Методи і засоби підвищення показників якості систем управління телекомунікаційними мережами

В розділі представлено метод побудови цифрового каналу передачі управляючої інформації, який використовує багаточастотний груповий сигнал з ортогональними несучими. Це дозволяє забезпечити системі властивість інваріантності, щодо завади типу нерівномірності АЧХ, нелінійності ФЧХ, імпульсних завад, короткочасних переривань зв'язку.

Розроблено універсальний алгоритм оптимального прийому за критерієм ідеального спостерігача для будь-яких систем багатопозиційних сигналів.

Наприкінці тактового інтервалу n на виходах кожної пари кореляційних фільтрів формуються два значення кореляційних інтегралів (Х0n,Y0n) - проекцій вектора сигналу, прийнятого на тактовому інтервалі n на опорні коливання:

(27)

Алгоритм оптимального прийому за критерієм ідеального спостерігача для сигналів з рівними апріорними ймовірностями полягає в розрахунку відстані між прийнятим (x0n , y0n) та варіантами переданого сигналу (Xj, Yj), виборі рішення на користь варіанту сигналу з найменшою відстанню.

Для сигналів, представлених у вигляді проекцій на опорні гармоніки (27), алгоритм приймає наступний вигляд:

(28)

де Xj та Yj - проекції всіх сигналів сузір'я на опорні гармоніки.

Отже, для оптимального прийому можливе використання сигналів з виходів пари активних фільтрів без яких-небудь додаткових перетворень. Для схеми прийняття рішень (СПР), що реалізує оптимальний прийом, необхідні зразки всіх сигналів сузір'я (Xj, Yj). Для формування зразків сигналів сузір'я з прийнятого сигналу скористаємося методами приведення прийнятого сигналу до одного із сигналів сузір'я та усереднення його оцінки для компенсації впливу завад. Для цього, використовуючи значення сигналу an-1cos(щt+?цn-1), на користь якого демодулятором було прийняте рішення на попередньому тактовому інтервалі, обчислюються проекції сигналу X1 та Y1 згідно (29):

(29)

де аj - амплітуди варіантів сигналів сузір'я;

Дцn-1 - різниця фаз між зразками приведеного сигналу і сигналу, на користь якого демодулятором було прийняте рішення на тактовому інтервалі n-1.

Оскільки співвідношення амплітуд an-1/aj і різниці фаз між приведеним сигналом та всіма іншими сигналами сузір'я постійні і заздалегідь відомі, то схема виділення приведеного сигналу (СВПС) реалізується за допомогою таблиці, наведеної в дисертації. Вибір цих значень залежить від рішення, прийнятого демодулятором на попередньому тактовому інтервалі.

Відзначимо, що при демодуляції використовуються не абсолютні значення амплітуд сигналів, а їхні відношення, що не залежать від загасання сигналу. Потім значення (X1,Y1) усереднюються у суматорах - накопичувачах на М останніх тактових інтервалах методом зсуваючогося вікна. Усереднення за рівняннями (29) дозволяє одержати максимально правдоподібні оцінки (X1, Y1) із суміші корисного сигналу з гаусовським шумом:

;

(30)

Очевидно, що чим більше число інтервалів усереднення М, тим більша точність оцінки при умовах стаціонарності ймовірністних характеристик каналу за проміжок часу Дt=?n. Приймаючи М рівним числу визначених тактових інтервалів - n, після нескладних перетворень одержуємо рекурентний алгоритм роботи суматорів для каналу зі стаціонарними параметрами:

(31)

Зі значень усереднених проекцій приведеного сигналу у залежності від характеристик каналу, формуються усереднені проекції X1 та Y1 всіх інших сигналів сузір'я:

 (32)

де а1 - амплітуда першого варіанту сигналу (пілот-сигналу).

За представленим алгоритмом розраховано завадостійкість системи передачі управляючої інформації для різноманітних відношень сигнал/шум та систем багатопозиційних сигналів. Запропоновано адекватні ефективні коди.

У п'ятому розділі представлено методику визначення затримки управляючої інформації. Показано, що в системах управління сучасними телекомунікаційними мережами одним з найважливіших параметрів є середня затримка, необхідна для доставки управляючої інформації за призначенням.

Головною методологічною основою для аналізу затримки є теорія масового обслуговування. Проте її використання найчастіше потребує методи для спрощення складного математичного апарату.

Тому в деяких випадках точні кількісні розрахунки затримки виконати неможливо. Моделі згаданої теорії нерідко стають основою для достатньо точних апроксимацій затримки, а також дозволяють одержати позитивні та якісні результати.

