автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка методик расчета показателей надежности телекоммуникационной аппаратуры

Мешков Евгений Юрьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИК РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства

телекоммуникаций. 05.13.13 - Телекоммуникационные системы и компьютерные сети

Автореферат диссертациина соисканиеученой степени кандидататехническихнаук

Мешков Евгений Юрьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИК РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства

телекоммуникаций. 05.13.13 - Телекоммуникационные системы и компьютерные сети

Автореферат диссертациина соисканиеученой степени кандидататехническихнаук

Работа выполнена на кафедре передачи дискретных сообщений и метрологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики» и в Научно-исследовательском институте электронных приборов.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Шувалов В.П.

Научный консультант - доктор технических наук, профессор Зеленцов Б.П.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Пальчун Ю.А.

- кандидат технических наук, доцент Серых В.И.

Ведущее предприятие указано в решении диссертационного Совета.

Защита состоится «_» июля 2004 г. в_часов на заседании

диссертационного Совета Д 219.005.01 при Сибирском государственном университете телекоммуникаций и информатики по адресу: 630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки СибГУТИ.

Автореферат разослан «_»_2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 219.005.01, кандидат технических наук, п р о ф е

Б. 111. Крук

НОС. НАЦИОНАЛ "ИЛЯ | БИБЛИОТЕКА С.Пете* О» МО

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В последнее время все больше клиентов операторов связи ощущают растущую зависимость эффективности функционирования их бизнес-процессов от качества используемых в повседневной деятельности услуг связи. Это приводит с их стороны к необходимости предъявлять повышенные требования к качеству предоставляемых им услуг, заключая с оператором связи соглашение о качестве обслуживания (SLA).

Обеспечить требования SLA можно только в том случае, когда обеспечены соответствующие характеристики телекоммуникационной сети, зависящие, в том числе, от показателей ее надежности. Надежность - это собирательный термин, используемый для описания свойства готовности и влияющих на него свойств безотказности, ремонтопригодности, обеспечения технического обслуживания и ремонта.

Контроль параметров, характеризующих надежность

телекоммуникационной аппаратуры, должен осуществляться на всех этапах жизненного цикла - от изготовления до эксплуатации, включая обеспечение показателей надежности в условиях хранения изделия.

Испытания на надежность сопряжены с огромными затратами и они тем выше, чем более- высокие требования предъявляются к показателям надежности. При испытаниях на надежность различают ошибки контроля первого рода, когда исправное изделие признается неисправным и бракуется (ложная тревога). Ошибка контроля второго рода соответствует ситуации, когда неисправное изделие не обнаруживается системой контроля. Если большие значения вероятности «ложной тревоги» приводят к неоправданным затратам со стороны поставщика изделия, то большие значения пропуска бракованного изделия существенно сказываются на операторе, предоставляющем телекоммуникационные услуги. Не следует также забывать и о проблемах контроля надежности в условиях эксплуатации, когда требуется оперативно выявить неисправные блоки или типовой элемент замены (ТЭЗ) и оперативно его заменить. Здесь необнаружение неисправности может привести к простоям, которые чреваты как недополучением прибыли, так и потерей клиентов, а в современных условиях, и большими штрафными санкциями, вызванными нарушением SLA со стороны оператора.

Таким образом, вопросы повышения надежности и контроля параметров, характеризующих надежность, требуют непрестанного внимания, как со

стороны поставщика телекоммуникационной аппаратуры, так и со стороны оператора и сопряжены с серьезными финансовыми затратами.

Следует заметить, что в ряде случаев контроль параметров характеризующих надежность в силу разных причин приходится осуществлять дистанционно, что в свою очередь, в условиях «ненадежного» канала, влияет на вероятность ошибки, как первого, так и второго рода.

Вопросом обеспечения надежности и разработки методик вычисления параметров, характеризующих надежность с учетом ошибок Ьго и П-го рода, посвящено множество работ, включая монографии и статьи. Это, прежде всего, работы таких авторов, как Зеленцов Б.П., Шерстнева О.Г., S Tastane, D Kapitano и др.

Диссертационная работа состоит из четырех глав, в которых рассмотрен комплекс вопросов, направленных на решение задач по контролю за показателями надежности. В ней использован многолетний опыт работы диссертанта по приемке и испытаниям аппарагуры, к которой предъявляются повышенные требования по надежности.

Цель работы. Разработка методик расчета показателей надежности в процессе производства и эксплуатации телекоммуникационной аппаратуры (ТКА).

Методы исследования.. В диссертации представлены результаты исследований, полученные с помощью аппарата теории вероятностей, марковских процессов и математического моделирования.

Научная новизна:

1. Разработана методика "стресс-скрининга", включающая в себя испытания на термоциклирование, случайную широкополосную вибрацию, электроиспытания при повышенной температуре, которая обеспечивает выявление скрытых дефектов при производстве изделий.

2. Разработана модель отказов и восстановлений ТКА, позволяющая уточнить значения показателей надежности ТКА в условиях достоверного комбинированного контроля. Модель учитывает время нахождения ТКА в неработоспособном состоянии в связи с отказом, обнаруживаемым непрерывным контролем, а также тот факт, что после отказа, обнаруживаемого только периодическим контролем, может произойти, как следствие, отказ, обнаруживаемый только непрерывным контролем.

3. Разработана модель отказов и восстановлений ТКА, охваченной недостоверным комбинированным контролем, отличающаяся от известных

тем, что наряду с ошибками периодического контроля I-го и II-го рода модель учитывает ошибки непрерывного контроля I-го рода.

4. Разработана методика расчета вероятности ошибок контроля I-го и П-го рода, позволяющая учесть влияние необнаруженных ошибок при дистанционном контроле.

5. Разработана методика расчета вероятностно-временных характеристик (ВВХ) системы РОС-АП, позволяющая учесть при передаче информации по дискретному каналу, описываемому моделью Гилберта, вероятность появления необнаруженных ошибок.

Практическая ценность работы и внедрение ее результатов.

Разработаны методики, обеспечивающие повышение надежности ТКА как в условиях производства, так и эксплуатации ТКА. Результаты исследований используются НИИЭП как на этапе проектирования изделий, так и их испытаний.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались диссертантом.

1. В управлениях ГРАУ, ВВС (г.Москва, 1995, 1996, 1999 гг.) и НИИ надежности в/ч 64641 (г.Москва, 1992,1993,1999 гг.).

2. На конференциях:

а) Международная научно-практическая конференция «Перспективы развития современных средств и систем телекоммуникаций». - Томск, 2003

б) Российская научно-техническая конференция «Информатика и проблемы телекоммуникаций». - Новосибирск, 2004.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ. В их числе три статьи в сборниках Сибирского научного вестника (выпуски II -1998 г., III -1999 г. и IV - 2000 г.), глава в учебном пособии (2004 г.), тезисы докладов (2003 и 2004 гг.), материалы диссертации также представлены в отчетах по НИР [7, 8,9].

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, четырех приложений и заключения. Содержит 146 страниц, 6 таблиц, 23 рисунка. Список литературы состоит из 60 наименований.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Обоснование необходимости использования для повышения надежности метода «стресс-скрининга».

2. Методика выбора уровня воздействующих факторов при термоциклировании, случайной широкополосной вибрации, электроиспытаниях при повышенной температуре.

3. Формулы для расчета показателей надежности ТКА в условиях достоверного комбинированного контроля, отличающиеся от известных учетом времени нахождения ТКА в неработоспособном состоянии с отказом, обнаруживаемым непрерывным контролем.

