автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.17, диссертация на тему:Исследование пропускной способности электронных коммутационных систем с удаленными модулями

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

На правах рукописи

ПРИШЛЕВА Лвдмила Викторовна

УДК 621.395 : 519.152

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ КОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМ С УДАЛЕННЫМИ МОДУЛЯМИ

Специальности: 05.13.17 - Теоретические основы информатики 05.12.14 - Сотп, узлы связи и распределение информации

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технически наук

Москва • 1990

У • ' > - У • .-',>

/ Г • . ' ч ^

Работа выполнена в Латвийском государственном университет имени П.Стучки.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессс

М.А.Шнепс-Шнеппе

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессс

В.И.Нейман

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Н.А.Соколов

Ведущая организация - Научно-исследовательский институ

ВЭФ

Защита диссертации состоится сл._ 1990 :

в 40 час. 30 мин. на заседании специализированного совета Д.003.29.01 при Институте проблем передачи информации АН СССР по адресу: 101447, Москва, ГСП-4, ул.Ермоловой, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем передачи информации АН СССР.

Автореферат разослан и-игл_1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук, старший научный сотрудник

С.Н.Степанов

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Современный этап развития сетей электросвязи характеризуется активным внедрением электронных коммутационных систем (КС) с распределенным управлением. Эти системы по сравнению с КС предшествующих поколений обеспечивают повышенную надежность, предоставление дополнительных видов обслуживания, снижение эксплуатационных расходов, сокращение площадей, занимаемых оборудованием.

При разработке таких систем используется экономичный и гибкий принцип модульности построения как аппаратных,' так и программных средств. На базе типовых аппаратно-программных модулей проектируются КС различных емкостей и назначения. Появилась возможность наращивать емкость и вводить дополнительные виды обслуживания в процессе эксплуатации КС.

Одним из наиболее перспективных направлений разработки электронных КС с распределенным управлением является создание таких систем, в структуру которых включено большое число удаленных программно-управляемых модулей. Их внедрение позволяет осуществить экономию кабеля, уменьшить затраты в расчете на один номер, предоставить телефонные услуги небольшим удаленным группам абонентов, ускорив процесс полного обеспечения населения страны телефонными услугами.

При этом возникает необходимость разработки и исследования методов, обеспечивающих высокую пропускную способность систем данного типа.

Увеличение пропускной способности КС с удаленными модулями может быть достигнуто при использовании системы межмодульного обмена, оптимизированной для данной структуры управления,а также при реализации эффективного метода управления перегрузкой.

Таким образом, задача разработки и исследования методов увеличения пропускной способности электронных коммутационных систем с удаленными модулями является актуальной.

Цель и задачи диссертационной работы. Цель работы состоит в разработке и исследовании методов увеличения пропускной способности электронных коммутационных систем с распределенным управлением, структура которых включает в себя многие удаленные программно-управляемые модули.

Основными задачами являются:

выбор метода управления перегрузкой и исследование его эф-

фективности;

разработка системы межмодульного обмена информацией управления, оптимизированной для распределенной структуры управления электронной КС с удаленными модулями;

расчет характеристик модели КС при использовании данной системы межмодульного обмена;

определение влияния различных параметров КС на качество обслуживания;

определение максимального числа направлений, которые могут быть обслужены одним модулем КС с заданным качеством;

определение области применения разработанной системы межмодульного обмена.

Методы исследования. В работе использованы методы теории массового обслуживания, теории телетрафика, вычислительной математики и программирования.

Научная новизна. Разработаны принципы и алгоритмы функционирования системы сигнализации ОКС-ЦЦ (общий полудуплексный канал сигнализации), предназначенной для осуществления межмодульного обмена в электронных КС с удаленными модулями.

Получены аналитические выражения для расчета задержек при циклическом опросе в системе сигнализации по полудуплексному каналу.

Определена зависимость максимального числа направлений, обслуживаемых одним модулем, от различных входных параметров.

