автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Исследование эффективности введения адаптивной тарификации в управлениецифровой сетью интегрального обслуживания

Г* Г> Л П |0

На правах рукописи

Дроздова Елена Николаевна

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВВЕДЕНИЯ АДАПТИВНОЙ ТАРИФИКАЦИИ В УПРАВЛЕНИЕ ЦИФРОВОЙ СЕТЫ) ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Специальность* 05.13. 01 - Управление в технических

системах

АВТОРЕФЕРАТ диссертаций на соискание ученое степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1995

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете им.В.И.Ульянова (Ленина)

Научный руководитель - (

доктор технических наук профессор Яковлев С. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Чугреев О.С. кандидат.технических наук.с. научн. сотр. Бакланов A.B.

Ведущая организация - £анкт-Петербургский институт информатики и автоматизации Российской академии наук

Защита состоится 1995 г. в часов

на заседании диссертацгонного совета К 063.36.03 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета им.В.И.Ульянова (Ленина) по адресу: 197376. Санкт- Петербург, ул. проф. Попова. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

Кутузов 0. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Интеграция обслуживания пользователей, передающих речевую информацию, оперативные данные и файлы ЭВМ, видеосигналы в рамках единой цифровой сети является актуальной задачей. Априорная информация о пользователях не позволяет эффективно на стадии проектирования разработать алгоритмы управления цифровой сетью. Поэтому наиболее эффективно разработать1адаптивные алгоритмы управления цифровой сетью интегрального обслуживания (ЦСИО), позволяющие на основе формирования, обмена и анализа служебной информации в реальном масштабе времени <РМВ> принимать решения по управлению ЦСИО. Особый интерес представляет исследование и разработка алгоритмов адаптивного управления потоками информации, которые реализуют функции маршрутизации и ограничения входной нагрузки сети.

Традиционно ограничение входных потоков ЦСИО в периоды. повышенной нагрузки осуществляется в случайном порядке, без разбора, независимо от степени важности и срочности каждого конкретного вызова для абонента. Это значит, что повышается вероятность малоценных и длительных сеансов связи из-за которых не могут быть обслужены важные и срочныь выповы. Увеличение числа отказов ведет к возникновению повторных вызовов, к еще большему росту,_ поступающей нагрузки, к возникновению перегрузки и снижению качества обслуживания пользователей ЦСИО. Кроме того, для сетей электросвязи и, в частности, для ЦСИО характерна неравномерность возникающей нагрузки во времени. Таким образом, возникает актуальная проблема: обеспечить оптимальное перераспределение ресурсов сети с целью максимизации ее эффективности в отношении передачи наиболее ценной для абонентов информации. Данная проблема может быть эффективно разрешена с помощью введения в • управление ЦСИО адаптивной тарификации <АТ>, сущность которой заключается в назначении величины тарифа в зависимости от уровни нагрузки с оперативным информированием пользователей ЦСИО о величине тарифа.

Анализ функционирования ЦСИО с позиции теории управления показывает, что введение"АТ позволит придать человеко-машинной системе "Абонента - ЦСИО" совершенно новое и очень важное

свойство саморегуляции. Это свойство является отличительным признаком высокоэффективных кибернетических систем. В частности, АТ в ЦСИО должна обеспечивать фильтрацию вызовов по проторию ценностного содержания информации, сокращение длительности обслуживания пользователей в период повышенной нагрузки, сглаживание неравномерности нагрузки во времени и повышение тарифного дохода ЦСИО. Исследование эффективности введения АТ в ЦСИО в рамках вышеперечисленных преимуществ является актуальной задачей. -

При введении АТ в управление ЦСИО возникает целый рад разнообразных проблем: экономических, социальных, психологических, эргономических и технических. Из перечисленных проблем выделим технические, к которым относятся: автоматический учет количества вызовов, управление функционированием ЦСИО в РМВ (выработка списка оптимальных маршрутов,и назначение тарифов на них), оперативное информирование пользователей о текущих значениях тарифов на оптимальных маршрутах к пункту назначения (звуковой сигнал или индикатор». Решение технических задач при введении АТ в ЦСКО является важной задачей.

