Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
23
УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ЗВ’ЯЗКУ
ОВЧАРЕНКО ВІКТОР ВІКТОРОВИЧ
УДК 621.391
ПІДВИЩЕННЯ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ЦИФРОВОЇ ТЕЛЕФОННОЇ МЕРЕЖІ
05.12.02–Телекомунікаційні системи та мережі
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Київ - 2007
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Українському науково-дослідному інституті зв’язку
Науковий керівник – доктор технічних наук, професор
Хиленко Володимир Васильович,
Український науково-дослідний інститут зв’язку,
директор інституту.
Офіційні опоненти: –доктор технічних наук, професор
Віноградов Микола Анатолійович,
Національний авіаційний університет,
професор кафедри комп’ютерних інформаційних технологій
кандидат технічних наук
Отрох Сергій Іванович,
ВАТ "Укртелеком",
провідний спеціаліст
Провідна установа Національний технічний університет України "КПІ"
Захист відбудеться 30 березня 2007 року о годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради К26.849.01 Українського науково-дослідного інституту зв’язку за адресою:вул. Солом’янська, 13, 03680, м. Київ-110.
З дисертаційною роботою можна ознайомитися в бібліотеці Українського науково-дослідного інституту зв’язку за адресою:вул. Солом’янська, 13, 03680, м. Київ-110.
Автореферат розісланий 26 лютого 2007 року.
Вчений секретар
Спеціалізованої вченої ради К 26.849.01 В.Ф.Михайлов
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. В умовах різноманітності телекомунікаційних технологій, їх швидкого прогресу, зростаючого попиту користувачів на нові послуги виникають нові задачі, пов’язані з забезпеченням якості роботи телекомунікаційних мереж. Сучасний стан розвитку телекомунікацій характеризується процесами конвергенції телекомунікаційних мереж –взаємного проникнення традиційних мереж з комутацією каналів і пакетних мереж, на шляху побудови універсальної мультисервісної, мультимедійної телекомунікаційної мережі. Одне з основних завдань операторів телекомунікацій –забезпечення як традиційних, так і нових послуг користувачам на сучасному якісному рівні.
На даний час досліджено показники якості роботи телефонних мереж, однак недостатньо проаналізовано фактори, які впливають на ці показники в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж. Існуюча методика розрахунку інтенсивності навантаження в телефонній мережі та методика визначення кількості з’єднувальних ліній між телекомунікаційними системами для забезпечення необхідної пропускної спроможності, при заданому рівні якості обслуговування, базуються на принципах, характерних для традиційної телефонної мережі з технологією комутації каналів, і потребують уточнення для умов взаємодії телефонної мережі з іншими мережами, насамперед із мобільними та пакетними. Потребує удосконалення, в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж, методика визначення показників якості роботи телефонної мережі. Недоопрацювання з наукової та науково-практичної точки зору вищеозначених питань погіршує якість роботи та зменшує ефективність використання ресурсів цифрової телефонної мережі.
Отже, тема дисертації, яка присвячена дослідженню характеристик якості роботи цифрової телефонної мережі та їх поліпшенню, є актуальною в сучасних умовах конвергенції телекомунікаційних мереж.
Стан питання. Вирішенню проблем побудови телекомунікаційних мереж, дослідженню тенденцій розвитку та взаємодії телекомунікаційних систем і мереж присвячено ряд робіт українських і закордонних учених, таких як Харкевич А.Д, Стеклов В.К., Хиленко В.В.,
Беркман Л.Н., Воробієнко П.П., Гольдштейн Б.С. та інших. В науковій літературі досліджуються методи та засоби забезпечення надійності та якості роботи телекомунікаційних мереж, аналізуються процеси конвергенції мереж. Однак, на теперішній час недостатньо проаналізовані показники якості роботи цифрової телефонної мережі в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж. Одна з основних характеристик цифрової телефонної мережі –показники якості обслуговування спроб встановлення з’єднань, а саме коефіцієнт ефективності спроб встановлення з’єднань –Answer Seizure Ratio(далі –ASR) і коефіцієнт ефективності мережі –Network Effectiveness Ratio (далі –NER). Стандартизовані значення цих коефіцієнтів для з’єднань між абонентами телефонної мережі. Існуюча методика визначення коефіцієнтів ASR і NER базується на їх вимірюванні в годину найбільшого навантаження (далі – ГНН), при цьому не враховуються варіації ASR і NER протягом часу, і тому методика потребує уточнення. Одна з основних характеристик телефонної мережі –пропускна спроможність, визначається кількістю з’єднувальних ліній між комутаційними системами, яка, в свою чергу, залежить від характеристик вхідного навантаження та якості обслуговування. Вхідне навантаження формується потоком викликів і характеризується кількістю викликів від одного