Разработана математическая модель функционирования модуля электронной КС с управлением перегрузкой, учитывающая повторные вызовы и отражащая многофазность обслуживания вызова.

Практическая ценность. Реализация в КС межмодульного обмена с помощью разработанной и приведенной в диссертации системы ОКС-ЦЦ позволяет обеспечить высокую надежность передачи информации (вероятность появления ошибок в битах - менее 10"°^) при существенном сокращении количества аппаратных средств по сравнению с существующими системами. Так, например, использование системы ОКС-ЦД в электронной КС ЭАТС-ЦА. позволило осуществить обслуживание каждых 16 направлений при помощи 3 типовых элементов замены (ТЭЗ) вместо 64 ТЭЗ при реализации системы # 7 МККТТ с сохранением того же качества обслуживания. В программно-управляемом модуле оборудования сопряжения ЭАТС-ЦА. при использовании ОКС-ВД появилась возможность реализации однопроцессорного управляющего устройства вместо двухпроцессорного для системы № 7 МККТТ.

Полученные в диссертации аналитические выражения для расчета задержек при циклическом опросе в системе сигнализации по полудуплексному каналу позволяют осуществлять расчет числа обслуживаемых направлений для различных конфигураций аппаратных средств и различных характеристик программного обеспечения КС.

Определение зависимости производительности КС от ее параметров позволяет выделить те параметры, которые оказывают наиболее существенное влияние на увеличение пропускной способности системы. Таким образом, появляется возможность, изменяя характеристики программного.обеспечения и структуры аппаратных средств, целенаправленно влиять на увеличение пропускной- способности КС.

Реализация в электронной КС обоснованного в диссертационной работе метода управления перегрузкой, заключающегося в немедленном освобождении вызова после того, как он произвел один блокированный подвызов, позволяет увеличить пропускную способность системы. Увеличение пропускной способности достигается за счет высвобождения производительности процессора для обслуживания только тех вызовов, которые могут быть успешно завершены, и сокращения непроизводительного обмена информацией при межмодульном обмене.

Реализация результатов работы. Работа выполнялась в соответствии с планами НИР "Союз-М", проведенной в НИИ ВЭФ, и ОКР "ЭАТС-ЦА", проведенной в Центральном НИИ связи (ЦНИИС) и его отделениях. Полученные результаты были использованы при разработке действующего конструктивного макета городской электронной АТС на 30 тыс.номеров (ЭА1С-ЦА) в ЦНИИС и его отделениях и при разработке действунцего конструктивного макета электронной цифровой АТС многофункционального назначения (ЕС СКТ) в НИИ ВЭФ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсувдались на: первом (София, 1988 г.) и втором (Москва, 1989 г.) Международных семинарах по теории телетрафика и компьютерного моделирования, девятой (Тарту, 1986 г.) и десятой (Батуми, 1988 г.) Всесоюзных школах-семинарах по теории телетрафика, Всесоюзном научно-техническом совещании "Микропроцессорные средства вычислительной техники в системах связи и управления" (Рига, 1984 г.), Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио (Москва, 1988 г.), а также на конструкторатах по ЕС СКТ и ЭАТС-ЦА, научно-технических семинарах, проводимых в НИИ ВЭ&, ЦНИИС, РОНИИС, ИППИ АН СССР и Латвийском государственном университете им. П.Стучки в 1984-1989 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано II работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 140 страниц текста, список литературы из -175 наименований и пять приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, формулируется цель работы, перечисляются основные результаты и положения диссертации, определяются практическая ценность и область применения результатов исследования, кратко излагается содержание диссертации по главам.

В первой главе анализируется зависимость задач и методов математического моделирования от типа структуры распределенного управления электронных КС. Рассматриваются методы математического моделирования КС с наиболее распространенными структурами управления. Определяются методы увеличение пропускной способности и задачи математического моделирования, характерные для электронных КС со многими удаленными модулями.

Структуры распределенного управления в электронных КС характеризуются способами распределения функций между модулями КС и способами межмодульного обмена информацией управления и технического обслуживания.