Автоматический учет количества вызовов представляет собой процесс накопления информации, необходимой для принятия решений в РМВ. Этот процесс связан с затратами времени, что приводит к запаздыванию в получении адаптивной системой управления информации о процессе функционирования системы "Абоненты.-ЦСИО". Запаздывание информации существенно сникает эффективность работы адаптивных систем управления в' РМВ. Поэтому зна-чштельной является задача прогнозирования состояний системы "Абоненты - ЦСИО". - •

Целью диссертационной работы является разработка и исследование моделей и алгоритмов адаптивного- управления с тарификацией цифровой сетью интегрального обслуживания. Для достижения указанной целг необходимо:

I. Провести аналитическое исследование:

- вероятностных характеристик процесса' принятия решения абонентом при АТ;

- сглаживания нагрузки во времени;

- сокращения длительности обслуживания пользователей в

- 3 -

период повышенной нагрузки;

- дополнительного экономического эффекта от введения АТ в ЦСИО.

2. Разработать комплекс алгоритмов адаптивного управления функционированием ЦСИО при АТ:

- алгоритм автоматического учета количества вызовов при АТ с' прогнозированием-,

- алгоритм обнаружения перегрузки каналов связи сКСШ и узлов коммутации сую в РМВ;

- алгоритм обновления маршрутных таблиц ЦСИО в РМВ;

т алгоритм обслуживания вызовов пользователей в ЦСИО при АТ.

3. Провести исследование методом имитационного моделирования эффективности функционирования ЦСИО при АТ с целью определения оптимальных условий введения АТ синтенсивность входной нагрузки, относительное превышение тарифа. режим коммутацию в : смысле максимизации дополнительного общего экономического эффекта.

ОБЪЕКТОМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ является конкретизация системы управления ЦСИО с учетом введения АТ.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ в данной работе является эффективность введения АТ в ЦСИО.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. При проведении исследований в диссертационной работе использовались метода и аппарат теории ' адаптивной тарификации в сетях связи, теории прагматических свойств нагрузки сетей связи, теории управления сложными объектами. теории массового обслуживания, теории прогнозирования временных рядов, планирования экспериментов и имитационного моделирования.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В результате проведенных исследований в работе получены следующие результаты:

1. Вероятностные характеристики процесса принятия рзшения абонентами при адаптивной тарификации, позволяющие моделировать поведение пользователей при введении повышенного тарифа и обеспечивающие возможность проведения имитационного исследования эффективности введения АТ в ЦСИО.

2. Математическая модель процесса поступления вызовов от

абонентов в ЦСИО при повышенном тарифе. основанная на распределении Эрланга для метода этапов, служащая основой для проведения аналитического исследования сглаживания нагрузга во времени при "адаптивной тарификации.

3. Аналитические выражения для определения длительности сеансов связи при повышенном тарифе, основанные на вероятностных характеристиках процесса принятия решения абонентами при А^. позволяющие дать рекомендации о повышении тарифа на определенные виды связи и дающие возможность моделировать поведение абонентов при введении повышенного тарифа, что необходимо для организации й проведения имитационного исследования эффективности введения AT в ЦСИО.

4. Комплекс алгоритмов, реализующий введение адаптивной тарификации в ЦСИО. дающий возможность справедливого ограничения нагрузки,в зависимости от степени важности и срочности каждого вызова для конкретных абонентов, отличающийся от других алгоритмов управления функционированием ЦСИО в РМВ вовлечением абонентов в процесс принятия решений по управлению ограничением нагрузки, обеспечивающий оптимальное перераспределение ресурсов ЦСИО с целью максимизации ее эффективности в отношении передачи наиболее ценной для пользователей информации и позволяющий получить дополнительный экономический эффект по сравнению с неадапгивной тарификацией.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ работы состоит в следующем:

1. Разработан с помощью системы программного обеспечения СПО gpss/pc комплекс программ имитационного моделирования процесса функционирования ЦСИО при адаптивной тарификации, позволяющий определить оптимальные условия введения AT в ЦСИО ö целью максимизации дополнительного экономического эффекта.