4. Формулы для расчета показателей надежности ТКА, отличающиеся от известных тем, что наряду с ошибками периодического контроля I-го и I-го рода, учитываются ошибки непрерывного контроля I-го рода.

5. Методика расчета ВВХ системы дистанционного контроля надежности РОС-АП, учитывающая вероятность появления необнаруженных ошибок, при передаче сообщений по каналу с группирующимися ошибками, описываемыми моделью Гилберта.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследований, научная новизна и практическая ценность результатов, полученных в диссертации.

В первой главе даны определения из области качества услуг [6], предоставляемых операторами связи, и показано, что одними из основных показателей являются показатели надежности (готовность и

ремонтопригодность), причем в SLA (Service Level Agreement) чаще всего применяют показатели готовности. Это не случайно, поскольку в соответствии с рекомендацией МСЭ-Т Е800 надежность является важным фактором, влияющим на качество обслуживания, а центральное место в концепции надежности занимает готовность (availability). Это соответствует и положениям ГОСТ 27.003.90 «Надежность в технике. Состав и общие требования по надежности», согласно которому коэффициент готовности является основным показателем надежности для восстанавливаемых объектов непрерывного действия.

В главе также представлены методики оценки надежности узлов ТКА, приведены таблицы с результатами испытаний узлов ТКА на надежность и расчетными показателями надежности. Приведенные в первой главе таблицы охватывают период испытаний изделий, к которым предъявляются повышенные требования по надежности с 1983 по 1999 гг.

На основании анализа результатов испытаний, приведенных в диссертации, делается вывод о необходимости использования методики испытаний, получившей название «стресс-скрининга». Целью этой методики является:

- выявление скрытых дефектов при производстве изделий и устранение их до проведения государственных испытаний и отправки изделий заказчику;

- повышение эксплуатационной надежности изделий;

- прекращение дальнейшего выпуска изделий с подобными дефектами;

- сокращение расходов в процессе производства и эксплуатации изделий.

Разработанная в диссертации методика предусматривает использование трех видов воздействия на испытуемое изделие:

- случайная широкополосная вибрация;

- термоциклирование;

- электроиспытания при постоянном воздействии повышенной температуры.

При этом первым двум видам воздействия последовательно подвергаются 100% изделий, а третьему виду - 10% изделий от изготовленной партии. На этапе разработки изделия проводят максимальное количество экспериментов по определению наиболее эффективного типа «стресс-скрининга». Уровень стрессовой нагрузки должен быть выбран как можно более высоким, однако он не должен вызывать разрушения испытуемых изделий или снижения их долговечности. В [2] приводится методика определения оптимальных режимов «стресс-скрининга». Оценка технико-экономической эффективности метода «стресс-скрининга» выполнена на примере прогнозирования эффективности метода применительно к одному из разработанных НИИЭП изделий. Расчеты показывают, что затраты на проведение испытаний методом «стресс-скрининга» могут окупиться в течение года.

В первой главе также рассмотрены вопросы контроля ТКА. Приведен анализ первоисточников, в которых рассматриваются вопросы периодического и непрерывного контроля. Отмечается, что при составлении моделей для расчета надежности не учитывались некоторые факторы, учет которых является

целью исследований, представленных в главе 2 диссертационной работы. Кроме этого в известной литературе отсутствуют исследования о слиянии характеристик канала передачи данных на значения вероятностей ошибок I-го и П-го рода при дистанционном контроле. Исследование этих вопросов приводится в 3 и 4 главах диссертации.

В главе 2 рассмотрены вопросы определения показателей надежности в условиях как достоверного, так и недостоверного контроля (разделы 2.1 и 2.2). В разделе 2.1 рассматривается достоверный контроль, который предполагает значения вероятностей ошибок I-го и II-го рода равными нулю.

В отличие от известных моделей в диссертации предлагается модель достоверного контроля, учитывающая время нахождения ТКА в неработоспособном состоянии, обнаруживаемым непрерывным контролем [4]. Кроме этого, предлагаемая модель учитывает то, что после отказа, обнаруживаемого только периодическим контролем, может произойти, как следствие, отказ, обнаруживаемый только непрерывным контролем. Тогда ТКА заблокируется и попадет на восстановление с отказом, обнаруживаемым непрерывным контролем.

Для рассмотрения множества состояний, которые ТКА может принимать в процессе эксплуатации, составлен граф возможных состояний (рисунок 1). При его составлении приняты следующие допущения:

- ТКА находится в непрерывном использовании по назначению;

- отказы вида WH (отказы, обнаруживаемые непрерывным контролем) совместны с отказами вида Wn (отказы, обнаруживаемые периодическим контролем);

- все события происходят в случайные моменты времени;

- время между событиями имеет экспоненциальный закон распределения.

При этом не учитываются отказы:

- вызванные нарушением обслуживающим персоналом инструкции по эксплуатации (ошибка контроля III рода);

- вызванные воздействием внешних факторов, не предусмотренных в ТТЗ (ТЗ) и ТУ на аппаратуру;

- устраняемые в процессе доработок, эффективность которых очевидна или подтверждена экспериментально при дальнейших испытаниях на надежность или при дополнительных испытаниях,

- не влияющие на оцениваемый показатель надежности.

Все состояния графа (рисунок 1) пронумерованы и имеют обозначения: Р -работоспособное состояние ТКА; Н„ - неработоспособное состояние из-за отказа вида Н„ - неработоспособное состояние из-за отказа вида неработоспособное состояние из-за отказа вида и одновременно; ПР и ПН„ - состояния, в которые происходит периодическая проверка работоспособной и неработоспособной ТКА соответственно; ВП -восстановление при наличии отказа вида ВН - восстановление при наличии отказа вида \У„; ВНП - восстановление при наличии двух видов отказа С№н и \УП) одновременно. Характеристики переходов между состояниями обозначены следующим образом: сон - интенсивность отказов ТКА вида а>„ -

интенсивность отказов ТКА вида (Ио = сои + <вп - интенсивность отказов оборудования; - интенсивность проведения периодического контроля; интенсивность завершения периодического контроля; со, - интенсивность восстановления; q - интенсивность реакции системы на отказ.

Вывод формул для расчета показателей надежности выполнен с использованием матричного метода анализа вероятностных систем, предложенного профессором Зеленцовым Б.П.

Обобщенные характеристики показателей надежности ТКА имеют вид: 1. Среднее время нахождения ТКА в работоспособном состоянии:

2. Среднее время нахождения ТКА в неработоспособном и заблокированном состоянии:

0>и <ОпО)и

Л., =-

Л,, =-

«о (°>н+Г)Ч

3. Среднее время нахождения незаблокированном состоянии:

а>„

ТКА в неработоспособном

(3)

а)0(сон+г)

4. Среднее число проверок, приходящееся на одно восстановление:

где значения интенсивности отказов вида <о„ и а>„ находятся из соотношении

Г

Ос, ="

„ - Г(1~Рп). (о. =-;

ш„ = <У„ -й>

Из полученных результатов следует, что отказ, обнаруживаемый непрерывным, контролем, увеличивает время нахождения ТКА в неработоспособном состоянии (состояния 3 и 5 рисунка 1). При наличии двух видов отказа одновременно (состояние 5 рисунка 1), и при условии, что отказ, обнаруживаемый периодическим контролем произошел перед отказом, обнаруживаемым непрерывным контролем, первоначально устраняется отказ обнаруживаемый непрерывным контролем. ТКА с отказом, обнаруживаемым периодическим контролем попадает на восстановление только после проведения очередной периодической проверки, что также увеличивает время нахождения ТКА в неработоспособном состоянии. Рассматриваемая математическая модель ТКА позволяет уточнить расчетные формулы для определения времени нахождения ТКА в неработоспособном состоянии.