Каждый тип структуры КС имеет свои особенности, оказывающие наибольшее влияние на пропускную способность системы. Поэтому, при создании КС и исследовании ее характеристик необходимо определить методы увеличения пропускной способности, специфичные для системы с данной структурой, а также определить соответствующие задачи моделирования.

При разработке электронных КС со многими удаленными модулями возникает необходимость решения следующих задач:

создания надежной и экономичной системы межмодульного обмена информацией управления, ориентированной на передачу информации на большие расстояние (до нескольких километров) при обслуживании малых пучков речевых каналов (30-60 каналов);

реализации эффективного метода управления перегрузкой с целью увеличения пропускной способности системы за счет снижения непроизводительного использования процессорного времени.

Примером КС данного типа является разрабатываемая в настоящее время элзкгронная ЭАТС-ЦА. К удаленным модулям ЭАТС-ЦА относятся: удаленные абонентские модули, предназначенные для концен-

трации нагрузки от 63 цифровых абонентских устройств; часть модулей абонентских концентраторов, обслуживающих 2 тыс.абонентов с концентрацией и замыканием нагрузки, а также оборудование со-' пряжения, предназначенное для сопряжения с электромеханическими и некоторыми квазиэлектронными КС и устанавливаемое на территории этих КС.

Во второй главе в результате анализа существующих методов управления перегрузкой производится выбор метода БС1 (.ЧаЛ-саМ.-

), эффективность которого определяется при помощи математического моделирования с учетом повторных вызовов.

Метод ВСТ заключается в немедленном освобождении вызова после того, как он произвел один блокированный подвызов. Под под-вызовами понимаются этапы обслуживания вызова. Этот метод может быть реализован программным способом, заключающимся в немедленном изменении состояния процессов, относящихся к обработке активных вызовов.

Метод ВСТ дает возможность при избыточной нагрузке не только отклонять вызовы до начала их обслуживания, но и сбрасывать вызовы, уже находящиеся на стадии обработки, если они не могут быть успешно завершены. Данный метод обеспечивает своевременность воздействия и не требует больших накладных расходов на измерения.

Однако, эффективность метода ВСТ, предложенного Ф.Тран-Жиа, обоснована им с помощью математической модели, не учитывающей повторные вызовы. Но при этом следует отметить, что повторные вызовы существенно влияют на состояние системы, а также являются следствием перегрузки и причиной ее дополнительного увеличения. Поэтому метод управления перегрузкой, эффективность которого доказана без учета повторных вызовов, может оказаться неэффективным при их наличии.

С целью обоснования эффективности метода ВСТ разработана . математическая модель функционирования модуля КС с управлением перегрузкой по данному методу. В модели учитывается влияние повторных вызовов и многофазность обслуживания вызова.

Исследуемая система состоит из М генераторов подвызовов, на которые поступает пуассоновский поток первичных вызовов интенсивности Л . Время генерации цодвызовов распределено экспоненциально с параметром, равным б . Генерируется пуассоновский поток подвызовов интенсивности 0 . Поток подвызовов обрабатывается процессором, который представляется однолинейной системой с конечной очередью длины Ь .Время обслуживания подвызова про-

цессором распределено экспоненциально с параметром, равным единице.

Во всех случаях, когда абонент получает отказ, он с вероятностью Н повторяет требование к соединению через случайный промежуток времени,распределенный экспоненциально с параметром,равным . Это событие происходит,когда заняты все генераторы под-вызовов цли заняты все места ожидания в очереди процессора (в этой ситуации генератор подвызовов немедленно освобождается). Повторный вызов обслуживается так же, как и первичный.

Предполагается, что Н<1. Функционирование модели описывается трехмерным марковским процессом | Ш Ш, , где в момент времени i ^ (-¿)- число абонентов, повторяющих вызов, тШ-число активных источников подвызовов и - число подвызовов, обрабатываемых процессором {С -I.ожидающих в очереди подвызовов)

Для ^ а) выполняется свойство эргодичности (вырожденные значения входных параметров, такие как уК = 0 не рассматриваются).