2. Выработаны рекомендации эффективного введения AT в ЦСИО (относительное превышение тарифа в 2 раза и передача в режиме коммутации каналба речевой информации и дополнительных видов связи свидеотекс, телетекс. факсэ, а в режиме коммутации пакетов - трафика данных).

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертационной работы ■ опубликованы 2 статьи.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ: диссертационная работа состоит

из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 108 наименований и приложения. Основная часть работы изложена на 137 страницах машинного текста. Работа содержит 32 рисунка и 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность исследования, определена цель работы и средства ее достижения, перечислены метода исследования, приведено краткое содержание каждой главы диссертации.

В ПЕРВОЙ главе "ЦИФРОВАЯ СЕТЬ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ":

1. Выполнен содержательный обзор перспективы развития сетей электросвязи. Отмечено, что постеленная эволюция всех сетей и систем связи стремится к распределенной сети обмена всеми вддаш информации. Современное состояние цифровой электросвязи в нашей стране характеризуется нахождением на этапе I спереход к цифровым методам передачи и коммутацию и проведением научно-исследовательских разработок для реализации этапа 2 с создание цифровой сети интегрального обслуживания -ЦСИОэ. Предложено для определенности исследования .управления в ЦСИО использовать узел коммутации типа "Система 12". а в качестве средства передачи систему, соответствующую европейскому' стандарту, со скоростью 2.048 Мбит/с.

2. Предложена структурная схема узла коммутации, на основе которой построена модель обмена информацией в узле коммутации при использовании обозначений и терминов теории массового обслуживания, которая характеризуется раздельным использованием ресурсов ЦСИО режимами коммутации каналов и пакетов и служит основой для разработки имитационной модели процесса установления' и разьединения соединений в узле коммутации интегральной сети.

3. На основе анализа существующих.данных о трафике ЦСИО предложены, для исследования три модали входного потока. Б модели I передается ' в. режиме коммутации каналов речь, видеотекс, телзтекс. факс, а в режиме коммутации пакетов -

- б -

данные. В модели 2 в режиме коммутации каналов передается речь и 50я свидеотекса. телетекса, факса?, а в режиме коммутации пакетов - данные и 50* свидеотекса. телетекса. факсах В модели 3 передается в режиме коммутации каналов речь, а в режиме коммутации пакетов - данные, видеотекс. телетекс. факс. Дана краткая характеристика каждой составляющэй трафика, необходимая для проведения аналитического . и имитационного исследования эффективности функционирования ЦСИО.

4. Сформулирована оптимизационная задача адаптивного управления ЦСИО в РМВ с АТ: используя измеренные и прогнозируемые оценки нагрузки и потерь в сети, требуется выработать список оптимальных путей и назначить тарифы на них таким образом, чтобы предотвратить или ликвидировать перегрузку сети и использовать пропускную способность для обслуживания лишь наиболее ценных с точки зрения пользователей вызовов.

Во ВТОРОЙ главе "АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ. ВВЕДЕНИЯ АДАПТИВНОЙ ТАРИФИКАЦИИ В СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ ЦИФРОВОЙ СЕТЬЮ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ":

I. Получены вероятностные характеристики процесса принятия решения абонентами при адаптивной тарификации:

аэ вероятность того, что вызов будет послан абонентом при повышенном тарифе:

Р С2п.Д<1г,/-е1Ю = пос

2п О 2 с 1

1 , 2Г1 2 1+Дс1пХап,

где 2п - ценность вызова г.-го вида связи, лап/ап - относительное превышение тарифа на п-а вид связи.