Для определения таких характеристик надежности, как интенсивность отказов ТКА при достоверном контроле, необходимо и достаточно знать среднее число проверок, приходящееся па одно восстановление, интенсивность проведения периодических проверок и вероятность того, что оборудование попало на восстановление вследствие отказа вида

Значительное влияние на качество и надежность функционирования ТКА оказывают ошибки контроля технического состояния. Недостоверность

и

комбинированного контроля заключается в ошибках Ьго и П-го рода систем периодического и непрерывного контроля.

Для этих условий граф возможных состояний показан на рисунке 2.

сов

Рисунок 2 Граф возможных состояний ТКА в условиях недостоверного комбинированного контроля

Отличие рассматриваемого графа возможных состояний ТКА от известных состоит в том, что здесь наряду с ошибками периодического контроля I и II рода учитывается ошибка непрерывного контроля I рода, а также, вызванные этой ошибкой, новые состояния ТКА.

Все состояния графа (рисунок 2) пронумерованы и имеют обозначение: Р -работоспособное состояние ТКА; - неработоспособное состояние, обнаруживаемое системой периодического контроля; - работоспособная, но заблокированная ТКА из-за ошибки контроля I рода системы непрерывного контроля; Н„ - неработоспособная заблокированная ТКА из-за отказа, обнаруживаемого непрерывным контролем; ПР - состояние проверки периодическим контролем работоспособной ТКА; - состояние проверки неработоспособной ТКА, отказ которой обнаружен системой периодического контроля; - состояние восстановления работоспособной ТКА,

заблокированной из-за ошибки непрерывного контроля I рода; ВН„ - состояние восстановления неработоспособной ТКА, отказ которой обнаружен непрерывным контролем; - состояние восстановления работоспособной

ТКА, признанной неработоспособной из-за ошибки периодического контроля I рода; ВН„ - состояние восстановления неработоспособной ТКА, отказ которой обнаружен периодическим контролем. Переходы между состояниями

обозначены следующим образом:

Юн

интенсивность отказов

ТКА,

обнаруживаемых системой непрерывного контроля; - интенсивность отказов ТКА, обнаруживаемых системой периодического контроля; интенсивность отказов оборудования; у — интенсивность проведения периодического контроля; - интенсивность восстановления; -

интенсивность реакции системы на отказ; - вероятность ошибки периодического контроля I рода; )3 - вероятность ошибки периодического контроля II рода; сц - вероятность ошибки непрерывного контроля I рода.

Вывод формул для расчета показателей надежности выполнен с использованием матричного метода анализа вероятностных систем, предложенного профессором Зеленцовым Б.П.

Обобщенные характеристики показателей надежности ТКА имеют вид:

1. Среднее время нахождения ТКА в работоспособном состоянии:

2. Среднее время нахождения заблокированном состоянии:

3. Среднее время нахождения ТКА заблокированном состоянии:

4. Среднее время нахождения ТКА в неработоспособном и незаблокированном состоянии:

й>П

(6)

ТКА в неработоспособном и

(7)

в работоспособном и

(8)

'.1 =-

(9)

5.

гО-Мл-гО-в»

Среднее число проверок, приходящихся на одно восстановление:

(1-ДХв-гО-а))

6. Условный коэффициент простоя:

0>н ГО ~ 1)0 - «I) + е>п я\у<\ - /?)Ц + а, + а(1 - в>„))+й>0 (тн + у)]

(10)

^ „___

"" Г(1 - /?)(»« С - «]) + «п<?(®о + «1 + «С - «я))) + («я + У)(<в„ + К1 - Р))

. (11)

Искомыми характеристиками здесь являются интенсивности отказов и (0П, а также вероятности ошибок периодического контроля I и II рода а и (3 и

вероятность ошибки непрерывного контроля I рода а|. Для их определения, как и в предыдущем случае, составлен граф наблюдаемых при эксплуатации событий (рисунок 3).

Рисунок 3 Граф наблюдаемых событий

Граф наблюдаемых событий отличается от рассмотренного в работах Б.П.Зеленцова и О.Г.Шерстневой тем, что в нем учитываются - причины попадания ТКА на восстановление отдельно для непрерывного и периодического контроля. Таким образом, появляются новые состояния, которые возможно фиксировать системами контроля и осуществлять сбор статистических данных. Все состояния графа (рисунок 3) пронумерованы и имеют обозначения: ВР„ - состояние работоспособной ТКА, попавшей на восстановление в связи с ошибкой непрерывного контроля I рода; -

состояние работоспособной ТКА, попавшей на восстановление в связи с ошибкой периодического контроля I рода; - состояние восстановления неработоспособной ТКА из-за отказа, обнаруживаемого непрерывным контролем; - состояние восстановления неработоспособной ТКА из-за отказа, обнаруживаемого системой только периодического контроля. Переходы между состояниями обозначены через вероятности: - вероятность того, что ТКА попадет на восстановление из-за ошибки непрерывного контроля I рода; вероятность того, что ТКА попадет на восстановление из-за ошибки

* рр

периодического контроля I рода; Р„ии Рип - вероятность того, что ТКА попадет на восстановление из-за отказа, обнаруживаемого системой непрерывного и периодического контроля соответственно.

В результате несложных выкладок найдем:

1-

Из полученных формул следует, что для определения искомых показателей надежности при недостоверном комбинированном контроле необходимо и достаточно знать среднее число проверок, приходящееся на одно восстановление, интенсивность проведения периодической проверки, вероятности того, что оборудование попало на восстановление вследствие отказов вида и а также вероятность того, что на восстановление попала работоспособная ТКА из-за ошибки I рода системы непрерывного контроля.

Таким образом, вероятность ошибки периодического контроля I рода а, вероятность ошибки непрерывного контроля I рода 01, вероятность ошибки периодического контроля II рода р можно определить, зная:

- хотя бы две из вероятностей попадания на восстановление, например,

и Рвн (эти вероятности наиболее просто определяются по эксплуатационным данным);

- интенсивность проведения периодического контроля;

- среднее число проверок, приходящееся на одно восстановление.

В разделе 2.3 приводятся рекомендации по сбору и обработке данных об ошибках контроля и отказах ТКА, основанные на предлагаемых диссертантом моделях надежности.

Третья глава работы посвящена вопросам дистанционного контроля. Рассматривается влияние ошибок в канале связи на качество контроля. Данное влияние предлагается учитывать соответствующими корректировками ошибок I и II рода, т.е. а и /?. Показано, что влияние ошибок в канале зависит от способа представления результатов контроля (РК). Результаты контроля могут быть представлены двумя способами:

1 .Передается информация о состоянии каждого устройства (Работает - Не работает). В этом случае затрачивается один бит на одно устройство.

2. Передаются только адреса отказавших устройств.

При первом способе представления РК, каждая ошибка в единичном элементе будет влиять только на оценку состояния одного устройства системы. Состояние работоспособного устройства будет воспринято как неработоспособное, что увеличит ошибку первого рода, или наоборот, неработоспособное устройство будет воспринято как функционирующее нормально.

Если РК представляются в виде адресов отказавших устройств, то каждая необнаруженная ошибка будет приводить к изменению адреса. В таком случае отказавшее устройство будет воспринято, как работоспособное и одновременно с этим, какое-то другое работоспособное устройство будет забраковано. Т.о. одна необнаруженная ошибка при передаче приводит к двум ошибкам контроля.