Для вероятности P(Jt т) б) стационарных состояний состав ляется система уравнений статистического равновесия(СУР), которая решается методом урезания исходного бесконечного пространства со стояний, разработанным С.Н.Степановым.

Приводится метод приближенного расчета вероятноетно-времен-ных характеристик модели. Результаты численных расчетов сведены в таблицы и представлены на графиках. В результате математическо го моделирования доказана эффективность метода ВС1 в ситуации пе регрузки. С введением ВС1 ликвидируется отрицательный эффект рез кого спада интенсивности завершения вызовов У при увеличении ин тенсивности вызовов рс (рис.1), существенно уменьшается вероятность блокировки подвызовов В5 . Таким образом, расчеты, проведенные при моделировании с учетом повторных вызовов, позволяют утверждать, что при реализации метода ВС1 увеличивается пропускная способность системы, особенно в области больших потерь.

В третьей главе излагаются основные принципы системы межмодульного обмена информацией управления, взаимодействия и технического обслуживания в электронных КС со многими удаленными модулями и моделируется процесс обработки сообщений данной системы двухпроцессорным модулем КС.

С целью реализации межмодульного обмена в электронной КС зо многими удаленными модулями разработана система сигнализации ОКС-Щ. Эта система предназначена для передачи сообщений управле

ния» взаимодействия и технического обслуживания по выделенному полудуплексному каналу сигнализации, общему .для малого пучка речевых каналов / каналов передачи данных.

Сообщения в системе ОКС-ПД передаются в ввде пакетов переменной дайны, называемых сигнальными единицами (СЕ). Различаются два типа СЕ: значащая СЕ (ЗНСЕ) и служебная СЕ (СЛСЕ), формат которых приводится на рис.2. ЗНСЕ предназначена .для передачи со-' общений пользователя (сообщений управления, взаимодействия и технического обслуживания) и сообщений системы ОКС-ВД. СЛСЕ предназначены только для передачи сообщений системы ОКС-ЦЦ и используются в случае отсутствия информации пользователя. ЗНСЕ имеет переменную .длину, СЛСЕ всегда состоит из 8 байтов. Начало и конец СЕ отмечается флагом - комбинацией ОПППО. Для исключения возможности имитации флага на приемном и передающем концах производится бит-стаффинг. Функция обнаружения ошибок в СЕ осуществляется с помощью 16 проверочных битов (ПБ), передаваемых в конце кавдой СЕ. ПБ определяются в соответствии с рекомендацией О.703 МККТТ. Исправление ошибок происходит путем повторной передачи ЗНСЕ в правильной последовательности без дублирования сооб-

П 0

ф ПБ ПСИ КФ Б ППН Б ОПН ф

И И

16 8п,п>2 8 а) Формат ЗНСЕ

Первый . переда-" ваемый бит

п 0

ф ПБ ВД КФ Б ППН Б ОПН ф

И И

Первый

8 16 8 б) Формат СЛОЕ

Пбрёда-

ваемый

бит

Ф - флаг, ПШ - прямой бит-ицдикатор,

ПБ - проверочные биты,. ППН - прямой порядковый номер,

ПСИ - поле сигнальной информации, ОШ - обратный бит-индикатор, ВД - индикатор длины, 0ПН - обратный порядковый

КФ - код функции, номер.

Рис .2

щений. Для сообщения о правильной передаче СЕ используется положительное подтверждение. Для запроса на повторную передачу используется отрицательное подтверждение. Положительное и отрицательное подтверждения осуществляются с использованием ПШ и ОШ в соответствии с рекомендацией й .703 МККТТ. Переданные ЗНСЕ хранятся на передающем конце до получения положительного подтверждения. Для подтверждения и контроля последовательности СЕ используются ППН и ОПН. Поле сигнальной информации служит для передачи сообщений пользователя, длина ПСИ указывается в ИД. В СЛСЕ значение ВД равно нулю. ПСИ содержит один байт заголовка, в котором указывается подсистема пользователя и тип сообщения, и информацию пользователя. Байт КФ служит для передачи сообщений самой системы ОКС-Щ. Примером КФ могут служить коды следующих сообщений: отказ звена, перегрузка, снятие перегрузки, синхронизация с положительным / отрицательным подтверждением, запрос, отсутствие сообщений.