Питання математичного моделювання й аналіз варіантів визначення затримки в інформаційних мережах детально аналізовано в розділі та наведено основні моменти цього дослідження.

При аналізі системи управління, в розділі розглянуто два характерних види мереж: з комутацією пакетів і комутацією каналів. Перший вид - з комутацією пакетів через мережу від джерела до одержувача за маршрутом, вибір якого визначається проектом мережі. У другому - комутація каналів для пари користувачів (в даному випадку - це об'єкти системи управління), які з'єднуються між собою, встановлюється маршрут передачі від одного до іншого. Такі параметри, як число і довжина пакетів, що надходять до мережі або проходять через неї в будь-який момент часу, число викликів, що надходять на вхід мережі за заданий час, тривалість зайняття, у загальному випадку схильні до статистичних змін. Тому, для вивчення їхнього впливу на систему та одержання відповідних кількісних характеристик системи, застосовано методи теорії ймовірності. Ключову роль при аналізі мереж відіграє теорія черг.

У розділі представлено метод розрахунку затримки проходження інформації через систему управління, що дозволяє знайти залежність цієї затримки від різних параметрів, які визначають характеристику системи і структуру системи управління.

Розроблено метод визначення затримки управляючої інформації на основі теорії масового обслуговування.

При обслуговуванні користувачів часто виникає необхідність у наданні певним категоріям системи послуг за пріоритетами. Цей фактор найбільш важливий при проектуванні систем управління. Класи пріоритетів вводяться для різних послуг і різних категорій абонентів. Необхідність вищіх пріоритетів - це забезпечення команд і службових повідомлень, що застосовуються для управління процесами взаємодії елементів мережі, а також при управлінні мережею.

Розглянемо як приклад мережу каналів передачі даних зі швидкістю 9600 біт/с. Будемо відмічати пакети даних індексом - 2, а управляючі пакети (як правило меншої довжини) індексом - 1.

У прикладі з фіксованою довжиною пакетів s21 = 0 розглянуто систему обслуговування в порядку надходження з однією чергою, яка представляє початковий канал передачі даних. Нехай 20% загального навантаження створюється короткими управляючими пакетами, а 80% - набагато довшими пакетами даних. Таким чином, маємо l1 = 0,2l та l2 = 0,8l, де l - загальна швидкість надходжень вхідного потоку в пакетах/секунду. Очевидно, що без пріоритетів робота системи обслуговування з комбінованим вхідним потоком може бути описана моделлю m/G/1. Інтенсивність комбінованого навантаження - r = r1 + r2. Оскільки пакети обох класів поступають випадково з інтенсивністю відповідно l1 і l2, то характеристика комбінованого потоку визначається:

.

Нехай для визначеності ефективне значення r дорівнює 0,5. Тоді загальна інтенсивність надходжень становить l = 6,17 пакетів/секунду, і досить просто визначається середній час очікування для пакету будь-якого типу - 148 мс. Управляючі пакети, що знаходяться в черзі, часто можуть бути набагато довшими, ніж інформаційні пакети, і повинні чекати передачі деякий час. Очевидним рішенням є надання управляючим пакетам вищого пріоритету, що дозволяє їм обійти при надходженні інформаційні пакети більш низького пріоритету і бути безпосередньо першими в черзі.

Звичайно використовуються два типи пріоритетів: відносний і абсолютний. У першому випадку користувачі (пакети або виклики послуг) вищого пріоритету стають попереду користувачів (пакетів) нижчого пріоритету в черзі, але не витісняють їх. У разі абсолютного пріоритету, обслуговування користувачів з нижчим пріоритетом припиняється і продовжується лише після того, коли всі користувачі, що надійшли з вищим пріоритетом будуть обслуговані. В даному випадку розглядається тільки відносні пріоритети.

Повертаючись до щойно розглянутого прикладу коротких і довгих управляючих пакетів, покажемо, що надання відносного пріоритету управляючим пакетам в середньому скорочує їх час очікування вдвічі до 47,5 мс, збільшуючи при цьому час очікування інформаційних пакетів на незначну величину. Якщо це зменшення в реальних випадках виявиться недостатнім, може бути використаний абсолютний пріоритет. Проте необхідно зазначити, що користувачі, обслуговування яких було перерване, повинні бути позначеними. Це викликає необхідність додаткової обробки, яка може привести до зменшення теоретичної ефективності очікуваного від введення пріоритету.

Для більшого узагальнення передбачається, що в черзі чекають обслуговування 2r класи користувачів. Інтенсивність потоків, що створюються ними - l1, l2, …, lr, причому кожний з цих потоків - пуассонівський. Середній час обслуговування для k-того класу, k = 1,2,…, r, дорівнює 1/mk .

