Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных

Рассмотрена модель беспроводной сети связи, поддерживающей обслуживание речевых сообщений и потоков данных. Речевые сообщения имеют абсолютный приоритет перед потоками данных, при этом для ожидания в очереди нетерпеливых потоков данных имеется буфер. Предложена вычислительная процедура для приближен...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
1. Verfasser:	Фейзиев, В.Ш.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2009
Schriftenreihe:	Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології
Schlagworte:	Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32243
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных / В.Ш. Фейзиев // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2009. — № 1 (17). — С. 220-224. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-32243
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-322432012-04-15T12:32:42Z Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных Фейзиев, В.Ш. Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах Рассмотрена модель беспроводной сети связи, поддерживающей обслуживание речевых сообщений и потоков данных. Речевые сообщения имеют абсолютный приоритет перед потоками данных, при этом для ожидания в очереди нетерпеливых потоков данных имеется буфер. Предложена вычислительная процедура для приближенного расчета характеристик этой модели и приведены результаты численных экспериментов. 2009 Article Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных / В.Ш. Фейзиев // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2009. — № 1 (17). — С. 220-224. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1681-7893 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32243 uk Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах
spellingShingle	Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах Фейзиев, В.Ш. Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології
description	Рассмотрена модель беспроводной сети связи, поддерживающей обслуживание речевых сообщений и потоков данных. Речевые сообщения имеют абсолютный приоритет перед потоками данных, при этом для ожидания в очереди нетерпеливых потоков данных имеется буфер. Предложена вычислительная процедура для приближенного расчета характеристик этой модели и приведены результаты численных экспериментов.
format	Article
author	Фейзиев, В.Ш.
author_facet	Фейзиев, В.Ш.
author_sort	Фейзиев, В.Ш.
title	Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных
title_short	Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных
title_full	Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных
title_fullStr	Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных
title_full_unstemmed	Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных
title_sort	численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных
publisher	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32243
citation_txt	Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных / В.Ш. Фейзиев // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2009. — № 1 (17). — С. 220-224. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.
series	Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології
work_keys_str_mv	AT fejzievvš čislennyjanalizharakteristikintegralʹnyhsetejperedačirečiidannyh
first_indexed	2025-07-03T12:46:15Z
last_indexed	2025-07-03T12:46:15Z
_version_	1836629912763498496
fulltext	5 В. Ш. ФЕЙЗИЕВ ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ИНТЕГРАЛЬНЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ РЕЧИ И ДАННЫХ Институт кибернетики НАН Азербайджана ул.Ф.Агаева, 9, Баку, Азербайджан, тел.: (99412) 439-25-60, E-Mail:feyziyev@mail.ru Аннотация. Рассматривается модель беспроводной сети связи, поддерживающей обслуживание речевых сообщений и потоков данных. Речевые сообщения имеют абсолютный приоритет перед потоками данных, при этом для ожидания в очереди нетерпеливых потоков данных имеется буфер. Предложена вычислительная процедура для приближенного расчета характеристик этой модели и приведены результаты численных экспериментов. Ключевые слова: беспроводная сеть святи, модель сети. ВВЕДЕНИЕ В настоящей работе предлагается эффективный алгоритм для приближенного расчета характеристик модели совместной передачи речевых сообщений (v-вызовов) и данных (d-вызовов) в мобильной мултимедийной сети, в которых h-вызовы речевых сообщений имеют абсолютный приоритет перед вызовами данных. Подобная модель была последована в [1], где предложен алгоритм решения указанной задачи. Однако предложенный в [1] алгоритм является эффективным лишь для сетей малой размерности. Вместе с тем, разработанный здесь алгоритм позволяет решить данную задачу для сетей произвольной размерности. Он основан на методе приближенного расчета стационарного распределения двумерных цепей Маркова [2]. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Рассматривается однородная беспроводная мултимедийная сеть связи для передачи речи и данных. Однородность сети означает, что в ней каждая сота может быть исследована изолированная от других сот, и таким образом, показатели QoS всей сети могут быть найдены на основе соответствующих показателей QoS отдельных сот. Стратегия доступа речевых вызовов определяется следующим образом. Новый v-вызов (o.v-вызов) принимается для обслуживания, если в момент его поступление в системе имеется хотя бы один свободный канал. Хэндовер v-вызов (h.v-вызов) имеет абсолютный приоритет перед d-  В. Ш. ФЕЙЗИЕВ, 2009 ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО- ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 6 вызовами любого типа (новый или хэндовер). Это означает, что если в момент поступления h.v-вызова в соте отсутствует свободный канал, то поступивший вызов может прерывать обслуживание d-вызова, обслуживаемый одним каналом. При этом прерванный d-вызов в дальнейшем будет обслуживаться с прерванного места. Однако, прерывание обслуживание d-вызова может происходит лишь тогда, когда в очереди d-вызовов (с максимальной длиной R) имеется хотя бы одно свободное место для прерванного вызова, так как прерванный вызов присоединяется к очереди; в противном случае, прерывание не происходит и поступивший h.v-вызов теряется. Стратегия доступа для данных определяется следующим образом. Прежде всего, отметим, что d-вызовы являются широкополосными и неэластичными, т.е. d-вызов может обслуживаться b, b≥1, каналами одновременно, и они занимают любые b свободные каналы. Если в момент поступления нового d-вызова (o.d-вызов) в системе отсутствуют необходимое число свободных каналов, то этот вызов теряется. Только хэндовер d-вызовы (h.d-вызовы) присоединяются к очереди, при этом они в очереди являются нетерпеливыми. Иными словами, после ожидания в очереди некоторое случайное время h.d-вызовы покидают очередь без возобновления их обслуживания в дальнейшем (например, пользователи Интернет после ожидания для подключение определенное время прерывают попытку для соединения). Вводятся следующие обозначения: )( .. dovo λλ - интенсивность пуассоновского потока o.v-вызовов (o.d-вызовов), )( .. dhvh λλ - интенсивность пуассоновского потока h.v-вызовов (h.d-вызовов), )( 11 −− dv µµ - среднее время обработки одного v-вызова (d-вызова), )( 11 −− dv ττ - среднее время пребывания v-вызова (d-вызова) в соте, 1−γ - среднее время терпеливости h.d-вызовов в очереди, N - общее число каналов соты, R - максимально допустимая длина очереди h.d-вызовов. Отметим, что с целью получения обозримых результатов для этой достаточно сложной модели здесь предполагается, что время обработки вызовов, время их пребывания в соте, а также время терпеливости d- вызовов имеют экспоненциальное распределения с указанными выше параметрами. Также предполагается, что b=1. Полученные здесь результаты тривиальным образом переносятся для моделей, в которых b>1. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ В стационарном режиме состояния данной системы в произвольный момент времени может задаваться с помощью двумерного вектора ),( 21 nn=n , где 1n указывает число v-вызовов в каналах, Nn ,01 = , а 2n -общее ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО- ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 7 число d-вызовов в системе (в каналах и очереди), RNn += ,02 . Множество всех возможных состояний системы обозначим через { }.,0,,0:: 121 nRNnNnS −+=== n (1) Исходя из стратегии доступа разнотипных вызовов в систему, а также механизма их обслуживания заключаем, что элементы производящей матрицы соответствующей цепи Маркова Sq ∈′′ nn,nn, ),( , определяются из следующих соотношений:                −=′ −=′= −=′>+≠−++− −=′≤+≠ +=′+<+≥+ +=′<+ +=′≥+ +=′<+ =′ ,0 , ,, ,,,)()( ,,,, ,,,, ,,, ,,, ,,, )( 11 212 2211211 22112 12121. 121 221. 221 случаяхостальныхв еслиn Nnеслиn NnnNnеслиNnnnN NnnNnеслиn RNnnNnnесли Nnnесли Nnnесли Nnnесли q v d d vh v dh d enn enn enn enn enn enn enn enn nn, ν γ γν ν λ λ λ λ (2) где { }.,,,),1,0(),0,1( ..21 vdxxhxoxxxx ∈+=+=== λλλτµνee Стационарную вероятность состояния S∈n обозначим )(np . Вероятность блокировки новых v-вызовов )( .voPB и d-вызовов )( .doPB являются одинаковыми, и определяются следующим образом: ∑ ∑ = −+ −= == N n nRN nNn dovo nnpPBPB 0 21.. 