В системе ОКС-ЦЦ предусмотрена процедура синхронизации, во время которой передаются только СЛОЕ с КФ сообщений: "синхронизация с положительным / отрицательным подтверждением". После успешного завершения синхронизации система переходит в рабочий ре-

жим.

Функционирование системы ОКС-ЦЦ осуществляется в полудуплексном режиме по принципу "ведущий - ведомый", отсутствует непрерывная передача по звену сигнализации. Как на ведущей, так и на ведомой сторонах осуществляется контроль времени мезду поступлением двух последовательных сообщений от .другой стороны, но реакция на превышение допустимого времени на ведущей и ведомой сторонах различна.

Ведомая сторона передает СЕ только в ответ на получение СЕ от ведущей стороны. Решение о начале, возобновлении, или завершении периода синхронизации принимает только ведущая сторона.

Контроль ошибок в СЕ осуществляется в рабочем периоде как ве,пущей, так и ведомой сторонами, а в период синхронизации -только ведущей стороной.

Проводится сравнительный анализ систем ОКС-ОД и № 7 МККТТ, показывающий, в частности, что система ОКС-ЗД более экономична при обслуживании малых пучков каналов и обеспечивает ту же, что и система # 7, степень надежности при передаче информации.

Исследуются характеристики системы ОКС-ВД с целью определения области, в которой данная система, являясь экономичной, обеспечивает заданное качество обслуживания.

Показателем качества обслуживания.является соотношение Рг {0,3с} = Р>03 —/0 * где \Л/ - время ожидания заявки в системе на одном звене сигнализации.

Используется подход поэтапного моделирования. На первом этапе моделируется работа отдельного двухпроцессорного модуля КС при обслуживании сообщений системы ОКС-ЦД. На втором этапе моделируется межпроцессорное взаимодействие центрального модуля КС и и удаленных модулей. На этом этапе двухпроцессорный модуль КС представляется в модели одним управляющим устройством, характеристики которого получены при моделировании на первом этапе.

Поскольку модель функционирования двухпроцессорного модуля КС оказывается достаточно сложной и требует определенных допущений, для получения достоверных результатов этот этап моделирования проводится двумя методами: аналитическим и имитационным. Результаты сравниваются.

На первом этапе рассматривается модель двухпроцессорной системы с разделением функций. На систему поступает п равных Пуассонов ских потоков заявок с интенсивностью Л . Заявки помещаются в и очередей конечной длины Ь , при отсутствии свободных

мест в очереди заявки теряются. Процессор А осуществляет выбор заявок из и очередей путем обычного циклического диспетчирова-ния и с задержкой Т помещает их в очередь процессора В. Если в сканируемой очереди к имеется заявка, то процессор А переходит к следующей очереди через время Т . Если к -я очередь пуста, то процессор А мгновенно переходит к Ы+l) -ой очереди. Если пусты все л очередей, то процессор А начинает новый цикл просмотра через время Т . Процессор В обслуживает заявки с интенсивностью^ , время обслуживания распределено экспоненциально, дайна очереди процессора В не ограничена.

Рассчитываются следующие вероятностные характеристики: PL - вероятность потери заявки в результате переполнений очереди длины L ;

Р0 - вероятность занятости процессора Б;

- среднее время обслуживания заявки процессором А (включая ожидание в очереди);

Wg - среднее время обслуживания заявки процессором В (включая ожддание в очереди);

W - среднее время пребывания заявки в системе.

Для расчета вероятностных характеристик аналитической модели производится декомпозиция данной модели на две субмодели типов: M/Z>/ I /L и JD / М / I /Ы.

