Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время отрасль связи является большой пространственно распределенной системой, которая охватывает всю территорию страны различными сетями электросвязи. Постоянное увеличение информационных потоков в сетях, повышение качества, увеличение услуг связи обеспечило появление новых задач, среди них - общая задача проектирования сети связи, связывающая экономические и структурные характеристики сети с характеристиками процесса доставки сообщений, надежности, управления и технического обслуживания. Эта задача представлена как задача оптимизации, в которой в качестве основных ограничений берется вероятность своевременной доставки сообщения, и среднее время доставки сообщения. При этом появляется и нуждается в разрешении важная теоретическая проблема - разработка математических моделей сетей, рассматривающих эти качественные критерии сети.. Появилось большое число новых задач, связанных с ограничением на число ресурсов. В настоящее время стоит вопрос разработки математических моделей и методов расчета сетей передачи данных, в которых имеются ограничения на число мест ожидания, число каналов, время ожидания в очереди. Таким образом, проблема получения математических моделей для проектирования и оптимизации сетей передачи данных имеет важное теоретическое и народнохозяйственное значение.
Данная диссертационная работа посвящена вопросу разработки математических моделей и методов расчета различных видов сетей передачи данных, так как натурные испытания или физическое моделирование в этом случае практически исключены.
В создание и развитие математических моделей существенный вклад внесли: Башарин Г.П., Варакосин Н.П., Гнеденко Б.В., Захаров Г.П., Климов Г.П., Коваленко И.Н., Колмогоров А.Н., Корнышев Ю.Н., Лохмотко В.В., Небеев А.В., Ревельс В.П., Харкевич А.Д., Шнепс М.А., Енсен А., Клейнрок Л., Кроммелин К., О'Делл, Пальм К., Полячек Ф., Саати Т.Л., Феллер В., Хинчин А.Я., Энгсет Т., Эрланг А.К. и многие другие.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Проблема получения математических моделей для проектирования и оптимизации сетей передачи данных, связана с технико-экономичным, анализом эффективности капиталовложений в области связи и входит в основные направления деятельности на 1997 год " Дослідні та наукові організацій України". Работа выполнена в рамках темы "Розробка методики побудови єдиної системи програмного забезпечення цифрових систем коммутації з уніфікованною функціональною архітектурою" №U000281 по заказу Государственного комитета связи Украины.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является создание теоретических основ, исследование и дальнейшее совершенствование математических моделей и методов расчета различных видов сетей передачи данных с накоплением сообщений. Задачи исследований следующие:
-
Получить математическую модель в общем виде для расчета вероятности своевременной доставки сообщения для однофазовой и многофазовой одноканальной и многоканальной сети передачи данных при ограничении числа мест для ожидания, числа каналов, числа абонентов и времени ожидания в очереди.
-
Изучить влияние, которое оказывает ограничение числа мест ожидания, числа каналов, ограниченное время ожидания в очереди на
вероятность своевременной доставки сообщения для одноканальной и многоканальной сети передачи данных.
3. Исследовать влияние интенсивности старения сообщения на
вероятность своевременной доставки сообщения.
4. Получить математическую модель для расчета среднего времени
доставки сообщений для одноканальной сети передачи данных при
ограничении на число мест для ожидания.
Научная новизна полученных результатов. На основе выполненных. исследований сформулированы и обоснованы, научные положения, совокупность которых являет собой. раскрытие важной научной проблемы в области проектирования и оптимизации сетей передачи данных, что имеет важное народнохозяйственное значение. Новые научные результаты:
-
Математическая модель для расчета основного критерия оптимизации и проектирования - вероятности своевременной доставки сообщения одноканальной однофазовой сети при ограниченном числе мест ожидания и с пуассоновским входящим потоком первого и второго рода.
-
Математическая модель для расчета основного критерия оптимизации и проектирования - вероятности своевременной доставки сообщения многоканальной однофазовой сети при ограниченном числе мест ожидания и пуассоновском входящем потоке первого рода. Та же модель но с дополнительным условием- ограничением на время ожидания в системе.
-
Математическая модель для расчета основного критерия оптимизации и проектирования - вероятности своевременной доставки сообщения многофазовой многоканальной сети при ограниченном числе мест ожидания в каждом узле и пуассоновском входящем потоке первого и второго рода для ограниченного времени ожидания в системе.
-
Математическая модель для расчета основного критерия оптимизации и проектирования - вероятности своевременной доставки сообщения многоканальной однофазовои сети при ограниченном числе мест ожидания и с пуассоновским входящим потоком второго рода. То же для ограниченного времени ожидания в системе.
-
Получена средняя задержка сообщения на сети как первый начальный момент от вероятности своевременной доставки сообщения для одноканальной однофазовои сети. Показано, как рассчитывается производительность такой сети.
Практическое значение полученных результатов. Полученные; результаты позволяют решить общую задачу проектирования сети, представленную как задача оптимизации, где в качестве основного ограничения берется вероятность своевременной доставки сообщения и среднее время доставки сообщения. Результаты дают возможность проектировать узлы передачи данных и всю сеть в целом с индивидуальными особенностями каждого узла в отдельности; рассчитывать пропускную способность сети. От правильности и точности расчетов зависит стоимость оборудования связи. Рассмотренные методики расчета полезны при проектировании малых центров коммутации сообщений. Малое предприятие "Инфосвязь" использавало результаты диссертационной работы для расчета числа мест для ожидания.
Личный вклад автора. Основные теоретические и практические выводы получены автором самостоятельно. В работе "Расчет вероятности своевременной доставки сообщения для многофазовой сети типа /M/S/r/dl/" автором получена математическая модель для расчета вероятности своевременной доставки сообщения для многоканальной однофазовои и многоканальной многофазовой сети передачи данных с пуассоновским входящим потоком первого и второго рода, .прямым
порядком обслуживания и офаничением на число мест ожидания. То же при ограниченном времени ожидания в узле. В работе "Расчет числа мест ожидания для системы с коммутацией сообщений" автором получена математическая модель для расчета вероятности своевременной доставки сообщения для одноканальной однофазовой сети ПД с накоплением сообщения
Апробация результатов диссертации. Теоретические и практические результаты работы докладывались на конференции "Сучасні проблеми телекомунікації" сентябрь 1996г., г. Львов и на Ь ом .Международной форуме "Электроника и молодежь в XXI-веке" апрель 1997г., г. Харьков.
Публикации. По теме опубликовано 5 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов и заключения. Работа содержит 154 страниц, в том числе: страниц текста 95,24 страниц рисунков, 13 страниц таблиц, 7 страниц библиографии из 84 наименований, 15 страниц приложений.