1 1 12 ).,( (3) Вероятность потери h.v-вызовов ( vhPD . ) и h.d-вызовов ( dhPD . ) определяются так: ∑∑ − == −++= 1 0 11 0 2. 12 ),,(),( N n R n vh nRNnpnNpPD (4) ∑ ∑ − = =+ +−+= 1 0 1.. 11. 1 ,)( 1 ),( N n R ipvhdh dh iQ P nRNnpPD λλ (5) где ∑ ∑ − = −−+ −= = 1 0 1 21 1 1 12 ),,( N n nRN nNn p nnpP ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО- ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 8 ∑ = =+−= N n RiinNnpiiQ 0 11 1 .,1),,()( γ Таким образом, для вычисления характеристик системы (3)-(5) потребуется предварительное нахождение стационарного распределения ));(( Sp ∈nn соответствующей двумерной цепи Маркова. Ниже для нахождения характеристик системы предлагается использовать подход, предложенный в работе [2]. Рассмотрим следующее разбиение множество возможных состояний системы: ,,0, 0 jiSSSS jii N i ≠== = IU (6) где { }.;: 1 inSS i =∈= n Иными словами, класс состояний iS содержит все те микросостояния ,)( SMC ∈n в которых число v-вызовов ровно Nii ,0, = . Далее на основе разбиение (6) строится функция укрупнения, { },,...,2,1,0:,: NZZSU NN =→ которая определяется так: iSеслиiU ∈>=< nn ,)( (7) Для нахождения элементов производящей матрицы укрупненной модели потребуется предварительное нахождение стационарное распределение внутри классов NiS i ,0, = . Пусть )( jiρ означает стационарную вероятность состояния ),( ji в расщепленной модели с пространством состояний iS . Тогда, нетрудно убедится в том, что указанные величины определяются так: для 1,0 −= Ni : ( ) ( )         −+≤≤+− +− −      −≤≤      = ∏ −+ = −+− ,1),0( )( ! 1 ,1),0( ! 1 )( 1 . iRNjiNесли kiN iN iNjесли j j iNji k d Nji dh iN d d i j d d i ρ γν λ ν λ ρ ν λ ρ (8) где ( ) ( ) ; )( ! 1 ! 1 )0( 1 0 1 1 . − − = −+ +−= −+ = −+−             +− −      +      = ∑ ∑ ∏ iN j iRN iNj Nji k d Nji dh iN d d j d d i kiN iNj γν λ ν λ ν λ ρ (9) ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО- ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 9 для Ni = : ,,1),0( ! 1 )( . Rj j j N j dh N =      = ρ γ λ ρ , (10) где 1 0 . ! 1 )0( − =               = ∑ j R j dh N j γ λ ρ . (11) Тогда, с использованием (2) и (8)-(11) находятся элементы производящей матрицы NZiiiiq ∈′>′<>< ,),,( , укрупненной модели:      −=′≤ +=′−≤+ =>′<>< ∑∑ −−+ −= −− = .1,, ,1,1,)()( ),( 1 . 1 0 iiNiеслиi iiNiеслиjj iiq v iRN iNj ivh iN j iv ν ρλρλ (12) Укрупненная модель представляет собой процесс размножения и гибели, при этом соответствующие интенсивности определяются из (12). Тогда, находим, что стационарное распределение укрупненной модели ):)(( NZii ∈><π определяется так: ∏ − = >< ><>+< >+<>< =>< 1 0 ),0( ),1( )1,( )( i j iiq iiq i ππ (13) где . ),1( )1,( 1)0( 1 1 1 0 − = − =         ><>+< >+<>< +=>< ∑∏ N j j t iiq iiq π (14) Стационарное распределение исходной модели приближенно определяется так: .),(),()(),( 211221 1 Snnnnnn n ∈><≈ πρρ (15) Таким образом, для приближенного расчета характеристик системы (3)-(5) предложена простая вычислительная процедура. ВЫВОДЫ Предложенная вычислительная процедура позволяет не только осуществить анализ характеристик системы совместной передачи речи и данных, но а также с ее помощью можно решит ряд задач по их оптимизации. Кроме того, с применением данного подхода можно ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО- ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 10 разработать соответствующую вычислительную процедуры для анализа характеристик модели подобной системы с бесконечной очередью d- вызовов. Эти проблемы представляют собой предмет специальных исследований. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Zhuang W. Handoff priority scheme with preemptive, finite queueing and reneging in mobile multiservice networks / W.Zhuang, B.Bensaou, K.C.Chua // Telecommunication Systems. - Dallas: Springer, 2000. - Vol.15 - PP.37-45. - ISSN 1018-4864. 2. Melikov A.Z. Refined approximations for performance analysis and optimization of queuing model with guard channels for handovers in cellular networks / A.Z.Melikov, A.T.Babayev // Computer Communications. - Amsterdam: Elsevier, 2006. - Vol.29. – PP.1386-1392. - ISSN 0140-3664. Надійшла до редакції 12.01.2009р. ФЕЙЗИЕВ ВАГИФ ШЕЙДУЛЛА – аспирант, институт кибернетики НАН Азербайджана, тел: (99412) 439-25-60, E-mail: feyziyev@mail.ru

Численный анализ характеристик интегральных сетей передачи речи и данных

Institution

Ähnliche Einträge