Первая часть модели представляется системой массового обслуживания СМО типа U / 73 / I / L с временем обслуживания £ , где Т^ \ . Среднее значение £ , равное , рас-

считывается из неявного уравнения ввда

H=T(i + (n-i)P>0(H)), (I)

где Р>0(Н) - вероятность наличия в очереди хотя бы одной заявки.

Доказывается существование решения неявного уравнения. Численный анализ исследуемой модели выполнен с помощью модели М/Ем/ I /L и приведен в приложении 3.

Вторая часть модели представлена СМО типа Z) / М / I / М с прерывающимся входным потоком, поступающим через равные промежутки времени Т . Суммарный входной поток заявок в исходную систему (то есть в очереди процессора А) подчиняется закону Пуассона с интенсивностью пЛ . Вероятность поступления к заявок за время Т определяется как

рк = е-лт" , (2) К •

Получены' аналитические выражения для расчета вероятностных характеристик модели.

В процессе имитационного моделирования полное описание состояния СМО в произвольный момент времени задается случайным вектором ХШ = (гпШ, Н), (£Ш, зШ), к №) , где т Ш = (ти мг>... ,т„), Мс - число заявок в I -ом буфере первой фазы СМО (в очереди процессора А), ^ - остаточное время до конца такта, (I, Б ) - номер обслуживаемого буфера и ивдекс обслуживания. Если 5 = I, то происходит обслуживание заявки из буфера I , если б = 2, то происходит обработка пустого буфера, при Б = 3 обслуживающий прибор ожодает конца текущего такта, К - число заявок в буфере второй фазы СМО (в очереди процессора В).

Рассматриваемая имитационная модель СМО в качестве активных событий, помимо генерации источником новой заявки, учитывает только изменение вектора •

Характеристики имитационной модели рассчитываются с применением регенеративного метода анализа моделей. Рассматриваются циклы регенерации { \Л/С) д,- « I }>/=*,••• » где И^ - время пребывания в системе заявки с порядковым номером £ , порядковые номера заявок, застающих пустую систему. Среднее время пребывания заявки в системе вычисляется по формуле

V - £ , Ме У = ! , (3)

- число моделируемых циклов регенерации.

Оценка доверительного интервала для среднего времени пребывания заявки в системе вычисляется из

(4)

здесь , где Ф(х)- функция стандартизованного

нормального распределения, - вероятность попадания .вели-

чины № в указанный доверительный интервал, 3 2 - выборочная дисперсия.

Для имитационного моделирования используются те же значения входных параметров, что и для аналитической модели.

Результаты аналитического и имитационного моделирования сравниваются и используются в четвертой главе при расчете вероятностных характеристик КС при межмодульном обмене с использованием системы ОКС-ЦЦ.

В четвертой главе исследуется математическая модель межмодульного обмена по полудуплексному каналу, проводится анализ задержек сигнальных единиц системы ОКС-ЭД при циклическом опросе, определяется область эффективного использования данной системы.

Моделируется взаимодействие модуля КС, обслуживающего и направлений (сторона В) с одним из удаленных модулей (сторона А) по полудуплексному каналу с использованием принципа "ведущий-ведомый" (рис.3). Сторона В является ведущей.

Рис.3

На стороне А в очередь конечной длины поступает пуассонов-ский поток заявок - ЗНСЕ интенсивности /I . При получении СЕ со стороны В процессор А производит ее обработку за время 31 , затем выбирает заявку из очереди и передает ее на сторону В. При условии, что очередь пуста, генерируется заявка из бункера Д -СИСЕ. На стороне В поступающая заявка помещается в соответствующий данному направлению буфер единичной емкости. Заявки, полученные от удаленных модулей, обрабатываются на стороне В в режиме циклического диспетчирования. При отсутствии заявки в буфере во время сканирования происходит мгновенное переключение на следующее направление, а при ее наличии переключение происходит через фиксированное время э2. При обнаружении заявки в буфере процессор В производит ее обработку за время , затем осуществляет передачу СЕ в обратном направлении. Если заявки отсутствуют во всех буферах, то новый цикл просмотра ц направлений процессор В начинает через время Бг .