бэ вероятность того, что вызов не будет послан абонентом в текущий период действия повышенного тарифа:

РипосСгп, дсъ-^го = 1 - р , лг/г>^с/го -

ПОС

вэ вероятность того, что вызов будет перенесен абонентом

- ? -

на время действия обычного тарифа:.

р_ Сгп.ДсЬ/сЬО = Р С2п, Дс1п/агО Р С2п,дап/с1п5 : пер пос ппос

г? вероятность того, что абонент откажется от посылки вызова:

отк 1 нпос ' пер

Полученные вероятностные характеристики описывают процесс принятия решений абонентами при адаптивной тарификации, позволяют моделировать поведение пользователей при введении повышенного тарифа и служат основой дня задания и проведения имитационных экспериментов с целью исследования процесса функционирования ЦСИО при адаптивной тарификации. •

2. Разработана математическая модель процесса поступлений вызовов от абонентов в ЦСИО при повышенном тарифе на основе распределения Эрланга для метода этапов. Число этапов эрлан-говской системы равно единице, если вызов принимается на обслуживание при повышенном тарифе, и поступление вызовов в сеть подчиняется закойу Пуассона. Число этапов равно нулю, если абонент отказывается от посылки вызова. Число этапов определяет время отсрочки введения вызова в сеть, если вызов переносится абонентом на более поздний триод времени действия обычного тарифа. Плотность распределения вероятностей времени между моментами поступления вызовов в сеть при АТ представляет собой сумму двух составляющих, первая из которых отражает вариант поступления вызовов в сеть при повышенном тарифе счисло этапов равно 1э. а вторая описывает факт шреноса вызова абонентом с периода повышенного тарифа на период поникэнного с число этапов равно 2э ,-

J

J ._

¿ = 1

-хгл р с2п , дсы/ап^

.£,/ ПОС )

гсо =/хпУ р с?* ..дап/апэе

Я ПОС J

-ахгЛ р сгп,, дап^аюъ }$•* пвр j

.>

+ р сгп.

Пвр 4 ,

где ,Хп - интенсивность нагрузки п-го вида связи до введения повышенного тарифа; J - число пользователей, создающих Хп.

Таким образом, число этапов характеризует смещение во времени и прореживание потока вызовов каждого вида связи при введении адаптивной тарификации в ЦСИО.

3. Проведено аналитическое исследование сглаживания нагрузки во времени при повышенном тарифе на основе полученного выражения, характеризующего плотность распределения времени между моментами поступления вызовов в ЦСИО при адаптивной тарификации с точки зрения управления сетью в реальном масштабе времени- Результаты исследования позволяют сделать следующий вывод-, при адаптивной тарификации плотность распределения времени между моментами поступления вызовов в сеть имеет более равновероятный характер, чем при неадагггивной тарификации. Это объясняется снижением интенсивности поступления вызовов при повышенном тарифе, а также переносом части вызовов на период обычного тарифа.

4. Получены аналитические выражения для определения:

аэ среднего времени вызова в режиме коммутации каналов

при повышенном тарифе:

Т сгп. дсь/с1г.э =

ВЮЛТ

Т 2п

1 ВЫЗп

О 2 2п С Т+ДсЪ^ап;

1 +Аап/е1п'

т ■ , 2а2 1 +дап/е1п,

ВЫЗп л '

где ТВЫЗп - длительность сеанса связи п-го вида связи при обычном тарифе.

бэ среднего числа пакетов вызова в режиме коммутации пакетов при введэнии повышенного тарифа: '

N гп пакп

пак С2п, Дс1п/<1гО = АТ

О 5 2л С 1+Ас1п/с1п;

1 +Айп/Ап'

пакп' л

гда мпакп- среднее число пакетов за вызов п-го вида связи при обычном тарифе.