джерела навантаження за одиницю часу та тривалістю одного виклику. В існуючих методиках розрахунку кількості з’єднувальних ліній між комутаційними системами приймається, що функція розподілу ймовірності кількості викликів від одного джерела навантаження підпорядковується закону Пуасона, а функція розподілу ймовірності тривалості одного виклику –експоненційному закону. Однак, не в повній мірі досліджено характеристики вхідного навантаження для різних типів з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі та при взаємодії різних типів телекомунікаційних мереж. Існуючі методи розрахунку кількості з’єднувальних ліній або не враховують коливання інтенсивності навантаження, або враховують коливання інтенсивності навантаження, визначені за теоретичними розрахунками. Експериментальні дослідження інтенсивності навантаження в телефонній мережі свідчать, що реальне коливання інтенсивності навантаження відрізняється від теоретичного як для з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі, так і для з’єднань між стаціонарною телефонною та мобільною й пакетною мережами.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.Напрямокдисертаційного дослідження пов’язаний з виконанням науково-дослідних робіт, які проводилась в Українському науково-дослідному інституті зв’язку, а саме:
–“Технічні вимоги до телекомунікаційних мереж загального користування. Принципи побудови” (тема К43/2005-24, держ. реєстр. №0105U008519);
–“Розроблення ГСТУ ”Показники якості обслуговування викликів і якості надання основних телекомунікаційних послуг абонентам телекомунікаційних мереж рухомого зв’язку загального користування України” (теми П14/2005-21, держ. реєстр. №0106U001732 та П18/2005-21, держ. реєстр. №0105U006635).
Крім того, результати дисертаційного дослідження впроваджені та використані в ДАТ "КБ "Дніпровське" при виконанні дослідно-конструкторської роботи “Модернізація кінцевої ЕАТС-ЦА, опорно-транзитної ЕАТС-Т та сільської вузлової ЕАТС-С „Дніпро” (введення нових функцій)”, держ. реєстр. № 0104U006158, яка виконується згідно Науково-технічної програми „Засоби зв’язку –” Мінпромполітики, а також при проведенні робіт по проектуванню ОПТС-4 м. Дніпропетровська згідно з контрактом № 251 від 06.09.2005 р. з ВАТ „Укртелеком”.
Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційного дослідження є поліпшення показників якості роботи цифрової телефонної мережі в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж. Об’єктом дослідження є цифрова телефонна мережа, а предметом дослідження –показники якості роботи цифрової телефонної мережі.
Для досягнення поставленої мети вирішуються такі завдання:
- аналіз і узагальнення показників якості роботи цифрової телефонної мережі та факторів, які впливають на ці показники;
- визначення факторів, які виникають при конвергенції телекомунікаційних мереж і впливають на показники якості роботи телефонної мережі;
- удосконалення методики визначення якості роботи цифрової телефонної мережі;
- уточнення методики розрахунку інтенсивності навантаження цифрової телефонної мережі при її взаємодії з мобільними та пакетними мережами;
- уточнення методики розрахунку кількості з’єднувальних ліній між телекомунікаційними системами як для різних типів з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі, так і для з’єднань між стаціонарною телефонною та мобільною й пакетною мережами.
Методи дослідження.Дослідження показників якості роботи цифрової телефонної мережі проводилось методом аналізу із застосуванням системного підходу й загальних методів теорії мереж зв’язку. Для удосконалення методики розрахунку інтенсивності навантаження застосовувались методи теорії мереж зв’язку та теорії телетрафіку. Імовірнісні характеристики визначались методами теорії ймовірності та математичної статистики. Для експериментальних досліджень показників якості цифрової телефонної мережі застосовувався метод постійних вимірювань.
В теоретичній частині дослідження застосовувались: спеціалізований пакет програмного забезпечення “Advanced Grapher, v.2.05” та програмне забезпечення “MS Office”. Експериментальна частина проводилась за допомогою спеціалізованого аналізатора сигналізацій телекомунікаційних систем АСТС виробництва НВП “Інновінн”, Україна.
Наукова новизна одержаних результатів. У результаті досліджень дістала подальший розвиток задача підвищення показників якості роботи цифрової телефонної мережі в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж, а саме:
. Вдосконалена методика розрахунку інтенсивності навантаження цифрової телефонної мережі, в результаті чого підвищена точність визначення параметрів вхідного потоку, а саме, тривалості виклику з’єднань для міжнародних, міжміських і місцевих викликів між абонентами стаціонарної телефонної мережі та з’єднань між стаціонарною телефонною й мобільною і пакетною мережами, що дозволяє більш ефективно використовувати ресурси мереж.