Цикл межмодульного обмена представляется совокупностью интервалов времени фиксированной и случайной длины. Длительности всех временных интервалов в модели кратны элементарной временной

единице, называемой тактом. При. этом случайные .длительности интервалов времени описываются целочисленными случайными величинами (ДСВ) и их производящими функциями (ПФ), определяемыми, как /И21 , где | - ЦСВ. Для неотрицательных ЦСВ

/М2!=2 (5)

Один цикл межмодульного обмена рассматривается как интервал 5 между последовательными моментами опроса приемного буфера на стороне В, при которых опрашиваемый буфер был непустым. Приводится численный метод расчета распределения длины интервала я .

Определяется время ожидания заявки в системе, которое имеет еле.дующую ПФ:

при условии , где \}/0 =•■— > а.-±-о.,

а. - среднее число поступающих за такт заявок, в>(2) - ПФ времени обслуживания заявки.

Среднее время ожидания М/ вычисляется по формуле

г&ит-р) т

Приводится алгоритм расчета ПФ 6(2) .

Исходные параметры при численных расчетах выбраны с учетом аппаратно-программной реализации системы ОКС-ВД, в ЭАТС-ЦА и результатов первого этапа моделирования. Результаты расчетов сведены в таблицы и представлены на графиках.

Определена зависимость времени ожидания заявок в системе от различных параметров системы. Наибольшее влияние на увеличение времени пребывания заявки в системе оказывает параметр Зг (рис. 4, 5). Уменьшение значения параметра <32 , приводящее к уменьшению времени пребывания заявки в системе, достигается путем совершенствования алгоритмов программного обеспечения. В ЭАТС-ЦА минимальное значение параметра равно 5 мс.

Определено максимальное число направлений, обслуживаемых одним модулем КС с заданным качеством при различных комбинациях входных параметров. Так, например, один модуль ЭАТС-ЦА может обслуживать не более 12-16 направлений (в зависимости от интенсивности потока заявок) при условии, что значение параметра не превышает 5 мс.

0.15

0,14 0,13 0,12 0.11 0,10 0,0?: 0,08 0,07 0,06 0,05 0.04 0,03

я -42 ' 005с

Рто;

о.Ъ

1

Ю-1 Ю-2 10"»

10" 10"

10"

10"

л

п»12 • $2= 0,01с

я=12

5г= 0.005с

2 3 4 Рис.4.

5 6 7 в /с) 0 1

Ъ Н 5 Рис.5.

«/«О

Определена область эффективного использования системы ОКС-ЦЦ. Система ОКС-ОД, являющаяся более экономичной с точки зрения аппаратно-программной реализации, чем система № 7 МККТТ, при обслуживании малых пучков каналов (до 120 каналов) обеспечивает передачу информации с теми же показателями качества обслуживания, что и система № 7 МККТТ.

В приложениях приводятся: численный метод расчета характеристик модели управления перегрузкой, алгоритмы программного обеспечения системы ОКС-ЦД оборудования сопряжения ЭАТС-ЦА, численный метод расчета модели М /О / I / Ь , программа имитационного моделирования функционирования модуля КС при использовании системы ОКС-ЦД, акты внедрения результатов диссертационной работы.

Заключение. Основные результаты .диссертации состоят в следующем.

I. Разработана математическая модель функционирования модуля электронной коммутационной системы с распределенным управлением, учитывающая повторные вызовы и многофазном* обслуживания вызова.

2. Обоснован метод управления перегрузкой, заключающийся в немедленном освобождении вызова после того, как он произвел один блокированный подвызов.

3. Разработана система сигнализации ОКС-ОД, предназначенная для передачи информации управления, взаимодействия и технического обслуживания по выделенному полудуплексному каналу сигнализации, общему для малых пучков речевых каналов / каналов передачи данных. Система ОКС-ВД обеспечивает высокую достоверность передачи информации (вероятность ошибки в битах не превышает Ю"4). Эта система используется для межмо,дульного обмена в электронных коммутационных системах с удаленными модулями (модули могут быть удалены на несколько километров от основного оборудования КС).

