Методи аналізу та синтезу моделей телекомунікаційних систем на основі функціональних сіток Петрі
Розробка методів, які забезпечують істотне прискорювання процесів верифікації телекомунікаційних протоколів за допомогою функціональних сіток Петрі. Аналіз типових моделей маршрутизованих мереж, мереж з комутацією міток, мобільних сенсорних мереж.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 29.08.2014 |
Размер файла | 183,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Ключевые слова: телекоммуникационная система, телекоммуникационный протокол, функциональная сеть Петри, клан, анализ, синтез.
Zaitsev D.A. Methods of analyses and synthesis of telecommunication systems models on the base of functional Petri nets. - The manuscript.
The dissertation is competing for the degree of Dr. Sci. Tech. on a speciality 05.12.02 - telecommunication systems and networks. - Odessa National Telecommunication Academy named after A.S.Popov, Odessa, 2006.
Petri net models of real-life telecommunication protocols have a large scale but all known algebraic methods of Petri net analysis possess an exponential computation complexity. There is a problem of large-scale Petri nets analysis. To solve this problem the basis of functional Petri nets theory has been developed. Functional net has strongest restrictions on incidental arcs of contact places: input places have only output arcs and output places have only input acrs. Functional subnet is introduced in symmetric way. It was proved that: set of minimal functional subnet defines a partition of transitions' set; each functional subnet of a given Petri net may be obtained as composition (union) of finite number of minimal functional subnets; each contact place has no more than one incidental input functional subnet and not more than one output functional subnet; the net of functional subnets is a marked graph. For the representation of decomposition the net of functional subnets and graphs of decomposition (directed and undirected) were used. Two ways of decomposition were suggested: via logical equations solution and via ah-hoc algorithm of linear complexity. The software for decomposition named Deborah was developed.
The transmission function of functional net was studied for the class of timed Petri nets with multiply arcs. On the base of state equation the representation of transmission function was obtained. The transmission function was written as an expression in the special algebra, which contains arithmetic, logic operations and operation of timed delay. Weak functional equivalence of nets was introduced and studied with respect to special types of input sequences and moments of observation. The equivalent transformations of nets were implemented on the base of algebraic transformations of transmission function formulae. It allows the reduction of large-scale Petri nets. The task of continuous logic function given by choice table synthesis was solved. Special concepts of constituents of maximum and minimum were introduced and applied.
It was shown that the majority of tasks of Petri nets analyses may be reduced to solution of linear Diophantine equations in nonnegative integer numbers. The methods for speed-up of solution of an arbitrary linear algebraic system of equation under ring with sign were developed. The concept of functional subnet was generalized for linear systems on the base of clan concept. Clan was introduced as a subset of equations united with a transitive closure of closeness relation consisting in possessing a variable with a coefficient of the same sign. Clans define the specific block structure of system's matrix and provide the system's solving via composition of clans' general solutions. Speed-up of computation is guaranteed in the case the system is decomposed in more than one clan and at the usage of basic solution method with complexity larger than cube.
For the additional speed-up in the case the number of contact variables is greater than the maximal size of clans the sequential way of decomposition was proposed. The speed-up is obtained at the expense of solution of a series of composition systems with lesser dimension. For implementation of sequential composition the undirected graph of decomposition was considered. Two ways of sequential composition were studied: via contracting subgraphs and via contracting of edges. The corresponding optimization task was named an optimal collapse of weighted graph. For solution of edge collapse task by the method of branches and bounds the estimations of upper and lower bound for the width of collapse were obtained. A heuristic algorithm of optimal collapse on the base of one-step strategy of maximal weight edge contracting was introduced and statistically grounded. The software for compositional solution of systems named Adriana was developed. As an auxiliary task the formal grounding and detailed estimation of computation complexity for Toudic method were obtained.
The specification languages of telecommunication protocols were studied. It was proposed to use Petri net as a universal language of protocols specification. To control the level of models abstraction it was proposed to represent either the whole message or headers' fields by separate tokens. The models of protocols BGP and TCP were constructed and verified using composition of functional subnets.
With the growth of protocols number and their complexity the construction of Petri net model on a given standard specification of a protocol becomes most laborious. To solve this problem the usage of intermediate language of Hoare's communicating sequential processes (CSP) was suggested. Then the task of Petri net synthesis on a given CSP formulae was solved. This approach was illustrated on the example of Petri net synthesis for electronic commerce protocol IOTP. The verification of protocol was implemented via developed compositional methods.
The model-driven development of telecommunication systems becomes a prospective direction. It was suggested to compose colored Petri net models of telecommunication systems and networks via the composition of components' models represented with functional subnets and subnets with contact places. The library of components for switched Ethernet, MPLS and Bluetooth was constructed. For express estimation of functional characteristics the method of measuring fragments was introduced. With such fragments the tasks of switched Ethernet response time, MPLS effectiveness and Bluetooth address space usage effectiveness estimation were solved.
For analysis of infinite Petri nets with regular structure the method of compositional calculation of invariants in parametric form was developed. The method was illustrated on the example of Ethernet with bus topology verification. The invariance of the protocol was proved for an arbitrary number of workstations on the bus.
Keywords: telecommunication system, telecommunication protocol, functional Petri net, clan, analysis, synthesis.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проектування телекомунікаційних та інформаційних мереж. Ознайомлення з початковим етапом проектування мереж зв’язку. Набуття практичних навичок укладання технічних завдань для складних інфокомунікаційних систем та об’єктів.
