Метод управління мережними ресурсами з урахуванням невизначеності в телекомунікаційних системах на основі е-мереж

Размещено на http://www.allbest.ru/

Метод управління мережними ресурсами з урахуванням невизначеності в телекомунікаційних системах на основі Е-мереж

Безрук В.М., Буханько О.М.

ХНУРЕ (Україна)

Анотація

мережний ресурс мультисервісний телекомунікаційний

Розглядається метод управління мережними ресурсами з описанням процедур управління імітаційними моделями на базі нечітких е-мереж, що дозволило урахувати виникаючу в ТКС невизначеність

Постановка проблеми

Процес розвитку перспективних мультисервісних телекомунікаційних систем (ТКС), що є базою для створення мереж наступного покоління (Next Generatіon Network, NGN), істотно залежить від розвитку відповідних засобів мережного управління. До основних таких засобів належать механізми управління трафіком (інформаційний ресурс) та засоби розподілу пропускної здатності трактів передачі ТКС (канальний ресурс), які технологічно реалізуються протоколами маршрутизації, балансування та профілювання трафіка.

Слід зазначити, що сучасні засоби управління в ТКС та їх математичні моделі недостатньо адаптовані до опису невизначеностей зовнішнього характеру (недостатньо формалізована залежність показників інформаційних і канальних ресурсів від часу, таких як інтенсивність інформаційного трафіку, значення пропускної здатності каналів ТКС) і внутрішнього характеру (невизначена адаптивна структура алгоритмів і засобів управління мережними ресурсами).

Це призводить до необхідності створення нових методів управління мережними ресурсами в умовах невизначеності стану і показників ТКС на основі систем нечітких продукцій та баз нечіткого висновку [1] з представленням процедур управління імітаційними моделями на базі апарата Е-мереж [2, 3]. Вибір імітаційних моделей обумовлюється тим, що більшість аналітичних моделей відповідних засобів і методів має ряд істотних недоліків, таких як наявність великої кількості допущень і початкових умов, спрямованість на роздільний аналіз частин системи та висока обчислювальна складність.

Саме тому актуальною є тематика досліджень, спрямованих на використання імітаційного апарата Е-мереж як перспективного підходу до моделювання процесів управління мережними ресурсами у ТКС в умовах невизначеності. Це дозволяє проводити аналіз відповідних методів управління при великій кількості врахованих факторів з високою наочністю та адекватністю. В рамках цих досліджень необхідно вирішити наступні задачі: визначення джерел нечіткості у формалізмі класичних Е-мереж і його модифікація з урахуванням елементів теорії нечітких множин та нечіткої логіки; розробка методу управління мережними ресурсами з урахуванням невизначеності різного характеру в ТКС на базі систем нечітких продукцій і висновку з описанням його процедур імітаційними моделями на основі нечітких Е-мереж; виділення показників якості й оцінка ефективності розроблених нечітких моделей та методу управління мережними ресурсами шляхом проведення імітаційного моделювання.

Метод управління мережними ресурсами. В рамках досліджень були проаналізовані носії нечіткості в класичному апараті Е-мереж, якими є предикати керуючих переходів і макромісця-черги. При цьому класичне визначення Е-мереж залишається незмінним за винятком опису розмітки мережі М. У нечіткій Е-мережі розмітка визначається матрицею , причому її елементи визначаються у такий спосіб:

де - макромісця-черги; - максимальна кількість міток у черзі.

Визначено правила роботи нечітких предикатів керуючих переходів Е-мереж і вид їх функцій приналежності (ФП). Так, наприклад, для переходу нечіткий предикат визначається у такий спосіб:

де параметри визначаються ФП предиката переходу. Правило спрацьовування переходу має такий вигляд:

де - можлива розмітка вхідних місць; - невизначене значення предиката після спрацьовування переходу.

Набув подальшого розвитку метод управління мережними ресурсами, який полягає у врахуванні невизначеності різного типу для зонової ТКС. Даний метод, що є основою розглянутого класу засобів управління, являє собою сукупність двох нечітких процедур, які визначають різне застосування теорії нечітких множин та логіки під час опису їх невизначеностей.

В межах розробки імітаційної моделі методу управління на основі нечітких Е-мереж показано, що ефективним є подання його процедур у вигляді систем нечітких продукцій вигляду

(1)

де - ім'я нечіткої продукції; - сфера її використання; - умова ядра нечіткої продукції; - ядро нечіткої продукції, в якому - умова ядра (антецедент), - висновок ядра (консеквент); - метод знаходження істинності ядра; - коефіцієнт визначеності; - постумова продукції.

Як умова та висновок ядра нечітких продукцій (1) в імітаційних моделях Е-мереж були використані задані показники QoS [4] та процеси управління у вказаних адаптивних засобах і методах у вигляді відомих елементів нечітких множин і логіки, таких як: нечіткі лінгвістичні змінні (НЛЗ), нечіткі висловлювання, що мають певний ступінь істинності, виходячи із значень обраної ФП предиката керуючого переходу. Дані лінгвістичні елементи були об'єднані нечіткими запереченнями, диз'юнкціями, кон'юнкціями, що дозволило розширити простір станів систем нечітких продукцій та подати процеси управління мережними ресурсами як бази нечітких висновків такого вигляду:

Правило 1: Якщо « є », то « є »;

Правило 2: Якщо « є » і « є », то « є »,

де , , - НЛЗ Е-мережі.

Висновки

Розроблені імітаційні моделі та метод управління мережними ресурсами на основі модифікованого нечіткого апарата Е-мереж дозволяють підвищити масштабованість, оперативність, точність і погодженість у прийнятті рішень, а також забезпечити адаптивне зменшення об'ємів службового трафіка, залежно від стану ТКС. Крім того, перевага полягає у можливості лінгвістичного нечіткого опису недостатньо формалізованих аналітичними засобами показників інформаційного й канального ресурсу в ТКС, їх часових залежностей, поданні складної структури алгоритмів процедур управління мережними ресурсами у вигляді нечітких систем продукції та висновку. Це визначає наукову новизну запропонованих нечітких моделей та відповідного методу управління мережними ресурсами.

Список літератури

1. Леоненков, А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и FazzTECH. [Текст] /

А.В. Леоненков. - СПб.: БВХ. - Петербург. - 2005. - 736 с.

2. Лосев, Ю.И. Применение методов анализа Е-сетей к моделям СОД [Текст] Ю.И. Лосев, С.И. Шматков, Е.В. Дуравкин // Радиотехника: Всеукр. межвед. науч.-техн. журнал - Харьков: ХНУРЭ. - 2003. - №132 - С. 64 - 69.

3. Котов, В.Е. Сети Петри. [Текст] / В.Е. Котов. - М.: Наука. - 1984. -160 с.

4. Vucutury S. Multipath routing mechanisms for traffic engineering and quality of service in the Internet // PhD. Dissertation. - University of Kalifornia - 2001. - 152 p.

Размещено на Allbest.ru