4. Разработаны математические модели межмодульного взаимодействия при использовании системы сигнализации ОКС-ВД. Произведен расчет вероятностно-временных характеристик коммутационной системы.

5. Определено максимальное число направлений, обслуживаемых одним модулем коммутационной системы, в зависимости от интенсивности поступления вызовов, времени переключения на обслуживание следующего направления и .других входных параметров.

6. Изучено влияние параметров коммутационной системы на ее производительность. Показано, что наибольшее влияние на производительность системы оказывает время переключения на обслуживание следующего направления.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Г. Прибылева I.B., Прибылев В.А. Применение микропроцессоров при построении аппаратуры общего канала сигнализации .для сельских телефонных сетей // Тезисы докладов. Всесоюзное научно-техническое совещание "Микропроцессорные средства вычислительной техники в системах связи и управления". - 1984. Рига. - C.I2-I3.

2. Олейник Б.Т.,-Прибылева Л.В., Шнепс-Шнеппе М.А. Электронные междугородные АТС с распределенным управлением // 1985. Рига. - 62 с. - Рукопись представлена НИИ ВЭФ. Деп. в Лат.НИИНТИ, № 3. 64.367.ДЕП.

3. Олейник Б.Т., Прибылева I.B., Шнепс-Шнеппе М.А. Пропускная способность каналов и устройств управления ЭАМТС // Сб.науч-тр.ЦНИИС. Квазиэлектронная и электронная коммутационная техника для телефонной связи. - 1986. - C.I08-II9.

4. Мелик-Гайказова Э.И., Прибылева Л.В., Степанов С.Н., Харкевич А.Д., Цитович И.И. Моделирование способов контроля за перегрузкой в коммутационных системах с распределенным микропроцессорным управлением // В тр. Международного семинара по теории телетрафика и компьютерного моделирования. - 1988. София. -C.I6I-I72.

5. Мелик-Гайказова Э.И., Прибылева Л.В., Степанов С.Н., Харкевич А.Д., Цитович И.И. Приближенные метода расчета вероятностных характеристик коммутационных систем с распределенным микропроцессорным управлением // Труды Десятой всесоюзной школы-семинара по теории телетрафика. - 1988. Москва. - C.I05-II4.

6. Прибылева Л.В. Метод контроля за перегрузкой в модулях электронных АТС с распределенным управлением // Тезисы докладов. Десятая всесоюзная научная сессия, посвященная Дню радио.

- 1988. Москва. - С.113.

7. Прибылева Л.В. Анализ математических моделей программно-управляемых коммутационных систем // Сб. Цифровые сети связи: Методы расчета пропускной способности. - Рига: "Зинатне", 1989.

- С.97-118.

8. Прибылева Л.В., Петров А.Ф. Анализ задержек обработки сообщений для полудуплексного режима передачи по общему каналу сигнализации // Сб.науч.тр. ЩШС. Системы коммутации с программным управлением. - 1989.

9. Прибылева Л.В., Шнепс-Шнеппе М.А. Программно-управляемые коммутационные системы. Математические модели. // Обзорная информация. Сер. Информ. обеспечение общесоюз.науч.-техн.программ.

- М.: ЦНТИ Информ-связь, 1989. Вып.1. - 48 с.

10. Мелик-Гайказова Э.И., Прибылева Л.В., Степанов С.Н., Харкевич А,Д., Цитович И.И. // Анализ одного способа контроля

за перегрузкой v коммутационных системах с распределенным микропроцессорным управлением // Теория телетрафика в системах информатики. -М.: Наука, 1989. - С.11-27.

11. Куренков Б.Е., Прибылева Л.В. О задержках при циклическом опросе в системах сигнализации на полудуплексном канале // Труды Второго международного семинара по теории телетрафика и компьютерному моделированию. - 1989. Москва. - С.34-42.