лабораторная работа [195,8 K], добавлен 22.01.2007Аналіз організації передачі даних по каналах комп’ютерних мереж. Фізична сутність та порядок організації їх каналів. Сутність існуючих методів доступу до каналів комп’ютерних мереж. Місце процесів авторизації доступу при організації інформаційних систем.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 12.09.2010Еволюція телекомунікаційних послуг. Побудова телефонної мережі загального користування. Цифровізація телефонної мережі. Етапи розвитку телекомунікаційних послуг і мереж. Необхідність модернізації обладнання та програмного забезпечення на всіх АТС мережі.
реферат [236,4 K], добавлен 14.01.2011Огляд базових топологій телекомунікаційних мереж. Розрахунок регенераційної ділянки за енергетичними та часовими характеристиками. Обґрунтування вибору функціональних модулів обладнання мережі SDH. Розрахунок потоків вводу–виводу в населених пунктах.
курсовая работа [164,1 K], добавлен 20.11.2014Особливості, властиві мережі рухомого зв’язку: контроль пересування мобільного абонента, специфіка радіодоступу, роумінг. Підходи до конвергенції інтелектуальних і мобільних мереж. Організації, що активно працюють в області конвергенції концепції IN.
контрольная работа [540,0 K], добавлен 10.01.2011Аналіз принципів і особливості захисту кабельних мереж агрокомбінату. Розрахунок максимального струму навантаження лінії. Обґрунтування вибору трансформатора напруги. Проведення структурного аналізу захисту кабельних мереж від міжфазних коротких замикань.
автореферат [3,4 M], добавлен 20.09.2014Проблема зростання ємності і трафіку телефонних мереж, збільшення кількості телекомунікаційних служб. Розробка міської телефонної мережі з використанням аналогових систем комутації. Схема і комутаційний граф двокаскадного комутаційного блоку ВПВП.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 05.02.2015Аспекти формування інструментарію для рішення проблеми з підвищення ефективності сучасних транспортних мереж. Визначення концепції розбудови оптичних транспортних мереж. Формалізація моделі транспортної мережі. Інтеграція ланки в мережеву структуру.
реферат [4,8 M], добавлен 19.02.2011Визначення класичним, оперативним і спектральним методами реакції лінійного електричного кола на підключення джерела живлення. Використання цих методів при проектуванні нових телекомунікаційних пристроїв. Моделювання перехідного процесу за допомогою ЕОМ.
контрольная работа [419,6 K], добавлен 23.02.2012Методи побудови мультисервісних локальних територіально розподілених мереж. Обґрунтування вибору технології побудови корпоративних мереж MPLS L2 VPN. Імітаційне моделювання у пакеті "OPNET modeler 14.5" та аналіз характеристики переданого трафіку.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 20.09.2016Методи аналітичного, імітаційного і натурного моделювання. Характеристика моделей теорії масового обслуговування. Спеціалізовані системи імітаційного моделювання обчислювальних мереж. Топологічний структурний аналіз властивостей мережі - нові пропозиції.
реферат [1003,5 K], добавлен 20.11.2010Предмет, мета та завдання курсу "Військова техніка електрозв’язку". Класифікація, конструкція та основні електричні характеристики направляючих систем електрозв'язку. Властивості симетричних ліній та коаксіального кабелю як системи електрозв'язку.
лекция [1,3 M], добавлен 17.02.2012Адресація мереж та вузлів. Апаратні засоби побудови ЛКМ Ethernet та Token Ring. Оцінка часу затримки сигналу мережним обладнанням. Варіант кабельної схеми корпоративної сітки та її обладнання. Створення логічних підмереж. Варіант IP-адресації вузлів.
курсовая работа [410,7 K], добавлен 25.06.2013Етапи розвитку мереж і послуг зв'язку: телефонізація країни; цифровізація телефонної мережі; інтеграція послуг на базі цифрових мереж зв'язку. Управління багатократним координатним з'єднувачем. Ємності та діапазони номерів автоматичної телефонної станції.
курсовая работа [679,7 K], добавлен 05.02.2015Управління процесами передавання повідомлень із оптимальними показниками якості. Визначення моделі мережі зв'язку математичним описом її структури та процесів надходження заявок до кінцевих пунктів. Мережний аналіз і обслуговування схем потоків звернень.
контрольная работа [32,8 K], добавлен 13.02.2011Особливості планування мереж мобільного зв’язку. Презентативний вибір вимірювань реальних сигналів. Розрахунок напруженості поля за формулою ідеального радіозв’язку та на основі статистичної моделі. Врахування впливу перешкод на шляху поширення сигналу.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.05.2013Вивчення головних методик оцінки показника Херста. Самоподібні процеси та їх фрактальний і мультифрактальний аналіз. Опис мобільних програм, протоколів мережевого рівня. Дослідження структури GPRS-трафіку. Побудова імітаційної моделі GPRS-мережі.
дипломная работа [5,6 M], добавлен 21.12.2012Дослідження особливостей та призначення корпоративних мереж. Обґрунтування стандартизації функцій інформаційних мереж міжнародною спілкою електрозв’язку. Протоколи канального рівня. Функціональна схема роботи кінцевого та центрального вузлів мережі.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.06.2015Вимоги до транспортної мережі NGN. Порівняльний аналіз технологій транспортних мереж: принцип комутації, встановлення з'єднання, підтримка технології QoS, можливості масштабування мережі. Поняття про Traffic Engineering. Оптимізація характеристик мереж.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 22.09.2011Структура системи електрозв'язку. Топологічна структура первинної мережі. Особливості взаємодії первинної і вторинної мереж. Магістральні, внутрішньозонові, місцеві вузли зв'язку. Класифікація мереж зв'язку, їх характеристика. Елементи кодових комбінацій.
реферат [230,8 K], добавлен 05.01.2011