Будемо вважати, що вищим пріоритетом володіє клас 1, нижчим - клас r зі спаданням пріоритетів у послідовності зростання номера. Представимо розрахунок середнього часу очікування для будь-якого класу в припущенні, що пріоритети є відносними. Візьмемо для прикладу клас r, де 1ЈrЈk. Нехай типовий користувач цього класу поступає в довільний момент часу t0. Його випадковий час очікування Wр, що вимірюється від моменту надходження до початку обслуговування, залежить від трьох параметрів. Користувач який поступив, повинен чекати протягом випадкового проміжку часу Т0, поки закінчиться поточний час обслуговування абонента. Крім того, він повинен чекати випадкове число Тк одиниць часу, поки закінчиться обслуговування всіх користувачів класу k, вищого або рівного класу р, які вже знаходилися в черзі в момент часу t0. Нарешті, він повинен чекати випадковий час Тк обслуговування користувачів кожного класу k, який вищий за клас р та надійшли протягом часу очікування Wр.

Об'єднуючи разом ці параметри, отримаємо:

. (33)

Скориставшись результатами теорії масового обслуговування і теоремою Літтла, можна обчислити середню затримку проходження інформації в мережі.

Наприклад, середня затримка виклику в системі:

, (34)

де m - швидкість обслуговування (даний параметр показує з якою швидкістю працює обслуговуючий пристрій, тобто число викликів, що обслуговуються в одиницю часу, коли він зайнятий); PQ - імовірність події: вимога, яка надійшла, визначає, що в системі всі обслуговуючі пристрої зайняті, і буде поставлена у чергу для очікування (визначається за формулою Ерланга);

m - кількість обслуговуючих пристроїв.

Застосовуючи теорему Літтла, знаходимо середнє число вимог у системі:

. (35)

Аналогічно за допомогою відомих співвідношень у теорії масового обслуговування визначається середній час проходження управляючої інформації телекомунікаційною мережею в залежності від різних умов.

Розрахунок затримки інформації управління у вузлах СУ дозволяє кількісно оцінити якість структурної схеми, визначити оптимальну структуру системи управління для різної кількості абонентів та спектра послуг, які надаються.

Розроблене програмне забезпечення призначено для отримання даних щодо часу затримки інформації управління в різних умовах.

Опис програмного забезпечення представлено в додатку дисертаційної роботи.

Як і передбачалось (на рисунку видно), що затримка збільшується пропорційно інтенсивності.

Як наслідок, для забезпечення її величини, яка не перевищує заданої, необхідно при збільшенні інтенсивності команд системи управління збільшити продуктивність комутаційних вузлів.

Зробимо висновок: при проектуванні системи управління необхідно враховувати фактор, що при підвищенні продуктивності вузла комутації до певного рівня - затримка несуттєво залежить від інтенсивності команд управління. Тому найефективнішим способом зменшення затримки є підвищення продуктивності комутаційних вузлів, а не зниження навантаження на комутаційний вузол.

Дані аналізу представлені в табл.1, з якої видно , що при проектуванні системи управління необхідно враховувати фактор, а саме: при підвищенні продуктивності вузла комутації до певного рівня, затримка несуттєво залежить від інтенсивності команд управління. Тому найефективнішим способом зменшення затримки є підвищення продуктивності комутаційних вузлів, а не зниження навантаження на комутаційний вузол. З вищенаведеного виходить, що затримка значно залежить від кількості транзитів.

При збільшенні вартості затримка зменшується. Проте на графіку видно, що є області, в яких збільшення вартості призводить до незначного зменшення затримки.

Це відбувається тому, що вартість обладнання визначається не тільки продуктивністю, як зазначалося вище, але ефективною маршрутизацією та іншими функціональними перевагами вузла. При збільшенні вимог до такого параметру як затримка, необхідно вибирати обладнання з максимальною продуктивністю.

За допомогою моделювання проведено розрахунки часу затримки команд управління в залежності від різних параметрів, які визначають характеристики систем управління. Як і передбачалось, затримка збільшується пропорційно інтенсивності. Для забезпечення її величини (затримки), яка не перевищує заданої, необхідно при збільшенні інтенсивності команд системи управління збільшити продуктивність комутаційних вузлів.

ВИСНОВКИ

Сукупність наукових положень, сформульованих і обгрунтованих у дисертаційній роботі, складає вирішення проблеми побудови системи управління телекомунікаційними мережами, а також підвищення якісних показників цих систем.

