятностных характеристик введенной
модели, погрешность которых не превосходит 10 7..
4. Применение половиной абонентов, таких ДВО как: сообщение
занятому вызываемому абоненту о наличии вызова, сообщение вы
зывающему абоненту о занятости вызываемого абонента^ постанов
ка вызова на ожидание в случае занятости' вызываемого абонента,
запись сообщения .на автоответчик в ситуации неответа вызывае
мого абонента, переадресация поступившего вызова в случае не
ответа вызываемого абонента позволяет до пяти раз уменьшить
интенсивности потоков повторных вызовов и до трех раз умень
шить коэффициент использования канала на неоплачиваемую наг
рузку.
.Еічтай еялэд авторх Все исследования и связанные с ними расчеты, а также вытекающие из них теоретические выводы, обобщения и практические рекомендации получены автором лично.
Практическая цзшюсть. Проведенные в диссертационной работе исследования показали, что использование ДЮ в ситуации занятости или неответа вызываемого абонента дает возможность уменьшить интенсивность потоков повторных вызовов и увеличить коэффициент использования канала на оплачиваемую нагрузку. Разработка соответствующей модели и методов ее расчета позволяет численно оценить соответствующие изменения 'в зависимости от числа каналов, параметров поведения абонента, получившего отказ в обслуживании, и от доли абонентов, обладающих возможностью использования анализируемого ДЮ.
Полученные результаты могут быть использованы при исследовании и проектировании перспективных систем коммутации.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и обсуждались на 3-м Международном семинаре по теории телетрафика и компьютерному моделированию (София, 1989), на XXI Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню Радио (Москва, 1990), на научных семинарах Института проблем передачи информации АН СССР и на.заседаниях кафедры автоматической электросвязи Московского института связи.
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в четырех опубликованных .работах.
Объем работы. Диссертация состоит из четырех глав, заключения и приложения. Она включает 133 страницы' машинописного текста, 52 рисунка, 13 таблиц. Список литературы'содержит ПО наименований.