2. Запропоновано в якості функції розподілу ймовірностей тривалості виклику для з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі та для з’єднань між стаціонарною телефонною й пакетною мережею використовувати розподіл за гіперболічним законом Ципфа, а для з’єднань між стаціонарною телефонною й мобільною мережею –розподіл за законом Вейбулла.
3. Уточнено методику розрахунку кількості з’єднувальних ліній між телекомунікаційними системами з урахуванням експериментально отриманих значень середньоквадратичного відхилення інтенсивності навантаження при взаємодії стаціонарної телефонної мережі з мобільною та пакетною мережами, що дозволяє підвищити якість обслуговування користувачів.
4. Удосконалено методику вимірювання показників якості роботи цифрової телефонної мережі, а саме, запропоновано визначати коефіцієнт ефективних спроб встановлення з’єднань і коефіцієнт ефективності мережі методом постійних вимірювань.
Достовірність наукових результатів, висновків та рекомендацій обґрунтована коректним використанням математичного апарату і підтверджується результатами вимірювань.
Наукове значення роботи. Наукові положення, отримані в дисертаційній роботі, є наступним кроком у розвитку теорії телекомунікаційних мереж, а їх застосування дозволяє підвищити показники якості роботи цифрової телефонної мережі в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж.
Практичне значення одержаних результатів. Застосування удосконалених методики розрахунку інтенсивності навантаження цифрової телефонної мережі та методики розрахунку кількості з’єднувальних ліній між телекомунікаційними системами підвищує точність розрахунків, що дозволяє забезпечити необхідну пропускну спроможність мережі, для заданого рівня якості обслуговування, при більш ефективному використанні ресурсів мережі.
Особистий внесок здобувача.В дисертаційній роботі автором проведені наступні дослідження:
- проаналізовано й узагальнено фактори, які впливають на показники якості роботи цифрової телефонної мережі [1, 9];
- визначено фактори, які виникають при конвергенції телекомунікаційних мереж і впливають на показники якості роботи телефонних мереж [10];
- удосконалено методику розрахунку інтенсивності навантаження при взаємодії цифрової телефонної мережі з мобільною та пакетною мережами [2, 3, 5, 12];
- уточнено методику розрахунку кількості з’єднувальних ліній між телекомунікаційними системами з урахуванням середньоквадратичного відхилення інтенсивності навантаження [1];
- проаналізовано підходи до практичної програмної реалізації задач оптимізації інформаційних мереж [6, 8, 11]
- удосконалено методику визначення показників якості роботи цифрової телефонної мережі [4, 7].
Апробація результатів дослідження. Результати досліджень доповідались та обговорювались на:
–-й міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми управління мережами та послугами телекомунікацій в умовах конкурентного ринку”, 28 –11 травня 2006 р., м. Ялта;
–молодіжному науково-навчальному семінарі "Питання розвитку телекомунікаційних мереж", 8 – 9 червня 2006 р., м. Київ;
–науково-практичному семінарі молодих науковців та студентства "Сучасні телекомунікаційні та інформаційні технології", 25 –26 грудня 2006 р., м. Київ;
– 2-й конференції молодих науковців “Використання сучасних інформаційних технологій у підготовці та професійній діяльності правознавців”, 31 березня 2006 р., м. Одеса;
–-й щорічній конференції професорсько-викладацького складу та студентства Міжнародного гуманітарного університету 14 –квітня 2006 р. в м. Одеса.
Публікації.За темою дисертаційної роботи опубліковано 12 наукових робіт, в тому числі: 5 – в фахових наукових виданнях за переліком Вищої атестаційної комісії України, 5 –у збірниках праць конференцій та семінарів, 2 –в інших наукових виданнях.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, переліку використаної літератури та трьох додатків. Загальний обсяг роботи складає 238 с., в тому числі 26 рисунків, 64 таблиці, 9 с. переліку літератури з 92-х найменувань та 92 с. додатків.
ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі розкривається сутність наукової задачі поліпшення показників якості цифрової телефонної мережі в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж, обґрунтовується актуальність теми дисертаційної роботи, визначені мета і завдання дослідження, перераховані основні наукові результати, викладена їх коротка характеристика.
Перший розділ присвячений аналізу характеристик, які визначають якість роботи цифрової телефонної мережі в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж, а саме при взаємодії стаціонарної телефонної мережі з мобільною мережею та з пакетною мережею при наданні послуг завершення міжнародного IP-трафіка та безпарольного доступу в Internet. Показано, що якість цифрової телефонної мережі визначається сукупністю взаємопов’язаних характеристик: пропускною спроможністю, коефіцієнтом готовності пучків маршрутів між телекомунікаційними системами, показниками якості обслуговування спроб встановлення з’єднань, показниками якості наданого з’єднання та ефективністю використання ресурсів мережі. До показників якості обслуговування спроб встановлення з’єднань відносяться: коефіцієнт ефективних спроб встановлення з’єднань, імовірність втрат спроб встановлення з’єднань, коефіцієнт втрат викликів, коефіцієнт ефективності мережі, час встановлення з’єднання та час скидання з’єднання. Показано, що на показники якості телефонної мережі впливають: характеристики вхідного навантаження, структурна схема мережі та організація маршрутизації в ній, алгоритми вибору інформаційних каналів. Визначено, що основний фактор впливу на показники якості цифрової телефонної мережі, при її взаємодії з мобільною та пакетною мережами –характеристики вхідного навантаження, а саме, тривалість виклику та кількість викликів за одиницю часу.