В дисертаційній роботі отримано такі теоретичні та науково-практичні результати:

1. Висвітлено тенденції створення систем управління сучасними телекомунікаційними мережами. Запропоновано принципи побудови системи управління як системи з різнорідним устаткуванням для здійснення глобальної доступності. Ці методи побудови СУ доцільно впровадити на мережах зв'язку України для досягнення ефективнішого та економічнішого управління як традиційними, так і новітніми мережами.

2. Розроблено структуру системи управління послугами в інтелектуальній мережі. Інформаційна взаємодія у процесі управління послугами базується на об'єктно - орієнтованому підході “Менеджер” - “Агент” - “Об'єкт”. Ця структура дозволить управляти ІМ з широким спектром послуг та задовольняти різним вимогам користувачів.

3. Розроблено функціональну схему системи управління інтелектуальною мережею на базі TMN та концепцію застосування стандартів TMN, впровадження якої доцільно почати з окремих функціональних областей. Така практика прийнятна і при організації управління іншими мережами зв'язку. Звичайно, функціональною підобластю, з якої починається впровадження TMN, є аварійний контроль, що характерно для мереж зв'язку України.

4. В роботі досліджено специфікації обчислювальної моделі TINA, котрі описують телекомунікаційні додатки у термінах програмних компонентів. Зроблено висновок, що при впровадженні архітектуру TINA, можна розподілити на рівень DPE і рівень додатків. Введено підрозділ об`єктів цих рівнів - за структурою управління. Показано, що користувачі повинні мати можливість гнучкого доступу, тобто вільного вибору типу термінала і місця доступу до послуги.

5. Представлено метод багатокритеріальної оптимізації систем управління сучасними телекомунікаційними мережами. Описано зовнішні параметри СУ: кількість інформації, затримка, достовірність та вартість. Ці параметри є показниками, що визначають як якість системи управління, так і кількість наданих послуг.

6. Проведено порівняльний аналіз існуючих методів об'єднання суперечливих критеріїв, досліджено їх переваги та недоліки. Запропоновано метод об'єднання суперечливих критеріїв, таких як кількість управляючої інформації, достовірність, затримка та вартість. За результатами моделювання отримано співвідношення, які пов'язують основні вищенаведені критерії. Ці результати дозволяють отримати ефективне рішення на основі векторного синтезу, на відміну від скалярного, який використовувався раніше. Наведено приклади реалізації цих методів на мережах зв'язку України.

7. Розроблено метод визначення результуючої цільової функції, який дозволяє здійснити синтез СУ на базі векторного критерію оптимальності. Показано, що при проектуванні СУ доцільно зупинитися на виборі кількості показників якості, які враховуються при синтезі.

Зроблено висновок, що при проектуванні системи управління необхідно враховувати наступні показники:

- кількість управляючої інформації (отже, і необхідну пропускну спроможність каналів), що забезпечує задану точність параметрів об'єктів мережі. При цьому визначається мінімальна кількість управляючої інформації, яка дозволяє СУ мати як властивість адаптивності до плинно спрогнозованих збурень, так і інваріантність до різних, заздалегідь непрогнозованих заважаючих впливів;

- затримка керуючої інформації, при якій час передавання команд управління до контрольованих об'єктів не перевищує заданого;

- достовірність (вірогідність помилки) при передачі управляючої інформації;

- вартість системи управління.

8. Розроблено програмне забезпечення, яке дозволяє отримати оптимальне рішення для векторного критерію, що компромісно оптимізує обмеження вхідних даних та спектр визначених умов.

9. На основі теорії інформації розроблено та застосовано для СУ інформаційно-ентропійний метод, який дозволяє визначити один із основних параметрів системи управління, а саме: кількість управляючої інформації, котра забезпечує необхідну точність параметрів мережі, що управляється; розрахувати кількість каналів зв`язку для СУ з заданою пропускною спроможністю для управління параметрами мережі з необхідною точністю. Інформаційно-ентропійний метод розрахунку кількості каналів для системи управління є універсальним, тобто придатним для будь-якого типу телекомунікаційної мережі.

Запропонований інформаційно-ентропійний метод розрахунку реалізований з використанням оцінки параметрів реальної СУ.

10. Розроблено комбіновану структуру системи управління, яка забезпечує системі як властивість адаптивності до плинно спрогнозованих збурень, так і інваріантності до випадкових збурюючих факторів.

11. Запропоновано метод отримання узагальненого критерію при оптимізації СУ, який дозволяє одержати ефективні значення параметрів керованої мережі з врахуванням поставлених до них вимог.