Далее рассматривается влияние ошибок при передаче результатов достоверного контроля, представленных первым способом. При достоверном контроле ошибки I и II рода отсутствуют,- т.е. до передачи а = (3 = 0 . Кроме поля результатов контроля (ПРК) передаваемый блок содержит служебные поля, в том числе проверочные разряды корректирующего кода, обеспечивающего обнаружение ошибок. Показано, что каждая необнаруженная ошибка, попадая в ПРК, будет порождать ошибку I или II рода с вероятностью пропорциональной вероятностям работоспособных и неработоспособных устройств в цикле контроля. Т.о. если при передаче в ПРК попадет х необнаруженных ошибок, то для вероятностей ошибок I или II рода можно записать

где К - размер ПРК в единичных элементах.

Таким образом, для количественной оценки вероятностей ошибок I и II рода необходимо определить среднее число необнаруженных ошибок, попадающих в поле результатов контроля.

Точное вычисление значения вероятностей необнаруженных ошибок требует вычисления спектра весов кода, или обобщенных биномиальных коэффициентов. Аналитически, данные характеристики могут быть определены далеко не для всех корректирующих кодов. В данной работе для расчета вероятности необнаруженных ошибок кратности т, в блоке заданной длины п была использована приближенная оценка

Ркс(т,п) = 2''Р(т,п) ДЛЯ т

где - обнаруживающая способность хода;

г - число проверочных разрядов.

Тогда среднее число ошибок, попавшее в поле результатов контроля, с учетом ошибок любой кратности в блоке, можно определить выражением

Вероятности, ошибок I и II рода, в данном случае, определятся выражениями

Очевидно, что точность количественной оценки искомых вероятностей требует адекватного описания статистики ошибок в дискретном канале, которая определяет вероятности кратных ошибок в блоке Р(т,п). Поэтому далее проведен анализ различных моделей источников ошибок в дискретных каналах, использующихся в настоящее время для анализа вероятностно-временных характеристик систем связи. Анализ показал, что наиболее часто для построения моделей источников ошибок применяют аппарат Марковских цепей. Одной из таких моделей является модель Гилберта. Данная модель позволяет в ряде случаев удовлетворительно описать статистику ошибок в дискретном канале при приемлемых затратах вычислительных ресурсов и широко используется для анализа ВВХ различных систем связи.

Минимизация ошибок контроля и повышение его оперативности обуславливает важность правильного выбора системы передачи данных, обеспечивающей минимальную вероятность необнаруженной ошибки и допустимую задержку при работе по каналу с ошибками. Далее рассматриваются методы повышения верности, используемые в различных системах передачи данных. Рассмотрены варианты построения систем передачи данных с обратной связью. Показано, что наиболее перспективной из них является система с решающей обратной связью и адресным переспросом (РОС-АП). Она позволяет уменьшить объем информации передаваемой при переспросах и повысить эффективное использование пропускной способности канала.

1б

Четвертая глава. При дистанционном контроле целесообразно провести оптимизацию системы передачи с целью достижения заданных значений вероятности успешной доставки сообщения, задержек и затрат на его доставку. Решение задачи требует определения внешних и внутренних параметров системы и установления математических взаимосвязей между ними, т.е. построение математических моделей. Одна из методик анализа систем передачи с РОС-АП, для канала с группирующимися ошибками, описана в литературе. Однако данная методика не учитывает вероятность необнаружения ошибки в блоке, что неприемлемо при оценке влияния передачи на качество результатов контроля. В данной главе рассматриваются вопросы моделирования вероятностно-временных характеристик системы с РОС-АП при отличном от нуля значении вероятности необнаруженной ошибки.

В анализе участвуют три величины: рт - вероятность правильного приема блока; Рс- вероятность обнаружения ошибки в блоке; рт - вероятность необнаруженной ошибки.

Вероятность обнаружения ошибки определяется выражением

где Р{т,п) - вероятность ошибки кратности m в блоке длиной п.

ВыберехМ в качестве состояний системы количество успешно доставленных блоков i из пакета длиной N, при фиксированном числе блоков с необнаруженной ошибкой v. Для отображения логики функционирования множество состояний системы целесообразно разбить на подмнсжестза для которых v = const. Каждое подмножество расположим в плоскости, которой соответствует определенное число блоков принятых с необнаруженной ошибкой. В соответствии со сказанным, граф системы РОС-АП при передаче двух блоков в пакете, наглядно может быть представлен в пространстве следующим образом рисунок 1. При этом плоскость «А» соответствует ситуации, когда необнаруженных ошибок нет; плоскость «В» - соответствует ситуации приема одного блока с необнаруженной ошибкой; «С» - в двух принятых блоках присутствует необнаруженная ошибка.

Матрицу переходных вероятностей для данного случая можно записать следующим образом:

Определим переходные

вероятности на плоскости «А»:

/о„0» = Л' - обнаружение ошибки в двух передаваемых блоках;

один из двух блоков передан правильно, а в другом обнаружена ошибка;

оба блока переданы

верно;

- при повторной передаче обнаружена ошибка в блоке;

О4 1" гА О8 Iе 0е

0' ^ОвОо ¿йНа ^ОлОЬ РцсЛЪ

\А 0 0 Рш„ 0

2л 0 0 1 0 0 0

0* 0 0 0 ^040» ^¡414 Л>60с

Iе 0 0 0 0 1 0

0е 0 0 0 0 0 1

- при повторной передаче блок передан верно.

Переходные вероятности между плоскостями:

^Саоо ~ • Рг; Р0а0с = Рно; Р0ац, = 2Рт ■ Рт; РШс = Рт; Ршь = Рю.

Переходные вероятности на плоскости «В»: Ршь = Р,, Рть = Рт. Обобщение структуры матриц переходных вероятностей, полученных для различных размеров пакета, позволило сформулировать общие правила построения матрицы для любой заданной длины пакета Ы, которые были реализованы в соответствующем алгоритме [5].

В качестве дискретного шага системы была выбрана следующая попытка передачи после приёма сигнала обратной связи, несущего информацию о результатах предыдущей попытки. Ситуация перед началом передачи первого пакета всегда соответствует состоянию, в котором не доставлено ни одного блока. Исходя из этого, в качестве вектора начального распределения вероятностей состояний системы можно взять вектор, первый член которого равен единице, а остальные - нули. Зная начальные элементы можно найти вектор распределения вероятностей состояний системы на любом шаге, или после любой попытки передачи Р(/) = Р(0)Р'.

Обозначим вероятность успешной доставки / блоков из пакета длиной N блоков, при числе блоков с необнаруженной ошибкой . Вероятность

успешной доставки пакета после /-той попытки определяется как ^ый элемент вектора состояний или вероятность

Время задержки прямопропорционально связано с затратами элементов, поэтому далее мы будем оценивать только затраты элементов.

Общие затраты элементов в прямом канале на доставку пакета за / попыток найдем как:

где

дополнительные затраты за счет попытки

или среднее число блоков, передаваемых в попытке, определяется через элементы вектора

Так как рассматриваемая система является системой с обратной связью, то после каждой попытки по обратному каналу передается пакет служебной информации. Примем длину этого пакета фиксированной и равной п0ь Тогда общие затраты элементов в обратном канале можно определить выражением:

2л=пл +р(2)п<л + ... + р(1)пл=пл(\ + р(2) + ... + р(1)) где р(1) - вероятность /-той попытки.