У другому розділі досліджено показники якості обслуговування спроб встановлення з’єднань, а саме, коефіцієнт ефективності спроб встановлення з’єднань ASR і коефіцієнт ефективності мережі NER. Коефіцієнт ASRвизначається як відношення кількості ефективних спроб встановлення з’єднань (спроби, які завершились розмовою) до загальної кількості спроб встановлення з’єднань. Коефіцієнт NERвизначається як відношення кількості невтрачених спроб встановлення з’єднань (спроби, які завершились сигналами щодо стану абонента, якого викликають) до загальної кількості спроб встановлення з’єднань. Показано, що коефіцієнт варіації ASR(KASR) більше ніж коефіцієнт варіації NER(KNER) як для з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі, так і при взаємодії стаціонарної телефонної мережі з мобільною та пакетною мережами (табл. 1).
Табл. 1
|
Коефіцієнт варіації ASR і NER |
|
Напрямок |
Кількість елементів у виборці |
KASR |
KNER |
|
Мобільна мережа – стаціонарна телефонна мережа |
548539 |
,1097 |
,0667 |
|
Стаціонарна телефонна мережа – мобільна мережа |
4026247 |
,3106 |
,1795 |
|
Пакетна мережа – стаціонарна телефонна мережа |
139763 |
,1187 |
,0870 |
|
Стаціонарна телефонна мережа – пакетна мережа |
334445 |
,0032 |
,0022 |
|
Стаціонарна телефонна мережа – стаціонарна телефонна мережа |
972910 |
,0798 |
,0556 |
Найбільші варіації коефіцієнтів ASR і NER спостерігаються для з’єднань від стаціонарної телефонної до мобільної мережі, а найменші –для з’єднань від стаціонарної телефонної до пакетної мережі при наданні послуги безпарольного доступу в Internet і при викликах між абонентами стаціонарної телефонної мережі. При цьому, для з’єднань від стаціонарної телефонної до пакетної мережі коефіцієнти ASR і NERпрактично співпадають. Показано, що результати вимірювання коефіцієнтів ASR і NER у ГНН завищені порівняно з їх мінімальними значеннями. Запропоновано підвищити точність визначення ASR і NER шляхом застосування метода постійних вимірювань ASRі NER.
У третьому розділі досліджено ймовірнісні характеристики тривалості виклику. За результатами експериментальних досліджень уточнено оцінки математичного сподівання M[T], дисперсії D[T] і коефіцієнта варіації K тривалості виклику для міжнародних, міжміських і місцевих з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі та для з’єднань між стаціонарною телефонною й мобільною та пакетною мережами (табл. 2).
Табл. 2
|
Оцінки імовірнісних характеристик тривалості виклику |
|
Тип з’єднання |
Кількість елементів у виборці |
M[T], c |
D[T], c |
K |
|
Міжнародні |
1460805 |
,52 |
||
|
Міжміські |
605733 |
,32 |
||
|
Місцеві |
519370 |
,60 |
||
|
Від стаціонарної телефонної до мобільної мережі |
1091899 |
60 |
,44 |
|
|
Від мобільної до стаціонарної телефонної мережі |
2167681 |
110 |
,84 |
|
|
Від стаціонарної телефонної до пакетної мережі |
48098 |
680 |
,39 |
|
|
Від пакетної до стаціонарної телефонної мережі |
11662 |
304 |
,19 |
Математичні сподівання тривалості виклику, за даними табл. 2, для різних типів з’єднань відрізняються. Визначено довірчі інтервали оцінки математичного сподівання тривалості виклику з ймовірністю 0,95 (табл. 3).
Щільність розподілу тривалості виклику для з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі запропоновано визначати у вигляді гіперболічного закону Ципфа:
,
,
де a, b –параметри (a>0, b>1),
а значення T визначається з умови:
. (2)
Табл. 3
|
Довірчі інтервали оцінки математичного сподівання тривалості виклику з імовірністю 0,95 |
|
Тип з’єднання |
M[T], c |
|
Міжнародні |
|
|
Міжміські |
|
|
Місцеві |
|
|
Від стаціонарної телефонної до мобільної мережі |
|
|
Від мобільної до стаціонарної телефонної мережі |
|
|
Від стаціонарної телефонної до пакетної мережі |
|
|
Від пакетної до стаціонарної телефонної мережі |
Рівняння (2), з урахуванням формули (1), набуває вигляду:
. (3)
Розв’язуючи рівняння (3) відносно T дістанемо:
. (4)
Параметри формули (1) й відповідні значення T з формули (4) наведено в табл. 4.