12. Розроблено способи врахування різних збурюючих факторів у випадках, коли відомі закони розподілу, і якщо апріорна інформація про них відсутня.

13. Запропоновано метод побудови ефективного цифрового каналу для передачі управляючої інформації.

14. Розроблено універсальні алгоритми когерентної обробки багатопозиційних сигналів з ортогональним розподілом несучих частот та оптимальний алгоритм, який базується на максимально правдоподібній оцінці сигналу. Можливість реалізації квазикогерентного демодулятора дозволяє застосувати модуляцію сигналами з ортогональними гармонічними несучими (ОГС, Orthogonal Frequency Division Multiplex - OFDM), що мають в умовах обмеженої смуги пропускання ряд переваг перед одноканальним режимом передачі та сигналами з частотним розподілом каналів без взаємного перекриття спектрів сигналів частотних підканалів.

15. Розроблено конкретні алгоритми когерентної обробки ефективних систем різних багатопозиційних сигналів з амплітудно-фазовою модуляцією, що орієнтовані на цифрові методи реалізації.

16. Визначено за допомогою моделювання на ЕОМ характеристики завадостійкості розроблених алгоритмів та тривалість усереднених оцінюваних параметрів.

17. Запропоновано методи використання різних завадостійких кодів для виправлення пакетів помилок.

18. Приведено алгоритм визначення одного з найважливіших параметрів системи управління - затримки управління. Для ефективного зменшення затримки необхідно: при збільшенні інтенсивності надходження вимог - збільшувати продуктивність комутаційних вузлів, а не кількість обслуговуючих пристроїв; структура мережі повинна бути вибрана оптимальною, щоб при заданій інтенсивності та продуктивності було якнайменше транзитних вузлів; на підставі розрахунку можна отримати залежність затримки управління від вартості та апроксимувати її відповідною функцією.

19. Представлено метод розрахунку затримки проходження інформації через СУ, за допомогою якого знаходять залежність затримки від різних параметрів, що визначають характеристику та структуру мережі. На основі розрахунку отримано залежності затримки одержання інформації від інтенсивності надходження вимог, від швидкості, а також від методу обслуговування. Ці дані дозволяють мінімізувати затримку при різних умовах.

Запропоновані методи широко впроваджуються в системах управління сучасними телекомунікаційними мережами України та охоплюють новітні технологічні рішення. Це дозволяє на базі традиційного устаткування здійснювати більш ефективне та досконале управління.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Телекомунікаційні мережі.- К.: Техніка, 2001.- 392с.

2. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Телекоммуникационные сети: Учебное пособие.- К.: КИС УГАС им.А.С.Попова, 2000. - 394с.

3. Беркман Л.Н., Охрущак В.П., Руденко А.А. Повышение точности и быстродействия систем фазовой синхронизации. Учебное пособие. - К.: КІЗ УДАЗ ім. О.С. Попова, 1996. - 67с.

4. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Лев Ю.О. Інтелектуальні мережі. Принципи побудови та функціонування, перспективи реалізації: Навчальний посібник. - К.: КІЗ УДАЗ ім. О.С. Попова, 1998. - 71с.

5. Беркман Л.Н. Построение интеллектуальной сети // Зв'язок.-1998.-№2.-

С.18-21.

6. Беркман Л.Н. Архитектура интеллектуальной сети // Одесса: Информатика и связь.-1996. - №1.-С. 114-120.

7. Беркман Л.Н. Архітектурна концепція TINA // Праці УНДІРТ.- Одеса. -1999.-№4 (20).-С.12-17.

8. Беркман Л.Н. Информационно-энтропийные подходы к расчёту параметров системы управления интеллектуальной сетью // Зв'язок. - 1999. - №4. -С. 14-17.

9. Беркман Л.Н. Производительность управляющих устройств // Труды ІV международной научно-технической конференции по телекоммуникациям “Телеком-99”. - Одесса. - 1999.-С.503-506.

10. Беркман Л.Н. Инвариантные системы управления // Зв'язок.-2000.-№2.-С.30-33.

11. Блейхман В.С., Викторов О.В., Беркман Л.Н. Оценка производительности високоскоростного многоканального когерентного устройства преобразования сигналов // М.:Техника средств связи, серия проводной связи, Выпуск 2.- 1989.-С.104-109.

12. Беркман Л.Н., Окунев Ю.Б. Квазикогерентная обработка сигналов с многопозиционной амплитудно-фазовой модуляцией в многоканальных модемах // Электросвязь.- 1989.- С.33-35.