Полученные выражения послужили основой для построения зависимостей среднего времени счисла пакетовэ вызова от относительного превышения тарифа для трафика речи, видеотекса с индивидуального и производственного. секторовэ. телетекса и факса, передаваемого в режиме коммутации каналов и коммутации пакетов скроме речда. Построенные зависимости позволяют дать рекомендации о повышении тарифа на определенные виды связи свидеотекс индивидуального сектора при коммутации каналов и факс при коммутации пакетовэ в первую очередь, а также дают возможность сделать следующий вывод: длительность сеанса связи при повышении тарифа в два раза в период наибольшей нагрузки со1фащается на БО, что в два раза .ускоряет освобождение ресурсов в период перегрузки. Полученные донные позволяют моделировать поведение абонентов при введении повышенного тарифа, что необходимо для организации и проведения имитационных экспериментов по исследованию введения адаптивной тарификации в процесс функционирования ЦСИО.

5. Проведено аналитическое исследование дополнительного (по сравнению с неадапгивной тарификацией) экономического эффекта при введении адаптивной тарификации в сеть на оснош выражения, определяющегося разностью - между приростом дохода администрации сети при. введении адаптивной тарификации и потерями пользовательской среды из-за дополнительного ограничения возможности передачи части информации. По данному выражению получены зависимости дополнительного экономического эффекта от величины относительного превышения тарифа, от интенсивности трафика до введения повышенного тарифа и от величины коэффициента тарифной чувствительности сетевой нагрузки. Полученные зависимости позволяют сделать вывод, что с позиции повышения дополнительного экономического эффекта рационально в периода высокой нагрузки повышать тариф 2 раза.

- 10 -

В ТРЕТЬЕЙ главе "РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА АЛГОРИТМОВ РЕАЛИЗА- •

ЦИИ ВВЕДЕНИЯ АДАПТИВНОЙ ТАРИФИКАЦИИ В СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ

ЦИФРОВОЙ СЕТЫ) ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ":

Разработан алгоритм измерения и прогнозирования нагрузки и потерь в ЦСИО. основанный на использовании системы счетчиков для измерения и метода' экспоненциального сглаживания для прогнозирования. Этот .алгоритм можно описать следующей процедурой:

шаг 1 . если б = б2 1д 31:= г»

П Б2: = 32+1

если б = кз ш а: = 21-1 ^ 33:= 33+1

если б = 34 ш 34:= 34+1.

ЩАГ 2.

и51и = 0. 6 ит + 0. 4 иХ, =0. 6 Ут + 0. 4 У*.

Вт! =0. 6 Вт + 0. 4 Вт.

[ПАГ 3. Хт+.1 = Хт + и"+1 - Ут+1.

ШАГ 4. Б: гг: =0 П гЗ: =0 о 34: =0.

ШАГ 5. КОНЕЦ.

Используемые условные обозначения: г! - счетчик, служащий для I накопления информации о текущем числа обслуживаемых вызовов на канале: при принятии вызова на обслуживание номер' состояния счетчика увеличивается на единицу» а при освобождении ресурсов канала сразъединении? - уменьшается (тогда на конец периода наблюдения будет информация о текущей нагрузке на канале); зг - счетчик, использующийся для подсчета числа поступлений вызовов на канал за т-й период наблюдения; эз - счетчик числа освобождений; б4 - счетчик числа отказов в обслуживании-, эз - обнуление счетчиков; и«., Ут. Вт, Хт - число поступлений вызовов на канал, число освобождений ресурсов канала, число отказов в обслуживании и текущее число обслуживаемых вызовов на канале за т-й период наблюдения соответственно; и* , у" , в* - прогноз

соответствующей величины на предыдущем шаге управления;' и'-и. Ут+1» в*>1 • х*+1 - прогноз соответствующей величины на следующий шаг вперед.

! Этот алгоритм обеспечивает получение исходных данных для (Зледующэго этапа выработки управляющего воздействия - обнаружение перегрузки каналов и узлов ЦСИО.