Вероятность следующей попытки определится как вероятность не попадания системы в одно из поглощающих состояний Р,(1на предыдущей попытке. Таким образом, вероятность /-той попытки определится выражением

Суммарные затраты элементов определяются выражением:

ггшгщ+гл+г„, (20)

где ¿а,. - учитывает затраты на распространение сигнала, его обработку и т.д. Оценим относительную скорость передачи информации. Если после / попыток засчитывать только те пакеты, в которых все блоки приняты верно, то относительная скорость передачи информации равна:

Ир гш ■

(21)

Если по истечении / попыток засчитывать блоки, успешно доставленные из всего пакета, то эффективная скорость находится несколько сложнее.

Определим среднее число блоков, доставленных без ошибок, из пакета длиной N за I попыток. Для этого, вначале, найдем вероятность доставки без необнаруженных ошибок / блоков из N.

=ът * р/>++я//++пе+=X ад+,

где - являются элементами вектора состояний системы после /-

той попытки.

Тогда искомая величина определится выражением

(22)

Учитывая, что в блоке & информационных элементов, а на доставку всего было затрачено элементов, для относительной скорости можно записать

г г _ ^ ' ^О

+ ¿я* + ¿о,

(23)

"/V1 ' ' о**

Далее предложенная методика используется для оптимизации параметров системы при передаче результатов дистанционного контроля заданного объема К. Рассматривается вариант передачи, при котором в первой попытке обеспечивается передача всего объема результатов контроля К. В данной ситуации, длина блока и число блоков в пакете становятся зависимыми

величинами. Таким образом, задача сводится к оптимизации длины блока и числа переспросов с целью достижения заданной вероятности успешной доставки сообщения при допустимых затратах в прямом и обратном каналах.

Данная методика может быть реализована в адаптивных системах с целью организации наилучшей доставки сообщения заданного объема.

В заключении перечислены основные результаты, полученные в диссертационной работе и даны рекомендации по использованию предложенных методик.

1. Выполнены расчеты и экспериментальные исследования на надежность за период с 1982 по 1999 г.

2. Обоснована необходимость внедрения метода "стресс-скрининга" для повышения надежности ТКА.

3. Разработана методика определения оптимальных режимов "стресс -скрининга" (выбор уровней нагружения случайной широкополосной вибрацией, выбор уровней нагружения при термоциклировании, выбор уровней нагружения при электроиспытаниях).

4. Разработана модель комбинированного достоверного контроля, отличающаяся от известных тем, что при ее построении учтено время нахождения ТКА в неработоспособном состоянии в связи с отказом, обнаруживаемым непрерывным контролем. Кроме этого также учтено, что после отказа, обнаруживаемого только периодическим контролем, может произойти, как следствие, отказ, обнаруживаемый только непрерывным контролем. Тогда ТКА заблокируется и попадет на восстановление с отказом, обнаруживаемым непрерывным контролем.

5. Разработана модель недостоверного комбинированного контроля, отличающаяся от известных тем, что наряду с ошибками периодического контроля I и II рода учитывается ошибка непрерывного контроля I рода, а также вызванные этой ошибкой, новые состояния ТКА.

6. Разработаны рекомендации по сбору и обработке данных об ошибках контроля и отказах ТКА.

7. Получены формулы для расчета вероятностей ошибок I и II рода после передачи результатов достоверного контроля по дискретному каналу с ошибками.

8. На основе аппарата Марковских цепей, разработана методика анализа систем с обратной связью и адресным переспросом, учитывающая вероятность необнаружения ошибок в блоке и позволяющая получить зависимости вероятностей успешной доставки сообщения и затрат на его доставку от

длины сообщения при различных значениях внутренних параметров системы: длины блока, допустимом числе переспросов, и количестве блоков в пакете (л,

/.АО-

9. Разработана методика позволяющая вычислить вероятности успешной доставки и затраты на доставку сообщения фиксированной длины от длины блока. Данная методика позволяет подобрать внутренние параметры системы для каждого сообщения в зависимости от его длины и параметров дискретного канала.

Разработанные методика и программы позволяют оптимизировать параметры системы передачи данных с решающей обратной связью и адресным переспросом.

В приложениях к диссертационной работе представлены тексты программ, реализующих предлагаемые методики и алгоритмы.

Публикации по основным результатам диссертации:

1. Мешков Е.Ю., Павлов Г.Н. Современные методы оценки соответствия радиоэлектронной аппаратуры требованиям надежности. - Новосибирск, Сибирский научный вестник. Вып. 2,1998. - С. 237-246.

2. Мешков Е.Ю. Повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры методом «стресс-скрининга». Сибирский научный вестник. Вып. 3, 1999. -С. 298-303.

3. Калюжный И.Н., Мешков Е.Ю. Исследование и разработка ускоренных методов оценки надежности радиоэлектронной аппаратуры, сокращающих объем и продолжительность испытаний. Сибирский научный вестник. Вып. 4,2000.-С. 214-216.

4. Мешков Е.Ю., Шерстнева О.Г. Модель надежности радиоэлектронной аппаратуры при достоверном комбинированном контроле. Перспективы развития современных средств и систем связи. Материалы МНТК. Томск. 2003г.

5. Мелентьев О.Г., Мешков ЕЮ. Алгоритм формирования матрицы переходных вероятностей для анализа систем передачи данных с РОС-АП, при учете необнаруженных ошибок в блоке. Информатика и проблемы телекоммуникаций. Материалы РНТК. Новосибирск. 2004г.

6. В книге Нормирование качества телекоммуникационных услуг: Учебное пособие / В.И. Битнер, Г.Н. Попов; под ред. профессора В.П. Шувалова. -М.: Горячая линия-Телеком, 2004. Глава 6 (стр.114-145) написана Е.Ю. Мешковым совместно с В.И. Битнером.

7. Линдстрем В.А., Мешков Е.Ю. Методика ускоренных испытаний на сохраняемость. Новосибирск, НИИЭП, 1987г. Инв. 26517

8. Линдстрем В.А., Зайцев В.В., Мешков Е.Ю. Разработка и совершенствование методологических принципов сокращения объема и продолжительности испытаний аппаратуры для ускоренной оценки ее надежности. Новосибирск, НИИЭП, 1987 г. Инв. 0-408

9. Линдстрем В.А., Мешков Исследования возможности повышения надежности узлов блоков, приборов при использовании методов неразрушающего контроля. Новосибирск, НИИЭП, 1990г. НВ8-677-90

Евгений Юрьевич Мешков

РАЗРАБОТКА МЕТОДИК РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ

Автореферат

Редактор: В.И. Сединин Корректор: Д. С. Шкитина

Подписано в печать 18.05.2004, формат бумаги 60x84/16, отпечатано на ризографе, шрифт №10, изд. л. 7,3, заказ № 61, тираж 500.СибГУТИ 630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86

04-13871

Введение

Основные характеристики работы

1. Повышение надежности ТКА в условиях производства и эксплуатации

1.1 Общие положения

1.2 Методы оценки соответствия телекоммуникационной аппаратуры требованиям по надежности

1.3 Виды контроля технического состояния телекоммуникационной аппаратуры 31 9 1.4 Основные результаты, представленные в первой главе

Актуальность работы. В последнее время все больше клиентов операторов связи ощущают растущую зависимость эффективности функционирования их бизнес-процессов от качества используемых в повседневной деятельности услуг связи. Это приводит с их стороны к необходимости предъявлять повышенные требования к качеству предоставляемых им услуг, заключая с оператором связи соглашение о качестве обслуживания (SLA).