13. Беркман Л.Н., Бондаренко В.Г., Клімов В.Г., Лев Ю.О. Постановка завдання створення інтелектуальної мережі зв'язку України // Зв'язок.-1995.- №1.-С.24-27.

14. Беркман Л.Н., Бондаренко В.Г., Стеклов В.К. Інтелектуальна мережа // Зв'язок.-1996.-№2.-С. 24-26.

15. Беркман Л.Н., Лев Ю.О.,.Стеклов В.К. Організаційна структура та задачі системи управління інтелектуальною мережею // Труды 3 международной научно-технической конференции по электросвязи, телевизионному и звуковому вещанию. - Одесса.- 1997.-С.240-242.

16. Беркман Л.Н., Володина Л.В. Особенности построения концептуальной модели интеллектуальной сети // Праці УНДІРТ.-1998.-№4 (16).-С.33-38.

17. Беркман Л.Н., Лев Ю.О. Огляд основних послуг інтелектуальної мережі // Праці УНДІРТ.-1998.-№4 (16).-С.45 - 50.

18. Беркман Л.Н., Лев Ю.О., Стеклов В.К. Система управління інтелектуальною надбудовою // Праці УНДІРТ.-1998.-№4 (16).-С.39-44.

19. Беркман Л.Н., Стеклов В.К., Тарасенко И.А. Синтез оператора связи по задающему воздействию в комбинированной системе фазовой автоподстройки на основе КД изображений // Праці УНДІРТ. - Одеса.-1999.-№1 (17).-С.29-32.

20. Беркман Л.Н., Дробик А.В., Варфоломеева О.Г., Колченко Г.Ф. Расчет объёма управляющей информации для обеспечения необходимой точности параметров сети // Зв'язок.-2000.-№1.-С.33-36.

21. Беркман Л.Н., Коробко В.В. Цифровые итерационные системы фазовой автоподстройки // Вісник Харківського державного політехнічного університету - “ХПІ”. - 2000. - №121.- С.46-53.

22. Беркман Л.Н., Костик Б.Я., Улеев А.П. Синтез оператора дифференциальной связи по задающему воздействию в системе ФАП из условия повышения точности в установившихся режимах // Вісник Харківського державного політехнічного університету - “ХПІ”. - 2000.-№121. - С.54-59.

23. Berkman L.N., Lev A.J., Lev J.A., Steklov V.K. About Possibility of an Estimation of Necessary Capability of a Network Management System Channels by Calculation of Management Process Entropy // Proceеdings of the fourth INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMMUNICATION THEORY & APPLICATIONS held on 13-18 July. - 1997.-С.94-98.

24. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Лев Ю.О., Мніщенко С.І. Постановка задачі оцінки обсягу управляючої інформації у системі управління інтелектуальною мережею // Одесса: Информатика и связь.-1996. - №1.-С. 75-87.

25. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Лев Ю.О. Проектування інтелектуальних мереж // Зв'язок.-1997.-№3.-С. 36-38.

26. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Системный метод оптимального проектирования интеллектуальной сети // Зв'язок.-1998.-№4.-С.28-32.

27. Стеклов В.К. Беркман Л.Н., Оценка параметров системы управления интеллектуальной сети // Праці науково-практичної конференції конференції “Стратегія входження України в світовий інформаційний простір”. - Київ. - 1997.- С.82-84.

28. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Мнищенко С.И., Тарасенко И.А. Информационный метод расчета пропускной способности каналов системы управления интеллектуальной сети // Праці УНДІРТ.-1998.-№4 (16).-С.29-32.

29. Стеклов В.К., Карпенко Н.Ф., Беркман Л.Н. Многокритериальная оптимизация систем управления телекоммуникационными сетями // Зв'язок. - 1999. - №6.-С.26-28.

30. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Оценка пропускной способности каналов системы управления современными информационными сетями // Вісник Українського Будинку економічних та науково-технічних знань.-1999.-№8.-С.35-42.

31. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Построение математической модели интеллектуальной сети // Сборник научных трудов по материалам V международной конференции “Теория и техника передачи, приёма и обработки информации”. - Харьков - Туапсе.- 1999.-С.6-9.

32. Стеклов В.К. Беркман Л.Н., Системы управления для глобальной информационной инфраструктуры // Труды ІV международной научно-технической конференции по телекоммуникациям “Телеком-99”. - Одесса. -1999. -С.52-56.

33. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Оценка объёма управляющей информации в информационных сетях // Электросвязь.-2000.-№6.-С.34-37.

34. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Иванов А.И. Метод определения задержки управляющей информации в системах управления телекоммуникационными сетями // Зв'язок.- 2001.-№1.-С.49-51.

35. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Пезенцали Г.А. Возможности использования методов многоканальной модуляции для сетей доступа // Зв'язок.-2000.-№4.-С. 43-48.

36. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Тарасенко И.А. Особенности проектирования интеллектуальной сети // Вісник Державного Університету. - Львів: "Львівська політехніка".-2000.-№387.-С. 315-318.

37. Стеклов В.К., Стародуб Н.М. Беркман Л.Н., Выбор обобщённого критерия оптимальности систем управления информационными сетями //Зв'язок.-2000.-№5.-С. 48-50.

38. Steklov V.K., Berkman L.N., Tarasenko I.A. Features of designing of a management system of an Intellectual Network. - Lviv-Slavsko: Proceedings of International Conference on Morden Problems of Telecommunications, Computer Science and Engineers Training // 2000. -123р.

39. Стеклов В.К., Стародуб Н.М. Беркман Л.Н., Объединение векторных критериев оптимальности систем управления телекоммуникационными сетями // Матеріали доповідей учасників Ювілейної міжнародної науково-практичної конференції. - К.: тов. “Знання України”. - 2000.-С.90-92.

40. Беркман Л.Н. Концепция построения системы управления интеллектуальной сетью // 3-я Международная конференция "Теория и техника передачи, приема и обработки информации" тез. докл. - Харьков-Туапсе. - 16-18 сент.-1997.-С.90-91.

Беркман Л.Н. Методи і засоби підвищення показників якості систем управління телекомунікаційними мережами. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.12.02 - телекомунікаційні системи та мережі.

Дисертацію присвячено аналізу і розробці сучасних систем управління різнорідними телекомунікаційними мережами і методам підвищення показників якості таких систем.

Запропоновано методи оптимального проектування систем управління на основі багатокритеріальної оптимізації з застосуванням векторного синтезу. Зроблено вибір основних критеріїв, які найбільше впливають на якість системи управління телекомунікаційними мережами України, таких як: кількість управляючої інформації, що забезпечує необхідну точність параметрів управляємої мережі; вірогідність управляючої інформації; час затримки тощо. Вищенаведені критерії є суперечливими. У дисертаційній роботі запропоновано метод об'єднання суперечливих критеріїв та одержання відповідного результуючого узагальненого критерію. Розроблено методи визначення мінімальної кількості інформації, які забезпечують системі як властивість адаптивності до плинно спрогнозованих збурень, так і інваріантності до випадкових факторів. Запропоновано методи побудови ефективного цифрового каналу для передачі управляючої інформації на базі багатопозиційних багаточастотних сигналів з ортогональним розподілом каналів, що реалізує оптимальний прийом за критерієм максимуму апостеріорної ймовірності. Розроблено методи розрахунку затримки управляючої інформації, що дозволяють мінімізувати затримку при заданій інтенсивності команд управління, структурі системи управління і за прийнятною вартістю. Отримані результати дозволяють реалізувати оптимальний синтез системи управління телекомунікаційними мережами України.

Ключові слова: система, управління, завадозахищеність, затримка, критерій, оптимізація, інформація, ентропія, мережа, телекомунікації.

Berkman L.N. Methods and means for increase the parameters of quality of the management systems of telecommunication networks.-Manuscript. Thesis for a doctor's degree by speciality 05.12.02-telecommunication systems and networks.

Ukrainian state academy of communications named by .A.S.Popov, Odessa, 2001.

The dissertation is devoted to the analysis and development of the concept of construction of modern management systems of diverse telecommunication networks and methods of increase of parameters of quality of such systems. The methods of optimum system design of control are offered on the basis of multicriteria optimization with using of vectorial synthesis. The selection of main criteria rendering biggest influence on quality a management systems by telecommunication networks of Ukraine is made, such as: quantity of the control information ensuring necessary accuracy of parameters of a controlled network; reliability of the control information; latency time etc. The listed above criteria are contradictory. In dissertation the method of association of contradictory criteria and obtainings appropriate resultant criteria is offered. The methods of definition of a minimum quantity of the information ensuring to a system as property adaptivity to slow forecast disturbances, and invariancy to random factors designed. The methods of construction of an effective digital channel for the control information are offered on the basis of multiposition multifrequency signals with an orthogonal channel separation, that implements an optimum method of reception by criterion of a maximum of a posterior probability. The computational methods of delay of the control information designed which allow to minimize delay at given intensity of control commands, structure of a management system and the cost. The obtained results allow to implement optimum synthesis of a management system of telecommunication networks of Ukraine.

Keywords: system, management, noise immunity, delay, criterion, optimization, information, entropy, network, telecomunications.

