СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ АБОНЕНТСКОГО ТЕРМИНАЛА ИНФОКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2019 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к области электросвязи, а именно абонентским терминалам инфокоммуникационных систем, и может быть использовано для проектирования и построения указанных терминалов.

Под их физической структурой в настоящем изобретении понимается совокупность элементов и связей между ними [50.1.031-2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь. Часть 1. Стадии жизненного цикла продукции].

Абонентский терминал-это совокупность технических и программных средств, применяемых абонентом и (или) пользователем при пользовании телематическими услугами связи для передачи, приема и отображения электронных сообщений и (или) формирования, хранения и обработки информации, содержащейся в информационной системе [Правила оказания телематических услуг связи, утверждены Постановлением Правительства РФ от 10 сентября 2007 г. №575].

Под сервисом абонентского терминала в настоящем изобретении понимается совокупность программно-аппаратных решений, позволяющих организовать проведение аудио- и видеосовещаний в многоточечном режиме. Примеры сервисов представлены в [Выбираем решение для организации корпоративных видеоконференций Журнал «Хакер» 05.10.2014, электронный ресурс, дата обращения 10.07.2017].

Под функцией абонентского терминала в настоящем изобретении понимается отличительная особенность или возможность сервиса, например, поддержка разрешения 640×480, возможность записи видео, чат и обмен личными сообщениями. Описания функций различных сервисов представлены, например в [Выбираем решение для организации корпоративных видеоконференций Журнал «Хакер» 05.10.2014, электронный ресурс, дата обращения 10.07.2017].

Под стандартами абонентского терминала в настоящем изобретении понимаются протоколы передачи данных, аудио и видеокодеки, например, Н. 323, Н. 264, G. 711.

Под параметром в настоящем изобретении понимается величина, характеризующая какое-либо свойство технического устройства [Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1969-1978]. Под значимыми параметрами понимаются величины, характеризующие свойства абонентского терминала с точки зрения реализации функций терминала, например, тактовая частота центрального процессора, объем оперативной памяти, разрешение матрицы видеокамеры.

Под бюджетом в настоящем изобретении понимается бюджетное ограничение при выборе потребителем комбинации благ, определенное доходом потребителя и ценами благ [Экономика: Учебник. - М.: Юристь, 2001 - 574 с.].

Известен способ определения оптимального количества приобретенных товаров, при бюджетном ограничении [Ю.Н. Черемных. Микроэкономика, продвинутый уровень. М.: ИНФРА-М, 2008. - 844 с. - С. 21-28], заключающийся в том, что задают функцию полезности потребителя U(x₁, х₂), где x₁ и х₂ количественные характеристики приобретаемых товаров, задают доход потребителя М, являющийся бюджетным ограничением, устанавливают стоимости единицы товаров р₁ и р₂, составляют уравнение, учитывающее бюджетное ограничение р₁х₁+р₂х₂=М, определяют условия не отрицательности переменных х₁ и х₂, решают задачу максимизации функции полезности U(x₁, x₂) методом Лагранжа, определяют глобальный максимум.

Данному решению присущ недостаток, заключающийся в отсутствии учета совместимости товаров, что определяет невозможность использования данного способа при определении стоимости отдельных блоков абонентского терминала инфокоммуникационной системы.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и выбранным в качестве прототипа является способ оптимизации структуры устройства (патент РФ 2571537, G06F 7/62, 2012) заключающийся в том, что в графе, состоящем из V узлов, соединенных между собой Е ребрами, определяют исходный узел 1, присваивают ему метку [0; -], где первый элемент метки представляет собой кратчайшее расстояние до исходного узла 1, а второй элемент - узел, предшествующий рассматриваемому на кратчайшем пути до исходного узла 1, включают его во множество помеченных узлов Y={1}, для каждого узла v_ij ∉ Y, где i=1…М - номер узла ν_ij на j-м шаге; j=1…N - номер шага, устанавливают сумму весов связей для пути от данного узла до исходного D(ν_ij)=c(1, ν_ij), для каждого шага находят узел v_ij ∉ Y, для которого D(ν_ij) минимально, присваивают ему метку [D(ν_ij)+c(ν_i(j-1), ν_ij); ν_i(j-1)] и добавляют узел ν_ij в множество Y, актуализируют D(ν_ij) для всех узлов v_ij ∉ Y по правилу D(ν_ij)=min{D(ν_ij)+c(ν_i(j-1), ν_ij)} до тех пор, пока все узлы не окажутся в множестве Y, определяют кратчайшие маршруты от узлов ν_ij, для которых j=N, к исходному узлу 1 путем прохождения узлов в обратном направлении с помощью информации, представленной в метках, из полученного графа удаляют все узлы ν_ij, для которых одновременно выполняются два условия: j=2n, и количество ребер, соединяющих данный узел ν_ij с узлами ν_i(j+1), равно 1, ставят в соответствие узлам полученного графа функциональные элементы цифровой системы и коммутационные устройства, а ребрам - связи между функциональными элементами и коммутационными устройствами.

Способу-прототипу присущ недостаток, заключающийся в том, что в соответствии с используемым критерием осуществляется отбор блоков с минимальной стоимостью в условии допущения об одинаковой эффективности их функционирования. Данный подход не позволяет рассматривать варианты построения блоков, имеющих различную эффективность функционирования в зависимости от их стоимости. В этом случае задача формулируется как выбор набора блоков, обеспечивающих максимальную эффективность функционирования абонентского терминала, при фиксированном бюджете.