Табл. 4
|
Параметригіперболічного закону Ципфа |
|
Тип з’єднання |
a |
b |
T, c |
|
Міжнародні |
1 |
,44 |
|
|
Міжміські |
0,92 |
,44 |
|
|
Місцеві |
1 |
,44 |
Показано, що для з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі, згідно критеріїв Пірсона та Колмогорова, апроксимація функції розподілу ймовірностей тривалості виклику законом Ципфа ближче до емпіричних даних ніж апроксимація експоненційним законом (рис. 1 – 3).
1 –експоненційний закон; 2 –закон Ципфа; 3 –емпіричні дані
Рис. 1. Щільність розподілу тривалості виклику (міжнародні з’єднання)
1 –експоненційний закон; 2 –закон Ципфа; 3 –емпіричні дані
Рис. 2. Щільність розподілу тривалості виклику (міжміські з’єднання)
1 –експоненційний закон; 2 –закон Ципфа; 3 –емпіричні дані.
Рис. 3. Щільність розподілу тривалості виклику (місцеві з’єднання)
Щільність розподілу тривалості виклику для з’єднань від стаціонарної телефонної до мобільної мережі запропоновано визначати у вигляді закону Вейбулла з одним параметром:
, (5)
де M[T] –математичне сподівання тривалості виклику;
–параметр (>0).
Визначено параметр у формулі (5): =0,99. Показано, що для з’єднань від стаціонарної телефонної до мобільної мережі апроксимація функції розподілу ймовірностей тривалості виклику законом Вейбулла, згідно критеріїв Пірсона та Колмогорова, ближче до емпіричних даних ніж апроксимація експоненційним законом (рис. 4).
Щільність розподілу тривалості виклику для з’єднань від мобільної до стаціонарної телефонної мережі запропоновано визначати у вигляді закону Вейбулла з двома параметрами:
, (6)
де b, c –параметри (b>0, c>0).
1 –експоненційний закон; 2 –закон Вейбулла; 3 –емпіричні дані.
Рис. 4. Щільність розподілу тривалості виклику (з’єднання від стаціонарної телефонної до мобільної мережі)
Визначено параметри у формулі (6): b=600, c=0,3. Показано, що для з’єднань від мобільної до стаціонарної телефонної мережі апроксимація функції розподілу ймовірностей тривалості виклику законом Вейбулла, згідно критеріїв Пірсона та Колмогорова, ближче до емпіричних даних ніж апроксимація експоненційним законом (рис. 5).
Щільність розподілу тривалості виклику для з’єднань між стаціонарною телефонною та пакетною мережею запропоновано визначати у вигляді закону Ципфа (див. формулу (1)). Відповідні параметри наведено в табл. 5.
1 –експоненційний закон; 2 –закон Вейбулла; 3 –емпіричні дані.
Рис. 5. Щільність розподілу тривалості виклику (з’єднання від мобільної до стаціонарної телефонної мережі)
Табл. 5
|
Параметригіперболічного закону Ципфа |
|
Тип з’єднання |
a |
b |
T, c |
|
Від стаціонарної телефонної до пакетної мережі |
2,4 |
,44 |
47 |
|
Від пакетної до стаціонарної телефонної мережі |
1,9 |
,45 |
Показано, що для з’єднань між стаціонарною телефонною та пакетною мережею апроксимація функції розподілу ймовірностей тривалості виклику законом Ципфа, згідно критеріїв Пірсона та Колмогорова, ближче до емпіричних даних ніж апроксимація експоненційним законом (рис. 6, 7).
1 –експоненційний закон; 2 –закон Ципфа; 3 –емпіричні дані
Рис. 6. Щільність розподілу тривалості виклику (з’єднання від стаціонарної телефонної до пакетної мережі)
1 –експоненційний закон; 2 –закон Ципфа; 3 –емпіричні дані
Рис. 7. Щільність розподілу тривалості виклику (з’єднання від пакетної до стаціонарної телефонної мережі)
У четвертому розділі удосконалено методику розрахунку кількості з’єднувальних ліній в телефонній мережі з урахуванням середньоквадратичного відхилення інтенсивності навантаження. Кількість з’єднувальних ліній між цифровими телекомунікаційними системами визначається за першою формулою Ерланга, яка встановлює залежність між втратами викликів P, середньою інтенсивністю навантаження Y групи пристроїв і кількістю цих пристроїв :
P=. (7)
З урахуванням середньоквадратичного відхилення інтенсивності навантаження формула (7) набуває вигляду:
P=. (8)
Для найпростішого потоку викликів математичне сподівання інтенсивності навантаження дорівнює дисперсії, і формула (8) набуває вигляду:
P=. (9)
Однак, за результатами експериментальних досліджень, реальні коливання інтенсивності навантаження для з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі та між стаціонарною телефонною й мобільною та пакетною мережами перевищують теоретичні значення (табл. 6).