Обеспечить требования SLA можно только в том случае, когда обеспечены соответствующие характеристики телекоммуникационной сети, зависящие, в том числе, от показателей ее надежности. Надежность - это собирательный термин, используемый для описания свойства готовности и влияющих на него свойств безотказности, ремонтопригодности, обеспечения технического обслуживания и ремонта.

Контроль параметров, характеризующих надежность телекоммуникационной аппаратуры, должен осуществляться на всех этапах жизненного цикла - от изготовления до эксплуатации, включая обеспечение показателей надежности в условиях хранения изделия.

Испытания на надежность сопряжены с огромными затратами и они тем выше, чем более высокие требования предъявляются к показателям надежности. При испытаниях на надежность различают ошибки контроля первого рода, когда исправное изделие признается неисправным и бракуется (ложная тревога). Ошибка контроля второго рода соответствует ситуации, когда неисправное изделие не обнаруживается системой контроля. Если большие значения вероятности «ложной тревоги» приводят к неоправданным затратам со стороны поставщика изделия, то большие значения пропуска бракованного изделия существенно сказываются на операторе, предоставляющем телекоммуникационные услуги. Не следует также забывать и о проблемах контроля надежности в условиях эксплуатации, когда требуется оперативно выявить неисправные блоки или типовой элемент замены (ТЭЗ) и оперативно его заменить. Здесь необнаружение неисправности может привести к простоям, которые чреваты как недополучением прибыли, так и потерей клиентов, а в современных условиях, и большими штрафными санкциями, вызванными нарушением SLA со стороны оператора.

Таким образом, вопросы повышения надежности и контроля параметров, характеризующих надежность, требуют непрестанного внимания, как со стороны поставщика телекоммуникационной аппаратуры, так и со стороны оператора и сопряжены с серьезными финансовыми затратами.

Следует заметить, что в ряде случаев контроль параметров характеризующих надежность в силу разных причин приходится осуществлять дистанционно, что в свою очередь, в условиях «ненадежного» канала, влияет на вероятность ошибки, как первого, так и второго рода.

Вопросом обеспечения надежности и разработки методик вычисления параметров, характеризующих надежность с учетом ошибок 1-го и И-го рода, посвящено множество работ, включая монографии и статьи. Это, прежде всего, работы таких авторов, как Зеленцов Б.П., Шерстнева О.Г., S Tastane, D Kapitano и др.

Диссертационная работа состоит из четырех глав, в которых рассмотрен комплекс вопросов, направленных на решение задач по контролю за показателями надежности. В ней использован многолетний опыт работы диссертанта по приемке и испытаниям аппаратуры, к которой предъявляются повышенные требования по надежности.

Перейдем к краткой характеристике материалов, изложенных в главах.

В первой главе рассмотрены проблемы, связанные с обеспечением качества услуг. Показана роль показателей надежности в системе качества предоставляемых оператором услуг. Выделен такой показатель качества функционирования сети как готовность, который определяется безотказностью, ремонтопригодностью и оргтехническим обеспечением обслуживания и ремонта. В главе приводятся методики и результаты расчетов и испытаний РЭА на надежность, выполненные под руководством и участии диссертанта. На основании результатов испытаний, сведенных в ряд таблиц сделаны выводы, послужившие основой для модернизации методик испытаний. Предложено использование "стресс-скрининга" и разработаны методики определения оптимальных режимов "стресс-скрининга". В частности: выбора уровней нагружения случайной широкополосной вибрацией, уровней нагружения при термоциклировании и электроиспытаниях. Дана технико-экономическая оценка "стресс-скрининга". В главе также рассмотрены виды контроля технического состояния телекоммуникационной аппаратуры. Поставлены задачи разработки моделей, позволяющих получить расчетные соотношения для определения показателей надежности с учетом ошибок контроля 1-го и И-го рода, отличающихся от известных учетом ряда существенных факторов. Рассмотрены подходы к вопросам дистанционного контроля, который может осуществляться на различных стадиях жизненного цикла ТКА.

Вторая глава посвящена разработке моделей и исследованию показателей надежности ТКА в условиях эксплуатации.

Для рассмотрения множества состояний, которые может принимать ТКА в процессе эксплуатации, разработана модель для достоверного комбинированного контроля. При этом под комбинированным контролем понимается использование непрерывного и периодического контроля. При составлении модели сделаны следующие допущения:

-ТКА находится в непрерывном использовании по назначению; -отказы, обнаруживаемые непрерывным и периодическим контролем, совместны;

-все события происходят в случайные моменты времени;

-время между событиями имеет экспоненциальный закон распределения.

Найдены выражения для следующих обобщенных характеристик надежности: среднего времени нахождения ТКА в работоспособном состоянии; среднего времени нахождения ТКА в неработоспособном и заблокированном состоянии; среднего времени нахождения ТКА в неработоспособном и незаблокированном состоянии; среднего числа проверок, приходящегося на одно восстановление; условного коэффициента отказов.

В главе 2 также разработана модель для оценки характеристик надежности в условиях недостоверного комбинированного контроля. Недостоверность комбинированного контроля определяется наличием ошибок 1-го и П-го рода систем периодического и непрерывного контроля.

В отличие от известных моделей недостоверного контроля предлагаемая модель учитывает наряду с ошибками периодического контроля 1-го и И-го рода также ошибки непрерывного контроля 1-го рода и вызванные этой ошибкой новые состояния ТКА.

В заключение главы представлены рекомендации по сбору и обработке данных об ошибках контроля и отказах ТКА.

В главе 3 представлены соображения по выбору модели источников ошибок и подходы к выбору протоколов обмена данными в условиях дистанционного контроля показателей ТКА. Выведены формулы для расчета ошибок контроля 1-го и И-го рода с учетом недостоверной передачи данных о параметрах ТКА в пункт контроля при централизованном обслуживании. Обоснована целесообразность использования для дистанционного контроля системы передачи данных с РОС-АП.

В главе 4 представлена методика расчета характеристик протокола РОС-АП, отличающаяся от известных тем, что учитывается возможность необнаружения ошибок при декодировании. При определенных условиях плохое качество канала, незначительное число проверочных элементов в кодовой комбинации) неучет ошибок декодирования может существенно повлиять на значения вероятностей ошибок 1-го и П-го рода и другие показатели надежности ТКА.

Цель работы. Разработка методик расчета показателей надежности в процессе производства и эксплуатации телекоммуникационной аппаратуры (ТКА).

Методы исследования. В диссертации представлены результаты исследований, полученные с помощью аппарата теории вероятностей, марковских процессов и математического моделирования.

Научная новизна:

1. Разработана методика "стресс-скрининга", включающая в себя испытания на термоциклирование, случайную широкополосную вибрацию, электроиспытания при повышенной температуре, которая обеспечивает выявление скрытых дефектов при производстве изделий.

2. Разработана модель отказов и восстановлений ТКА, позволяющая уточнить значения показателей надежности ТКА в условиях достоверного комбинированного контроля. Модель учитывает время нахождения ТКА в неработоспособном состоянии в связи с отказом, обнаруживаемым непрерывным контролем, а также тот факт, что после отказа, обнаруживаемого только периодическим контролем, может произойти, как следствие, отказ, обнаруживаемый только непрерывным контролем.

3. Разработана модель отказов и восстановлений ТКА, охваченной недостоверным комбинированным контролем, отличающаяся от известных тем, что наряду с ошибками периодического контроля 1-го и П-го рода модель учитывает ошибки непрерывного контроля 1-го рода.