Беркман Л.Н. Методы и средства повышения показателей качества систем управления телекоммуникационными сетями. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.12.02 -телекоммуникационные системы и сети.

Украинская государственная академия связи им. А.С. Попова, г. Одесса, 2001г.

Диссертация посвящена анализу и разработке современных систем управления разнородными телекоммуникационными сетями и методам повышения показателей качества таких систем. Произведён сравнительный анализ методов построения систем управления (СУ) телекоммуникационными сетями, входящими в глобальную информационную инфраструктуру, которая внедряется на сетях связи Украины.

Разработана структура системы управления услугами в интеллектуальной сети. Информационное взаимодействие базируется на объектно-ориентированном подходе "Менеджер" - "Агент" - "Объект". Эта структура позволяет управлять ИС с широким спектром услуг и удовлетворить различным требованиям пользователей.

Предложены методы оптимального проектирования систем управления на основе многокритериальной оптимизации с применением векторного синтеза.

Произведен выбор основных критериев, оказывающих наибольшее влияние на качество системы управления телекоммуникационными сетями Украины, таких как: количество управляющей информации, обеспечивающее необходимую точность параметров управляемой сети; достоверность управляющей информации; время задержки и т.д. Перечисленные выше критерии являются противоречивыми. В работе предложен метод объединения противоречивых критериев и получения соответствующего результирующего обобщенного критерия. Предложенные методы многокритериальной оптимизации систем управления телекоммуникационными сетями позволяют повысить показатели качества СУ сетями связи Украины.

Разработаны методы определения минимального количества информации, обеспечивающего системе как свойство адаптивности к медленным прогнозируемым возмущениям, так и инвариантности к случайным факторам. Разработанный информационно-энтропийный метод определения количества информации позволяет обеспечить необходимую точность параметров управляемой сети. Информационно-энтропийный метод является универсальным, пригодным для разнородных телекоммуникационных сетей. Предложенный метод расчета реализован с использованием оценки параметров реальной СУ.

Предложены методы построения эффективного цифрового канала для передачи управляющей информации на базе многопозиционных многочастотных сигналов с ортогональным разделением каналов, которые реализуют оптимальный прием по критерию максимума апостериорной вероятности для различных систем сигналов. Разработаны конкретные алгоритмы когерентной обработки эффективных систем различных многопозиционных сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией, которые ориентированы на цифровые методы реализации. Отличие определяемых алгоритмов оптимального приема от известных ранее, состоит в наличии возможности реализации системы передачи для широкого класса эффективных по эквивалентности многопозиционных сигналов.

В работе получили дальнейшее развитие методика и алгоритм расчета, помехоустойчивости системы передачи управляющий информации при заданном отношении сигнал/шум на входе демодулятора, с помощью которой рассчитаны характеристики помехоустойчивости системы передачи для различных систем многопозионных сигналов.

Предложены методы использования различных помехоустойчивых кодов для исправления пакетов ошибок.

Приведен алгоритм одного из важнейших параметров СУ задержки управляющей информации. Для эффективного уменьшения задержки необходимо: при увеличении интенсивности появления требований - увеличивать производительность коммутационных узлов, а не количество обслуживающего оборудования. Структуру сети нужно выбрать таким образом, чтобы при заданной интенсивности и производительности было как можно меньше транзитных узлов. Разработан метод минимизации задержки управляющей информации для систем управления с различными структурами на основании теории массового обслуживания. Это позволяет получить значительный экономический эффект, что существенно для телекоммуникационных сетей Украины. Данные методы расчета задержки управляющей информации позволяют эффективно выбрать структуру системы управления, учитывая задержку при заданной интенсивности команд управления и приемлемой стоимости. Предложенные методы широко внедряются в системы управления современными телекоммуникационными сетями Украины и используют новейшие технологические решения. Это позволяет на основании традиционного оборудования осуществлять более эффективное, экономичное и совершенное управление. Полученные результаты позволяют реализовать оптимальный синтез системы управления телекоммуникационными сетями Украины. Они применяются в научно-исследовательской работе, проведённой в разработках научно-аналитического центра (НАЦ-Телеком) и научно-инженерного центра линейно-кабельных сооружений (НИЦ ЛКС) Киевского института связи.

Теоретические и практические положения диссертационной работы используются в учебном процессе Киевского института связи Украинской государственной академии связи им. А.С. Попова.

Ключевые слова: система, управлениe, помехозащищенность, задержка, критерий, оптимизация, информация, энтропия, сеть, телекоммуникации.

Размещено на Allbest.ru

...