Отримано результати розрахунку кількості з’єднувальних ліній між цифровими телекомунікаційними системами, в залежності від інтенсивності вхідного навантаження та заданого рівня втрат викликів, з урахуванням експериментальних значень середньоквадратичного відхилення інтенсивності навантаження.
Табл. 6
|
Середньоквадратичне відхилення інтенсивності навантаження |
|
Тип з’єднання |
Y, Ерл |
Середньоквадратичне відхилення, Ерл |
|
|
Теоретичне, |
Експери-ментальне, |
||
|
Стаціонарна телефонна мережа –стаціонарна телефонна мережа |
75 |
,66 |
24,62 |
|
Стаціонарна телефонна мережа –мобільна мережа |
189 |
,75 |
,75 |
|
Мобільна мережа –стаціонарна телефонна мережа |
35 |
,92 |
,96 |
|
Стаціонарна телефонна мережа –пакетна мережа |
218 |
,76 |
,90 |
|
Пакетна мережа –стаціонарна телефонна мережа |
41 |
,40 |
,11 |
ВИСНОВКИ
Сукупність наукових положень, сформульованих і обґрунтованих у дисертаційній роботі, складає рішення задачі підвищення показників якості роботи цифрової телефонної мережі в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж. Основними результатами роботи є аналіз та узагальнення показників якості роботи телефонної мережі і факторів, які впливають на ці показники при взаємодії телефонної мережі з мобільною та пакетною мережами, удосконалення методики визначення показників якості обслуговування спроб встановлення з’єднань –коефіцієнтів ефективності спроб встановлення з’єднань і ефективності мережі, підвищення точності розрахунку ймовірнісних характеристик тривалості виклику, удосконалення методики розрахунку кількості з’єднувальних ліній в телефонній мережі.
В дисертації отримані наступні теоретичні й науково-практичні результати.
1. Проаналізовано та узагальнено сукупність показників, які характеризують якість роботи цифрової телефонної мережі при її взаємодії з мобільною та пакетною мережами. Показано, що основний фактор впливу на показники якості цифрової телефонної мережі в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж –характеристики вхідного навантаження, а саме, середня кількість викликів від одного джерела навантаження за одиницю часу та середній час обслуговування одного виклику.
2. Удосконалено методику визначення показників якості обслуговування спроб встановлення з’єднань –коефіцієнтів ефективності спроб встановлення з’єднань ASR і ефективності мережіNER. Показано, що коефіцієнт варіації ASR більший ніж коефіцієнт варіації NER, тому більшу точність визначення якості роботи телекомунікаційної мережі забезпечує вимірювання показника NER. Для підвищення точності визначення показників якості обслуговування спроб встановлення з’єднань запропоновано застосовувати метод постійних вимірювань коефіцієнтів ASRі NER.
. За результатами експериментальних досліджень підвищено точність розрахунку математичного сподівання, дисперсії та коефіцієнту варіації тривалості виклику для міжнародних, міжміських і місцевих з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі та при взаємодії стаціонарної телефонної мережі з мобільною й пакетною мережами.
4. Показано, що ближчим до експериментального розподілу ймовірності тривалості виклику, порівняно з експоненційним законом, для з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі та при взаємодії телефонної й пакетної мереж є теоретичний розподіл за законом Ципфа, а при взаємодії телефонної й мобільної мереж –закон Вейбулла.
5. Удосконалено методику розрахунку кількості з’єднувальних ліній в телефонній мережі при її взаємодії з мобільною та пакетною мережами з урахуванням впливу уточнених значень середньоквадратичного відхилення інтенсивності навантаження.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Хиленко В.В., Овчаренко В.В., Нікіфоренко К.Б. Показники якості цифрової телефонної мережі в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж // Электроника и связь. –. –№3.
–С. 83 –.
. Аношков В.М., Овчаренко В.В., Малінін І.Г. Дослідження тривалості виклику в телефонній мережі // Электроника и связь. –. –№ 4. –С. 71 –.
. Овчаренко В.В. Імовірнісні характеристики часу обслуговування виклику в телефонній мережі // Радіотехніка. Всеукр. міжвід. наук.-техн. збірник. –.–Вип. 148. –C. 41-46.