4. Разработана методика расчета вероятности ошибок контроля 1-го и 11-го рода, позволяющая учесть влияние необнаруженных ошибок при дистанционном контроле.

5. Разработана методика расчета вероятностно-временных характеристик (ВВХ) системы РОС-АП, позволяющая учесть при передаче информации по дискретному каналу, описываемому моделью Гилберта, вероятность появления необнаруженных ошибок.

Практическая ценность работы и внедрение ее результатов.

Разработаны методики, обеспечивающие повышение надежности ТКА как в условиях производства, так и эксплуатации ТКА. Результаты исследований используются НИИЭП как на этапе проектирования изделий, так и их испытаний.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались диссертантом.

1. В управлениях ГРАУ, ВВС (г.Москва, 1995, 1996, 1999 гг.) и НИИ надежности в/ч 64641 (г.Москва, 1992, 1993, 1999 гг.).

2. На конференциях: а) Международная научно-практическая конференция «Перспективы развития современных средств и систем телекоммуникаций». - Томск, 2003 б) Российская научно-техническая конференция «Информатика и проблемы телекоммуникаций». - Новосибирск, 2004.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ. В их числе три статьи в сборниках Сибирского научного вестника (выпуски II -1998 г., III - 1999 г. и IV - 2000 г.), глава в учебном пособии (2004 г.), тезисы докладов (2003 и 2004 гг.), материалы диссертации также представлены в отчетах по НИР [7, 8,9].

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, четырех приложений и заключения. Содержит 146 страниц, 6 таблиц, 23 рисунка. Список литературы состоит из 60 наименований.

4.5. Основные результаты, полученные в четвертой главе

1. Разработана методика анализа систем с обратной связью и адресным переспросом на основе аппарата Марковских цепей, учитывающая вероятность необнаружения ошибок в блоке и позволяющая получить зависимости вероятностей успешной доставки Руд сообщения и затрат Z^ на его доставку от длины сообщения при различных значениях внутренних параметров системы: длины блока, допустимом числе переспросов, и количестве блоков в пакете (я, /, N); оценить диапазон длин сообщений, удовлетворяющих заданным требованиям по Руд и Z^ при заданных параметрах (п, I, N); определить параметры системы (и, /, N), обеспечивающие заданные Руд при минимальных затратах; оценить Руд для заданного диапазона длин сообщений при ограниченных затратах на доставку; оценить среднюю Руд и средние затраты

Z£ на доставку одного сообщения при известном законе распределения длин сообщений на входе системы передачи данных.

2. Разработана методика позволяющая вычислить вероятности успешной доставки Руд и затраты Z^ на доставку сообщения фиксированной длины от длины блока. Данная методика позволяет подобрать внутренние параметры системы для каждого сообщения в зависимости от его длины и параметров дискретного канала.

3. Разработаны программы вычислений ВВХ на базе предложенных методик, позволяющие находить зависимости ВВХ от параметров системы и дискретного канала.

Разработанные методика и программы позволяют оптимизировать параметры системы передачи данных с решающей обратной связью и адресным переспросом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения диссертационной работы получены следующие основные результаты:

1. Проведено обобщение результатов расчетов и экспериментальных исследований за период с 1982 по 1999 г., позволившее сформулировать требования на надежность к основным характеристикам узлов и устройств ТКА;

2. Показано, что использование метода "стресс-скрининга" позволяет существенно уменьшить число ранних отказов и, следовательно, увеличить надежность ТКА;

3. Разработана методика определения оптимальных режимов "стресс-скрининга" (выбор уровней нагружения случайной широкополосной вибрацией, выбор уровней нагружения при термоциклировании, выбор уровней нагружения при электроиспытаниях).

4. Разработана модель комбинированного достоверного контроля, отличающаяся от известных тем, что при ее построении учтено время нахождения ТКА в неработоспособном состоянии в связи с отказом, обнаруживаемым непрерывным контролем. Кроме этого также учтено, что после отказа, обнаруживаемого только периодическим контролем, может произойти, как следствие, отказ, обнаруживаемый только непрерывным контролем. Тогда ТКА заблокируется и попадет на восстановление с отказом, обнаруживаемым непрерывным контролем.

5. Разработана модель недостоверного комбинированного контроля, отличающаяся от известных тем, что наряду с ошибками периодического контроля I и II рода учитывается ошибка непрерывного контроля I рода, а также вызванные этой ошибкой, новые состояния ТКА.

6. Разработаны рекомендации по сбору и обработке данных об ошибках контроля и отказах ТКА.

7. Получены формулы для расчета вероятностей ошибок I и II рода после передачи результатов достоверного контроля по дискретному каналу с ошибками.

8. На основе аппарата Марковских цепей, разработана методика анализа систем с обратной связью и адресным переспросом, учитывающая вероятность необнаружения ошибок в блоке и позволяющая получить зависимости вероятностей успешной доставки Руд сообщения и затрат ZT на его доставку от длины сообщения при различных значениях внутренних параметров системы: длины блока, допустимом числе переспросов, и количестве блоков в пакете (п, /, N).

9. Разработана методика позволяющая вычислить вероятности успешной доставки Руд и затраты Z2 на доставку сообщения фиксированной длины от длины блока. Данная методика позволяет подобрать внутренние параметры системы для каждого сообщения в зависимости от его длины и параметров дискретного канала.

Разработанные методика и программы позволяют оптимизировать параметры системы передачи данных с решающей обратной связью и адресным переспросом.

1. Короткое С., Ефимова Ю. Управление качеством на предприятиях связи. ИКС, №6, 2001.-С. 47-52

2. Шварцман В.О. QoS система гарантированного качества услуг // Век качества, № 6. - 2001. - С. 34-37.

3. Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекоммуникационные системы и сети. Том 1. Современные технологии / Под ред. проф. Шувалова В.П. М.: Горячая линия - Телеком, 2004. - 647 с.

4. Мешков Е.Ю., Павлов Г.Н. Современные методы оценки соответствия радиоэлектронной аппаратуры требованиям надежности. Новосибирск, Сибирский научный вестник. Вып. 2, 1998. - С. 237-246.

5. Мешков Е.Ю. Повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры методом «стресс-скрининга». Сибирский научный вестник. Вып. 3, 1999. С. 298-303.

6. Система ГОСТов «Мороз-5» по обработке вооружений и военной техники.

7. Малинский В.Д. Контроль и испытания радиоаппаратуры. М.: Энергия, 1990.

8. Калюжный И.Н., Мешков Е.Ю. Исследование и разработка ускоренных методов оценки надежности радиоэлектронной аппаратуры, сокращающих объем и продолжительность испытаний. Сибирский научный вестник. Вып.4, 2000.-С. 214-216.

9. ГОСТ 002-89. Надежность в технике. Основные положения. Термины и определения.

10. ГОСТ 16504-81. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения.

11. Иванов А.Б. Контроль соответствия в телекоммуникациях и связи. Измерения, анализ, тестирование, мониторинг. Часть 1. М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 2001. - 375 с.

12. Засецкий А.В., Иванов А.Б., Постников С.Д., Соколов И.В. Контроль качества в телекоммуникациях и связи. Обслуживание, качество услуг, бизнес-управление. Часть II /Под редакцией Иванова А.Б. М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 2001. - 336 с.

13. Битнер В.И. Качество телекоммуникационных услуг вторичных сетей. -Новосибирск: Издательский центр «АГРОСИБИРЬ», 2003. 151 с.

