СПОСОБ ОЦЕНКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ Российский патент 2004 года по МПК H04L29/02 H04L29/08 H04H1/14 

Предлагаемое изобретение относится к электросвязи, в частности к способам оценки информационной эффективности систем связи. Оно может быть использовано при создании новых и совершенствовании существующих каналов связи, узлов коммутации, автоматизированных системам управления, локальных вычислительных сетей, сетей связи с коммутацией сообщений, сетей связи с коммутацией пакетов, в том числе быстрой коммутацией пакетов.

Известен способ оценки информационной эффективности функционирования одноканальной системы связи [Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л. М. Теория передачи сигналов: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1986], заключающийся в определении коэффициента использования канала по пропускной способности η, который определяется как отношение скорости передачи информации R к пропускной способности канала связи С: η=R/C. Этот же параметр используется для оценки информационной эффективности многоканальной системы связи. Его основным недостатком является то, что он не дает полную характеристику канала связи с памятью, так как определяет только скоростные его способности.

Известен также способ [Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ: в 2-х ч. Ч. 1: Пер. с англ. - М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1992] , взятый в качестве прототипа, используемый для информационной оценки коммуникационной сети связи, который заключается в определении суммарной скорости выдачи сообщений пользователям-адресатам, подключенным к выходу сети связи, и именуется производительностью сети связи G.

Недостатком указанного способа оценки информационной эффективности функционирования системы связи является то, что он не раскрывает всех информационных возможностей сети связи, а определяет только скорость выдачи системой количества информации. Он не является обобщенным, так как не учитывает динамические свойства сети связи, характеризуемые задержкой при передаче информации внутри нее, а также не отражает статическое свойство сети - хранение информации и ее количество в сети связи на интервале рассмотрения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение универсального параметра для оценки информационных возможностей системы связи.

При описании системы связи, под которой понимается как одноканальная, многоканальная системы связи, так и сеть связи, используется понятие объекта связи (чертеж), состоящего из основных функциональных узлов системы связи.

Толкование терминов, используемых в заявке:
БУВИ - блок устройств ввода информации в объект связи, представляющий собой необходимое линейное оборудование, которое согласует и подключает оконечное оборудование пользователей-источников к входу системы связи;
БЗУ - блок запоминающих устройств, которые непосредственно подключены к входу БУВИ и входам обслуживающих устройств или каналов связи системы связи, исходя из ее структуры;
БУПИ - блок устройств передачи информации, представляющий совокупность обслуживающих устройств или каналов связи с заданными пропускными способностями, входы которых подключены к БУВИ и БЗУ, а выходы соединены, исходя из структуры системы, с входами устройств БЗУ или с входами устройств блока вывода информации из объекта связи;
БУВВИ - блок устройств вывода информации из объекта связи, который представляет собой совокупность устройств линейного оборудования, соединяющих и согласующих выходы каналов связи через линии связи с оконечным оборудованием пользователей-получателей информации. Под понятием сообщения понимается ему соответствующий цифровой электрический сигнал заданной длины в битах, который воспринимается, хранится и передается в объекте связи как единое целое.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве универсального обобщенного параметра, характеризующего информационные возможности системы связи, используют кибернетическую мощность (KW) системы связи, получаемую путем умножения количества информации, выраженное числом информационных сообщений (N), находящихся в системе связи как в процессе хранения, так и в процессе передачи внутри системы, на производительность системы связи (G), усредненными за заданный временной интервал (Т):
KW=N•G|_T.

Применяя аналогию усредненных информационных потоков λ (сообщений/с) в интервале рассмотрения для сетей связи и токов в электрических цепях, а также время обслуживания сообщения в виде сопротивления системы в терминах времени R_t, размерность кибернетической мощности определим выражением:

где λ_вх и λ_вых - входной и выходной суммарные информационные потоки соответственно в входящих и выходящих каналах связи, R_t - кибернетическое сопротивление системы в терминах времени, которое при фиксированных значениях на обработку аппаратурных данных характеризует время нахождения сообщения заданной длины (в битах) в системе и имеет размерность [R_t]=T/L. В случае, когда на интервале рассмотрения информационный поток стационарен, его можно характеризовать импульсом силы информационного воздействия на узел: L_iλ_вх, где L_i - количество информации (бит) в i-м сообщении. Используя произведение, аналогичное закону Ома, получим формулу Литтла [Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ: в 2-х ч. Ч.1: Пер. с англ. - М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1992], которая определяет среднее число сообщений в объекте связи в интервале рассмотрения:

Так как суммарный поток λ_вых (сообщений/с) на выходе объекта связи является его производительностью G, то размерность равна:

Полученное выражение показывает, что кибернетическая мощность объекта связи есть обобщенная характеристика, так как учитывает одновременно его производительность и количество информации, находящейся в нем, т.е. в процессе передачи по каналам связи и ожидания в очередях БЗУ. Параметр Т - интервал рассмотрения в выражении, определяющем KW, может рассматриваться как гарантируемое время передачи сообщений. В этом случае он будет определять максимально допустимое число сообщений N, которое может находиться в объекте связи. Так как информация, находящаяся в объекте связи, одновременно находится в стационарном состоянии в блоке БЗУ и в динамическом состоянии в блоке БУПИ, то ее количество можно характеризовать в интервале рассмотрения соответственно потенциальной и кинетической энергией. В блоке БУПИ в динамическом состоянии информация кроме передачи на выход объекта связи может повторяться и транслироваться внутри него. Поэтому кибернетическая мощность в БУПИ подразделяется на активную AW и реактивную RW составляющие.

На чертеже представлена структурная схема реализации предлагаемого способа. Она состоит из объекта связи 1, БУВИ 2, БЗУ 3, БУПИ 4 и БУВ-ВИ 5.

Способ оценки информационных возможностей объекта связи осуществляется следующим образом.

С оконечного оборудования пользователей-источников последовательность сообщений заданной длины (в битах) поступает на вход объекта связи в блок БУВИ. Если каналы связи блока БУПИ, используемые для передачи информации в направлении пользователей-адресатов, свободны, то сообщения поступают в БУПИ и передаются по каналам связи. При этом количество сообщений, находящихся в процессе передачи в БУПИ, измеряется за заданный интервал времени. Если информация обладает свойством активных электрических параметров, то далее она воспринимается БУВВИ для последующей передачи по согласованным с оконечным оборудованием линиям связи пользователям-адресатам; если сообщения, поступающие из БУВИ в БУПИ, имеют реактивные компоненты, например, из-за повторных передач по каналам связи или передач по транзитным участкам внутри объекта с промежуточным хранением в БЗУ, то они, обладая реактивной мощностью, задерживаются во внутренней цепи объекта связи. Если каналы связи заняты, то информация помещается в БЗУ и приобретает статическую форму, при этом измеряется ее количество в числе сообщений или в битах за заданный интервал времени. При освобождении части каналов связи БУПИ из накопительных устройств БЗУ, подключенных к соответствующим каналам, сообщения поступают для передачи в БУПИ. По результатам измерений за заданный интервал времени среднее количество сообщений в каналах связи и среднее количество сообщений в БЗУ суммируются, определяя значение N. Сообщения, поступающие за заданный интервал времени в выходной блок БУВВИ, количественно измеряются и используются программным продуктом объекта связи для вычисления производительности G. В соответствии с определением понятия кибернетической мощности системы вычисляется произведение KW=N•G и эта величина характеризует исследуемый объект связи с точки зрения его информационных возможностей в целом.

Преимущество изобретения состоит в том, что метод оценки функционирования сети связи характеризует общую информацию в системе связи и динамику этой информации. Система характеризуется полностью относительно возможности передачи информации, в отличие от общепринятого подхода, когда характеризуется только скорость выдачи информации системой связи.

Доказательством технической реализуемости способа оценки информационных возможностей системы связи является то, что все операции по его осуществлению выполняются программным обеспечением и вычисляются простыми средствами компьютерной техники.

Область применения способа оценки информационных возможностей систем относится ко всем кибернетическим системам, где объектом рассмотрения служат процессы восприятия, хранения и передачи информации как внутри системы, так и выдачи ее пользователям, подключенным к ее выходу.

Изобретение относится к электросвязи, в частности к системам передачи данных и к способам оценки качества их функционирования. Техническим результатом является получение универсального параметра для оценки информационных возможностей систем передачи данных. Технический результат достигается тем, что при измерении производительности системы за избранный интервал времени, измеряют общее количество находящийся в системе информации, в избранный интервал времени как в статическом состоянии в блоке запоминающих устройств, так и в динамическом состоянии в блоке устройств передачи информации данной системы связи, а затем определяют кибернетическую мощность анализируемой системы путем умножения измеренного среднего за избранный интервал времени общего количества информации на измеренную среднюю за этот же интервал времени производительность системы связи. 1 ил.

Способ оценки информационных возможностей системы связи, заключающийся в измерении производительности системы за избранный интервал времени, отличающийся тем, что для оценки качества объекта связи измеряют общее количество находящейся в системе информации в избранный интервал времени как в статическом состоянии в блоке запоминающих устройств, так и в динамическом состоянии в блоке устройств передачи информации данной системы связи, а затем определяют кибернетическую мощность анализируемой системы путем умножения измеренного среднего за избранный интервал времени общего количества информации на измеренную среднюю за этот же интервал времени производительность системы связи:

где KW - кибернетическая мощность системы связи;

N - число информационных сообщений;

G - производительность системы связи;

Т - заданный временной интервал усреднения.