4. Аношков В.М., Овчаренко В.В. Підвищення точності визначення показників якості обслуговування спроб встановлення з’єднань в телефонній мережі // Збірник наукових праць ІПМЕ. –. –Вип. 35. С. 45 – 49.
. Хиленко В.В., Аношков В.М., Торошанко Я.І., Овчаренко В.В. Імовірнісні характеристики тривалості обслуговування виклику при взаємодії телефонної з мобільною та пакетною мережами // Радіотехніка. Всеукр. міжвід. наук.-техн. збірник. 2006.Вип. 148. –С.118-124.
. Овчаренко В.В., Скопа О.О. Скорочення обсягу випробувань систем телекомунікацій за рахунок їх структурної надмірності // Наук. записки Міжнар. гуманіт ун-ту. Випуск 3. –Одеса: МГУ, 2005. –С. 117 – 119.
7. Аношков В.М., Овчаренко В.В. Експериментальні дослідження показників якості обслуговування спроб встановлення з’єднань в телефонній мережі. –Київ: Вісник УБЕНТЗ, №1, 2006. –С. 128 – 130.
8. Гладченко С.М., Овчаренко В.В. Нове програмне забезпечення для оптимізації інформаційних мереж// Матер. ІI молод. наук. конф. “Використання сучасних інформаційних технологій у підготовці та професійній діяльності правознавців”, 31 березня 2006 р., Одеса: ОНЮА, 2006. С. 35 –38.
9. Овчаренко В.В., Хоменко О.О. Математична модель для визначення характеристик телекомунікаційної мережі. // Матер. молодіжного наук.-навч. семінару "Питання розвитку телекомунікаційних мереж", 8-9 червня 2006 р. –К.: УНДІЗ. –С. 7 –11.
10. Овчаренко В.В. Фактори впливу на показники якості мережі спільноканальної сигналізації №7. // Матер. молодіжного наук.-навч. семінару "Питання розвитку телекомунікаційних мереж", 8 –9 червня 2006 р. –К.: УНДІЗ. –С. 43 –46.
11. Гладченко С.М., Овчаренко В.В. Програмна реалізація деяких методів оптимізації інформаційних мереж // Матер. I щорічної конф. проф.-викл. складу та студентства Міжнар. гуманіт. ун-ту, 14 –15 квітня 2006 р. Одеса: МГУ. – 2006. С. 19 –22.
12. Овчаренко В.В. Підвищення точності розрахунків пропускної спроможності телефонної мережі // Матер. наук.-практ. семінару молодих науковців та студентства "Сучасні телекомунікаційні та інформаційні технології", 25 –26 грудня 2006 р. – К.: УНДІЗ. –С. 16 –19.
АНОТАЦІЯ
Овчаренко В.В. Підвищення показників якості цифрової телефонної мережі. –Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02. –телекомунікаційні системи та мережі. – Український науково-дослідний інститут зв’язку, Київ, 2007 р.
Дисертація присвячена аналізу показників якості роботи цифрової телефонної мережі та їх поліпшенню в умовах конвергенції телекомунікаційних мереж. В результаті дослідження проаналізовані та узагальнені показники якості роботи цифрової телефонної мережі та фактори, які впливають на ці показники при взаємодії телефонної мережі з мобільною та пакетною мережами. Удосконалено методику визначення показників якості обслуговування спроб встановлення з’єднань –коефіцієнтів ефективності спроб встановлення з’єднань ASR і ефективності мережіNER. За результатами експериментальних досліджень підвищено точність розрахунку математичного сподівання, дисперсії та коефіцієнту варіації тривалості виклику для міжнародних, міжміських і місцевих з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі та при взаємодії стаціонарної телефонної мережі з мобільною й пакетною мережами. Показано, що ближчим до експериментального розподілу ймовірності тривалості виклику, порівняно з експоненційним законом, для з’єднань між абонентами стаціонарної телефонної мережі та при взаємодії телефонної й пакетної мережі є теоретичний розподіл за законом Ципфа, а при взаємодії телефонної й мобільної мережі –закон Вейбулла. Удосконалено методику розрахунку кількості з’єднувальних ліній в телефонній мережі при її взаємодії з мобільною та пакетною мережами з урахуванням уточнених значень середньоквадратичного відхилення інтенсивності навантаження.
Ключові слова: цифрова телефонна мережа, конвергенція телекомунікаційних мереж, коефіцієнт ефективності спроб встановлення з’єднань, коефіцієнт ефективності мережі, тривалість виклику, інтенсивність навантаження.
АННОТАЦИЯ
Овчаренко В.В. Повышение показателей качества цифровой телефонной сети. –Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.12.02. –телекоммуникационные системы и сети. – Украинский научно-исследовательский института связи, Киев, 2007 г.