2. Разработан алгоритм обнаружения перегрузки каналов связи ч узлов ЦСИО в РМВ. основанный на использовании трех порогового метода с адаптивно меняющимися порогами в зависимости от ситуации на сети и цели адагггации. ' которая заключается в минимизации потерь вызовов на сети. Этот алгоритм можно представить следующей процедурой:

ИАГ-1^ ■ УСТАНОВКА ПОРОГОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ '

ЕСЛИ в^ >010 Ппр1<2) := Ппр1<2) - N.

П : = П - N.

"обр1<2> "овр1<2>

ЕСЛИ = 0 10 Ппр1(2) : = ППР1(2> * I.

^0вр1<2> ' ~ ^0бр«2> +

ШАГ 2.. НАЗНАЧЕНИЕ СТАТУСОВ ПЕРЕГРУЗКИ КАНАЛОВ

ЕСЛИ*»« =Побр2 ШС«С1+»:-0. ЙЛИ = П0вр2 п 2 Ппр1 п Спсо=2

Ш СпкСЪ+1?:=1.

ЕСЛИ ХтТ» » Пяр1 л 2 Ппр2 л Спксо=0 Ю С„ С1+1Э:=1.

ПК

ЕСЛИ => Ппя, Ш С„ С1+1э.-=2.

пр2 ПК

ШАГ 3„ . НАЗНАЧЕНИЕ СТАТУСОВ ПЕРЕГРУЗКИ УЗЛОВ КОММУТАЦИИ

ЕСЛИ СИ1С^Ь-0 и ... и Спк/1+1э=0 Ю СПук1с*.+1Э: =0. ЕСЛИ Спк1с^1>=1 и ... и СВ1Ь1«.0-1 10 СПук1съ+1Э:=1. ^ Спк!съ+1Э=2 П • • • П Сяв,съО-2 т СП5^съ+1Э:=2.

Используемые условные обозначения.- Ппр1- прямой порог, соответствующий первому уровню перегрузки, т. е. когда число обслуживаемых вызовов на канале превышает значение порога, каналу связи назначается статус перегрузки равный I; Ппр2- прямой порог, соответствующий второму уровню перегрузки, когда каналу назначается статус перегрузки - 2; Г10в обратные помоги. отражающие степень ¿и пета метода; N - некоторое

число, характеризующее прогнозируемую величину потерь на канале на шаг вперед-, Спксо, С - статусы пврегрузки на каналах связи на предыдущем шаге управления и на следующий шаг

вперед соответственно; J - число исходящих каналов связи на узле коммутации; СПук1съ+1з - статус перегрузки ¡.-го узла коммутации на шаг вперед.

Результатом работы алгоритма являются статусы перегрузки каналов и узлов ЦСИО. которые являются исходными данными для решения следующей задачи адаптивного управления функционированием ЦСИО в РМВ - обновление маршрутных таблиц.

3. Разработан алгоритм обновления маршрутных таблиц ЦСИО в РМВ, основанный на использовании метода рельефов и ориентированный на совместную работу с алгоритмом адаптивной тарификации. Разработанный алгоритм обеспечивает формирование служебной информации о маршрутах и перегрузках на каждом узле сети таким образом, чтобы минимизировать вероятность передачи от соседних узлов информации, претендующей на перегруженные ресурсы. Кроме того, алгоритм дает возможность сформировать на каждом узле коммутации матрицу оптимальных маршрутов и тарифов' на них на следующий период наблюдения для режимов коммутации каналов и коммутации пакетов соответственно таким .образом, чтобы пропускная способность перегруженных маршрутов сети использовалась для обслуживания лишь наиболее ценных с точней зрения п' яьзователеи вызовов. Этот алгоритм можно описать следующими процедурами:

ПРОЦЕДУРА 1■ НОРМИРОВАНИЕ СЛУЖЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ

ШАГ 1 . ,1: =1, ^Тй - номер строки МТ

ШАГ 2. г.1: = т1пСг г . . Э

£Ш г;чп сспй=о и ССП|и=1 л Спук, 2 р и

и сС„^=2Л Спу*-2" т г=

и записать в вкой; переход к шагу 4.

