Название: Основы теории телетрафика
Автор: Наместников С.М., Служивый М.Н., Украинцев
Издательство: Ульяновск: Ульяновский государственный технический университет (УлГТУ)
Год: 2016
Формат: pdf
Страниц: 154
Для сайта: litgu.ru
Размер: 18 mb
Язык: русский
Рассмотрены основы теории систем массового обслуживания в применении к анализу трафика в современных телекоммуникационных системах, а также основные сведения о математических моделях потоков заявок и систем обработки пакетов в сетях связи. Описаны методы решения задач оценки рабочих характеристик и параметров качества обслуживания в сетях связи.
Для студентов направления «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», а также аспирантов, специализирующихся в области анализа и моделирования инфокоммуникационных систем.
В первой главе учебного пособия представлены основные определения и понятия теории телетрафика, изложены методологические основы теории систем массового обслуживания. В главе также представлены основы теории непрерывных и дискретных марковских процессов, где введено понятие о процессах «размножения-гибели», а также об уравнениях равновесия (баланса).
Во второй главе описаны математические вероятностные модели потоков заявок в виде законов распределения параметров потоков. Анализируемые системы и случайные потоки в них представлены в виде марковских моделей. Подробно проанализированы характеристики простейшего потока. Дано представление о нестационарном пуассоновском потоке и потоках с ограниченным последействием (потоках Пальма) на примере потоков Эрланга. Определено понятие примитивного потока заявок на примере нагрузки на телефонный коммутатор. Рассмотрены самоподобные (фрактальные) модели трафика, такие как фрактальное броуновское движение и фрактальный гауссовский шум. Описан R/S-метод анализа характеристик самоподобных случайных процессов.
Третья глава посвящена подробному анализу процесса обслуживания простейшего потока системами с отказами и ожиданием. Значительное внимание уделяется выводу уравнений Эрланга, характеризующих параметры обслуживания простейшего потока заявок, а также формул Эрланга для установившегося режима обслуживания, из которых получены зависимости вероятностей занятости заданного количества каналов от параметров потока и системы обслуживания.
В четвертой главе проанализированы распределения Эрланга, Энгсета, Бернулли и Пуассона, на основе чего получены зависимости вероятностей занятости заданного количества каналов от параметров потока и системы обслуживания. Представлен подробный анализ распределения Энгсета и характеристики системы обслуживания примитивного потока. Описано распределение вероятностей занятия фиксированных выходов в системе.
В пятой главе представлена классификация Кендалла и анализ основных характеристик различных систем массового обслуживания (СМО) с использованием временных диаграмм. Подробно рассмотрены СМО с приоритетным обслуживанием. Введено понятие о законах сохранения в СМО. Представлен подробный анализ функционирования СМО с несколькими серверами, а также СМО с ограниченной очередью. Описаны вероятностные характеристики времени ожидания заявки в очереди. Рассмотрена СМО с пуассоновским потоком на входе и произвольным распределением времени обслуживания, в процессе анализа которой получена формула Поллачека-Хинчина. Описаны СМО с самоподобным входным потоком и детерминированным временем обслуживания, а также СМО с самоподобным характером времени обслуживания. Даны практические примеры анализа трафика в элементах сетей связи.
В шестой главе рассмотрены основные методы моделирования потоков в сетях, таких как пуассоновский поток, а также самоподобные потоки с распределениями Вейбулла, Парето и логнормальным. Описано моделирование фрактального броуновского движения посредством RMD-метода. Дано краткое описание моделирования СМО посредством сетей Петри. Представлены наиболее важные параметры трафика, которые обычно измеряются в сетях. Кратко описаны основные средства для измерения трафика в ТС.
Седьмая глава посвящена методам анализа сетей массового обслуживания на примере марковских сетей без потерь. Рассмотрены графовые модели сетей с блокировками в виде параллельнопоследовательных схем. Уделено значительное внимание анализу и оптимизации коммутационных схем с описанием комбинаторного метода Якобеуса на примере двухзвенной коммутационной системы. Проведен анализ потерь в двухзвенных схемах без сжатия и расширения, а также при наличии сжатия и расширения. Дано понятие о многозвенных коммутационных схемах на примере трехзвенной коммутационной схемы. Методы управления доступом к среде в системах радиодоступа представлены протоколами «классическая ALOHA» и «тактированная ALOHA».