Диссертация посвящена анализу показателей качества цифровой телефонной сети и их улучшению в условиях конвергенции телекоммуникационных сетей. Объектом исследования является цифровая телефонная сеть, а предметом исследования –показатели качества работы цифровой телефонной сети.
В результате исследования проанализированы и обобщены показатели качества работы цифровой телефонной сети и факторы, которые влияют на эти показатели, при взаимодействии телефонной сети с мобильными и пакетными сетями. В результате исследований получила дальнейшее развитие методика расчета интенсивности нагрузки цифровой телефонной сети, а именно повышена точность определения параметров входного потока: длительности вызова для международных, междугородних и местных соединений между абонентами стационарной телефонной сети и для соединений между стационарной телефонной, мобильной и пакетной сетями, что позволяет более эффективно использовать ресурсы сетей.
Показано, что основной фактор влияния на показатели качества цифровой телефонной сети в условиях конвергенции телекоммуникационных сетей –характеристики входящей нагрузки, а именно среднее количество вызовов от одного источника нагрузки за единицу времени и средняя длительность одного вызова. Усовершенствована методика определения показателей качества обслуживания попыток установления соединения –коэффициента эффективности попыток установления соединений ASR и коэффициента эффективности сети NER. В результате экспериментальных исследований определено, что коэффициент вариации ASR больше чем
коэффициент вариации NER, поэтому большую точность определения качества работы телекоммуникационной сети обеспечивается измерением показателя NER. Повышена точность расчета математического ожидания, дисперсии и коэффициента вариации длительности вызова для международных, междугородних и местных соединений между абонентами стационарной телефонной сети и при взаимодействии стационарной телефонной сети с мобильной и пакетной сетями. Показано, что более близким к экспериментальному распределению вероятности длительности вызова, сравнительно с экспоненциальным законом, для соединений между абонентами стационарной телефонной сети и при взаимодействии телефонной и пакетной сети является теоретическое распределение по закону Ципфа, а при взаимодействии телефонной и мобильной сети –закон Вейбулла. В результате экспериментальных исследований определено, что среднеквадратичное отклонение интенсивности нагрузки в цифровой телефонной сети больше чем расчитанное теоретическими методами.
Уточнена методика расчета количества соединительных линий между телекоммуникационными системами с учетом экспериментально полученных значений среднеквадратического отклонения интенсивности нагрузки при взаимодействии между абонентами стационарной телефонной сети и при взаимодействии телефонной сети с мобильной и пакетной сетями, что позволяет повысить качество обслуживания пользователей. Приведены результаты теоретических расчетов интенсивности нагрузки в зависимости от количества соединительных линий и от потерь ввзовов с учетом экспериментальных значений средневадратичного отклонения интенсивности нагрузки для таких соединений.
Усовершенствована методика измерения показателей качества работы цифровой телефонной сети, предложено определять коэффициент эффективных попыток установления соединений и коэффициент эффективности сети методом постоянных измерений.
Использование усовершенствованных методики расчета интенсивности нагрузки цифровой телефонной сети и методики расчета количества соединительных линий между телекоммуникационными системами повышает точность расчетов, что позволяет обеспечить необходимую пропускную способность сети при заданном уровне качества обслуживания и при более эффективном использовании ресурсов сети.
Ключевые слова: цифровая телефонная сеть, конвергенция телекоммуникационных сетей, коэффициент эффективности попыток установления соединений, коэффициент эффективности сети, длительность вызова, интенсивность нагрузки.
SUMMARY
OvcharenkoV.V. Improving digital telephonenetwork quality characteristics. –Manuscript.
The dissertation on competition of a scientific degree of Cand.Tech.Sci.in speciality 05.12.02. –telecommunication systems and networks. –Ukrainian Research Institute of Communications, Kiev, 2007.
The dissertation is devoted to analyses of digital telephone network quality characteristics and their improving under convergence of telecommunication networks. Digital telephone network quality characteristics and influenced factors under interworking between telephone network and mobile and packet networks were analyzed and generalized. Methodic of definite service quality characteristics such as answer seizure ratio ASR and network efficiency ratio NER is improved. In result of experimental research,accuracy of calculations mathematical expectation, dispersion, variation ratio and probability distribution function of call duration for international, toll and local connections in telephone network and for connections between telephone and mobile and packet networks is advanced. It is shown, probability distribution of call duration as Zipf’s low for international, toll and local connections in telephone network and for connections between telephone and packet networks, and as Weibull’s low for connections between stationary telephone and mobile networks are closer to empirical distribution. Methodic of calculating numbers of connection lines in telephone network under interworking between telephone network and mobile and packet networks taking into account experimental dispersion of traffic intensity is improved.
Key words: digital telephone network, convergence of telecommunication networks, answer seizure ratio, network efficiency ratio, call duration, traffic intensity.