™ П "Спй=1 П СПУК1=С» и <Свк,-2 п

п ССПУК1=0 и Спук^13" ш перепад к шагу 2.

-- 13 -

ЕСЛИ J > n iq конец ИНМЕ переход к шагу 2. bkor1 записать в столбец ftli mkor1.

шаг 1 . 1:=1. 1=1,п - номер ЖС; j:=I.

iMT_^cni£i== -X ccnKi> сПук1>.

ШАГ 3. I: = 1+1. ЕСЛИ 1 => n 1Q ПврвХОД К ШЭГУ 4 индне переход к шагу 2.

ШАГ 4,. г \ = min Cr. l . ... r t Э.

i ' 1 n

шаг 5. Записать ' г . t и Спк1 в морт.

' i I

ШАГ В. J:=J+I; ЕСЛИ J => N IQ К0Н6Ц

ИНАЧЕ треход к шагу 3. -

Используемые условные обозначения: г Л - элемент матрицы рельефов на ¿-ом узле коммутации с число транзитных участковз; . - исходящий канал связи на узле коммутации; bkor1 - вектор коррекции рельефа сети на (.-ом узле коммутации; mkor1 - матрица коррекции рельефа сети на соседнем 1-м узле коммутации; морт - матрица оптимальных маршрутов и тарифов на них на следующий шаг вперед.

Результатом работы алгоритма является решение оптимизационной задачи адаптивного управления штоками с AT в ЦСИО -список оптимальных путей и тарифов па них, который способствует улучшению качо,гва работы сети в условиях перегрузки.

4. Разработан алгоритм обслуживания вызовов пользователей в ЦСИО. основанный на использовании принципа адаптивной тарификации и стандартных процедур установления и разъединения соединена. Этот алгоритм дзет возможность справедливого ограничения нагрузки в зависимости от степени важности и срочности каждого вызова для конкретных абонентов. Отличительной особенностью алгоритма является вовлечение абонента в процесс принятия решения по управлению ограничением нагрузки: послать вызов. перенести на более поздний период или отказаться от него совсем. Этот алгоритм можно выразить следующими процедурами:

- и -

ПРОЦЕДУРА 1. ПОСТУПЛЕНИЕ ВЫЗОВА В СЕТЬ шаг 1. Поиск в морт n и СНЕСЛИ С_„ =0 10 Д<1п/с1п=0.

ПК J

ЕСЛИ Спк^1 10 А^п^п => О ДЛЯ дополнительных видов связи.

если Спк =2 ш дап^п => 0 для всех видов связи. шаг 2. шш РпосС2п> да^го ш обслуживание вызова по повышенному тарифу.

если рпвр<2г., дап/апэ эд перенос вызова на период действия обычного тарифа.

ЕСЛИ Р„ С2п. дап/апэ ш отказ абонента от отк

вызова. ШАГ 3, Конец. нрпиелура 2. установление соелинения с стандарта. ПРОЦЕДУРА 3. сеанс связи

если ог.=е>пс 1+дс1г,/с1го 1с

_ _ -Т _ _ -Т

Т„ : = Т гп е ИНМЕ. Т,. : - Т е -

ссан сеем

Используемые условные обозначения: мук. - номер соседнего J-го узла коммутации; ип - величина обычного тарифа на' п-й вид

связи; Т - средняя длительность сеанса связи без АТ; Тсван -длительность сеанса связи при АТ. '

Таким образом, обеспечивается оптимальное перераспределение ресурсов ЦСИО с целью максимизации ее эффективности в отношении передачи наиболее ценной для абонентов информации.