14. РТМ по качеству услуг и качеству обслуживания на сетях ТФОП и ССПС //Отчет о научно-исследовательской работе ЛОНИИС. С.-Петербург, 2002.

15. Голомшток JI.B. Контроль технического состояния электронных коммутационных полей //Электросвязь, №7, 1985.-С.11-15.

16. Гончар О.Г., Зеленцов Б.П. Модель надежности элементов коммутационного узла с учетом недостоверности контроля // Тез. докл. XXXII научно-техн. конф., посвящ. Дню радио.-Новосибирск, 1989.-С.11-12.

17. Гончар О.Г., Зеленцов Б.П. Модель надежности функционального блока системы коммутации при недостоверном комбинированном контроле //Сети, узлы связи и распределение информации: Сб. науч. Тр. Учеб. ин-тов связи. -Л., 1990. -Вып.148.-СЛ04-110.

18. Зеленцов Б.П. Модель функционирования объекта с переменной периодичностью // Надежность и контроль качества. -1990. -№11. -С.55-62.

19. Зеленцов Б.П. Матричные модели надежности систем.-Н.:»Наука», 1991.-110с.

20. Зеленцов Б.П., Шерстнева О.Г. Расчет надежности функционального элемента системы коммутации по наблюдаемым характеристикам //Тез. докл. XXXIII обл.научно-техн. конф., посвящ. Дню радио. Новосибирск, 1990. -С.7-8.

21. Зеленцов Б.П., Шерстнева О.Г. Метод сбора и обработки данных о надежности оборудования систем коммутации на этапе опытной эксплуатации // Тез. докл. XLVII научной сессии, посвящ. Дню радио. -Москва, 1992.-С.4-5.

22. Зеленцов Б.П., Шерстнева О.Г. Определение экстраполированных показателей надежности оборудования систем коммутации по данным эксплуатации // Сети, узлы связи и распределение информации: Сб. науч. Тр. Учеб. ин-ов связи. Санкт-Петербург, 1993.-С.81-87.

23. Шерстнева О.Г. Системный подход к определению экстраполированных показателей надежности //Тез. докл. Российской научно-техн. конференции, посвящ. Дню радио. -Новосибирск, 1994. -С.11-12.

24. Зеленцов Б.П., Шерстнева О.Г. Метод расчета вероятностей ошибок контроля оборудования систем коммутации по эксплуатационным данным //Труды ИВМ и МГ. Информатика, 3, Новосибирск, 2002, с.105-110.

25. Мешков Е.Ю., Шерстнева О.Г. Модель надежности радиоэлектронной аппаратуры при достоверном комбинированном контроле // Тез, Томск, 2003.

26. Шувалов В. П., Кожаспаев Н. К. Вероятностные методы обнаружения ошибок. Алма-Ата: Наука, 1989. - 106 с.

27. Додунекова Р. Обобщенные биномиальные моменты линейного кода и вероятность необнаружения ошибки // Проблемы передачи информации, том 39, вып.З, 2003.

28. Величко В. В. Алгоритм определения нумератора весов для циклических кодов // Электросвязь, №3, 2004.

29. Шувалов В.П. Прием сигналов с оценкой их качества. М.: Связь, 1979 г. - 240 с.

30. Коричнёв Л.П., Королёв В.Д. Статистический контроль каналов связи М.: Радио и связь, 1989. 240 с.

31. Финк Л. М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, - 1970. - 728 с.

32. Гилберт Э. Н. Пропускная способность канала с пакетами ошибок. -«Кибернетический сборник», 1964. - №9.

33. Zorzi Michele, Rao Ramesh R. and Milstein Laurence B. On the accuracy of first-order Markov model for data transmission on fading channelsWIn ICUPC, November 1995.

34. Zorzi Michele, Rao Ramesh R. and Milstein Laurence B. A Markov model for block errors on fading channelsWIn PIMRC, 1996.

35. Zorzi Michele and Rao Ramesh R. On the Statistics of block errors in bursty channels // IEEE Transaction on Communications, June, 1997.

36. Javier G. F., Villasenor J. D., Turbo Decoding of Gilbert-Elliot channels, IEEE Communications, pp. 357-363, March 2002.

37. Передача дискретных сообщений: Учебник для вузов/ под редакцией Шувалова В. П. М.: Радио и связь, - 1990. - 464 с.

38. Bennet W. R., Froelich F. S. Some Results on the Effectiveness of Error Control Procedures in Digital Transmission. IRE Trans., 1961, CS-9, № 1.

39. Попов О. В., Турин В. Я. О законе распределения вероятностей различного числа ошибок в комбинации. «Электросвязь», 1967, № 5.

40. Коржик В. И. Распределение ошибок в канале с релеевскими замираниями. Труды 2-й всесоюзной конференции по теории кодирования. Баку, 1965.

41. Невдяев JI. CDMA: Кодирование и перемежение. Сети 2000. - № 12.

42. Барыло А.Н. Расчёт вероятности необнаружения ошибки в цифровых системах передачи // Труды учебных заведениях связи / СПбГУТ СПб. 1997.-Вып. 164.

43. Емельянов Г. А., Шварцман В. О. Передача дискретной информации: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, - 1982. - 240 с.

44. Буга Н.Н. Основы теории связи и передачи данных. Часть II. Л., Ленинградская военная инженерная академия, 1970. 707 с.

45. Протоколы информационных вычислительных сетей: Справочник/ С.А. Аничкин, С.А. Белов, А.В. Бернштейн и др. под ред. И.А. Мизина, А.П. Кулешова М. Радио и связь, 1990 - 504с.

46. Блох Э.Л., Попов О.В., Турин В.Я. Модели источники ошибок в каналах передачи цифровой информации.-М.: Связь, 1971. -312 с.

47. Каневский З.М., Ледовских В.М. Распределение ошибок в КВ-каналах связи. Радиотехника, 1971 г., №2, с.29-35.

48. Пуртов Л. П., Замрий А. С., Захаров А. И. Основные закономерности распределения ошибок в дискретных каналах связи. «Электросвязь», 1967, №2.

49. Самойленко С. И. Статистика ошибок при передаче цифровой информации, М.: Мир, 1966.

50. Elliott E. О., Telephone switched line model for data transmission, Bell System Technishe Jornal, pp. 89-110, XLIV.

51. Subbotin E.A., Melentyev O.G. The analysis of one protocol of short messages transmission over the discrete channel, described by Hilbert model. MEMIA -2001. Novosibirsk, 2001.

52. Кларк Дж., мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: Пер. с англ.-М.: Радио и связь, 1987.-392 с.

53. Мелентьев О.Г., Мешков Е.Ю. Алгоритм формирования матрицы переходных вероятностей для анализа систем передачи данных с РОС-АП, при учете необнаруженных ошибок в блоке. Информатика и проблемы телекоммуникаций. Материалы РНТК. Новосибирск. 2004г.

54. Линдстрем В.А., Мешков Е.Ю. Методика ускоренных испытаний на сохраняемость. Новосибирск, НИИЭП, 1987г. Инв. 26517

55. Линдстрем В.А., Зайцев В.В., Мешков Е.Ю. Разработка и совершенствование методологических принципов сокращения объема и продолжительности испытаний аппаратуры для ускоренной оценки ее надежности. Новосибирск, НИИЭП, 1987 г. Инв. 0-408

56. Линдстрем В.А., Мешков Исследования возможности повышения надежности узлов блоков, приборов при использовании методов неразрушающего контроля. Новосибирск, НИИЭП, 1990г. НВ8-677-90