В ЧЕТВЕРТОЙ главе "ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВВЕДЕНИЯ АДАПТИВНОЙ ТАРИФИКАЦИИ В СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ ЦИФРОВОЙ СЕТЫ) ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ":

1. Разработана имитационная модель процесса функционирования ЦСИО при АТ, реализующая, предложенный комплекс алгоритмов в главе 3 и служащая для проведения исследования эффективности адаптивного управления- обменом информацией в ЦСИО при введении адаптивной тарификации.

2. Получены результаты имитационного моделирования, позволяющие сделать следующие вывода:

2.1. При введении адаптивной тарификации в систему

управления ЦСИО рациональна модель I входного трафика спредложенная в главе 1э, при которой в режиме коммутации каналов передаются речь, видеотекс. телетекс и факс, а в режиме коммутации пакетов - данные.

2.2. При введении адаптивной тарификации в систему управления ЦСИО . максимум экономического эффекта достигается при превышении тарифа в два раза. Результаты имитационного моделирования подтвердили аналитические результаты, полученные в главе 2.

2.3. Адаптивная тарификация эффективна в области средних значении интенсивности входной нагрузки.

2.4. Максимальная средняя интенсивность трафика, обслуживаемого по повышенному тарифу, составляет примерно 0.127 выз^с с при достоверности 0. 95 и точности 0-0225. что соответствует дополнительному^, тарифному доходу администрации сети примерно равному 12. Тл.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ перечислены основные теоретические и практические результаты.

ПРИЛОЖЕНИЕ содеряит программную реализацию разработанного комплекса алгоритмов, реализующих введение АТ в ЦСИО. с использованием системы программного обеспечения для имитационного моделирования на языке ерзэ сСПО сркз/рсэ версии 2.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Основной целью работы явилась разработка и исследование моделей' и алгоритмов адаптивного управления с тарификацией цифровой сетью интегрального обслуживания. В ходе диссертационного исследования получены следующие основные научные результаты, обеспечивающие достижение этой цйли:

1. Аналитические модели процесса принятия решения абонентом при повышенном тарифе и процесса поступления вызовов пользователей в ЦСИО при АТ, позволяющие описывать поведение абонентов при повышенном тарифе и исследовать эффективность введения АТ в систему управления ЦСИО аналитическим и имитационным способами.

2. Комплекс алгоритмов, реализующий введение АТ з систему управления ЦСИО, характеризующийся вовлечением абонента в

позволяющий ограничивать входящие потоки в зависимости от степени важности и срочности каждого вызова для конкретных абонентов и обеспечивающий оптимальное перераспределение ресурсов сети с целью передачи лишь наиболее ценной с точки зрения пользователей информации и дающий возможность исследовать эффективность введения АТ в ЦСИО имитационным способом.

Практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Проведено аналитическое и имитационное исследование эффективности введения АТ в ЦСИО, позволившее сделать вывод о рациональном повышении тарифа в период повышенной нагрузки в два раза.

2. Проведено имитационное исследование функционирования ЦСИО с АТ для трех моделей входных . потоков, позволившее определить оптимальную модель, а именно: в режиме коммутации каналов - речь, видеотекс, телетекс, факс; в режиме коммутации пакетов - данные.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Яковлев С. А. . Дроздова Е. Н. Оценка эффективности алгоритмов адаптивной маршрутизации в интегральных сетях методом машинной имитации// Изв. ТЭТУ: Сб. науч. тр./ ГЭТУ..-С.- Пб., _993. - С. 71-75. сВып. 467: Информационные технологии в управлении технологическими и организационными системами^.

2. Дроздова Е. Н.. Яковлев С. А. Эффективность адаптивного управления обменом информацией в сетях интегрального обслуживания^/ Изв. ТЭТУ: Сб. науч. тр./ ГЭТУ.-С.- Пб., 1994. - С. 18-22. сВып. 465: Системы обработки информации и управления^.

Подписано к печати 16.II.95. Формат 60x84 I/I6 Офсетная печать. Печ.л. 1.0; уч.-изд.л. 1.0. Тираж 100 экз. Зак. n 19Г

Ротапринт МГП "Поликом" 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5