Задачей изобретения является создание способа построения физической структуры абонентского терминала инфокоммуникационной системы, позволяющего повысить эффективность функционирования терминала.

Под эффективностью функционирования абонентского терминала инфокоммуникационной системы понимается величина, определяемая в соответствие с выражением:

,

где U_j - эффект от работы абонентского терминала инфокоммуникационной системы по j-му значимому параметру;

p_j – величина j-го параметра;

a_j - коэффициент, определяющий зависимость роста эффекта работы абонентского терминала от роста значения j-го параметра, определяемый экспертным путем;

С - бюджет на приобретение абонентского терминала инфокоммуникационной системы.

Задача изобретения решается тем, что в способе построения физической структуры абонентского терминала инфокоммуникационной системы, заключающийся в том, что в графе, состоящем из V узлов, соединенных между собой Е ребрами, определяют исходный узел 1, присваивают ему метку [0; -], где первый элемент метки представляет собой кратчайшее расстояние до исходного узла 1, а второй элемент - узел, предшествующий рассматриваемому на кратчайшем пути до исходного узла 1, включают его во множество помеченных узлов Y={1}, для каждого узла ν_ij ∉ Y, где i=1…М - номер узла ν_ij на j-м шаге; j=1…N - номер шага, устанавливают сумму весов связей для пути от данного узла до исходного D(ν_ij)=c(1, ν_ij), для каждого шага находят узел ν_ij ∉ Y, для которого D(ν_ij) минимально, присваивают ему метку [D(ν_ij)+c(ν_i(j-1), ν_ij); ν_i(j-1)] и добавляют узел ν_ij в множество Y, актуализируют D(ν_ij) для всех узлов ν_ij ∉ Y по правилу D(ν_ij)=min{D(ν_ij)+c(ν_i(j-1), ν_ij)} до тех пор, пока все узлы не окажутся в множестве Y, определяют кратчайшие маршруты от узлов ν_ij, для которых j=N, к исходному узлу 1 путем прохождения узлов в обратном направлении с помощью информации, представленной в метках, дополнительно перед определением исходного узла 1 графа, задают множество сервисов Z абонентского терминала инфокоммуникационной системы, для каждого сервиса задают множество функций F_z абонентского терминала инфокоммуникационной системы, представляющих собой требуемый набор функций в рамках реализации конкретного сервиса, задают множество стандартов S, из множества S выбирают его подмножество стандартов S', требуемых для реализации функций множеств F_z, задают множество значимых параметров аппаратных и программных средств Р абонентского терминала инфокоммуникационной системы, требуемых для реализации подмножества стандартов S', в графе, состоящем из V узлов, соединенных между собой Е ребрами, шаги j соответствуют элементам множества значимых параметров аппаратных и программных средств Р абонентского терминала инфокоммуникационной системы, варианты i на каждом шаге j соответствуют альтернативным вариантам реализации аппаратных и программных средств, реализующих p_j-ый параметр абонентского терминала инфокоммуникационной системы, ребра Е определяют совместимость вариантов аппаратных и программных средств, для каждого значимого параметра p_j из множества Р задают функцию частного эффекта U_j=p_j∧a_i где p_j - значение значимого параметра, a_j - коэффициент определяемый экспертным путем на основе подмножества стандартов S', задают бюджет С на приобретение абонентского терминала инфокоммуникационной системы, задают стоимость s_j каждого параметра p_j, определяют p_j, соответствующие максимуму функции эффекта абонентского терминала инфокоммуникационной системы, равной произведению частных значений эффектов по всем значимым параметрам множества Р, путем решения уравнения s₁p₁+…+s_jp_j+…+s_Np_N=С, весовой коэффициент D(ν_ij) для каждого узла выбирают как модуль разности между фактической стоимостью аппаратного или программного средства, реализующего p_j-ый параметр абонентского терминала инфокоммуникационной системы и расчетной стоимостью p_j-ого параметра равной s_jp_j, затем определяют исходный узел 1.

Новая совокупность существенных признаков позволяет достичь указанного технического результата за счет предварительного распределения средств на приобретение аппаратных и программных средств, реализующих отдельные функции абонентского терминала инфокоммуникационной системы по критерию максимизации эффективности его функционирования с учетом значимых параметров узлов и блоков абонентского терминала при фиксированном бюджете.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного способа построения физической структуры абонентского терминала инфокоммуникационной системы, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленное изобретение поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - структура взаимосвязи множеств сервисов, функций, стандартов и значимых параметров;

фиг. 2 - функции частных эффектов для рассматриваемого примера построения структуры абонентского терминала инфокоммуникационной системы;

фиг. 3 - граф V, учитывающий альтернативные варианты реализации аппаратных и программных средств, реализующих значимые параметры абонентского терминала инфокоммуникационной системы. На графе выделены узлы и трек, соответствующие решению с использованием критерия, полученного заявляемым способом;

фиг. 4 - граф V, учитывающий альтернативные варианты реализации аппаратных и программных средств, реализующих значимые параметры абонентского терминала инфокоммуникационной системы. На графе выделены узлы и трек, соответствующие решению с использованием критерия способа-прототипа - минимизация стоимости отдельных элементов абонентского терминала инфокоммуникационной структуры.

Реализация заявленного способа поясняется примером проектирования абонентского терминала инфокоммуникационной системы. Для этого выполняют следующие шаги.

1. Ha основе подмножества стандартов S', полученного путем сопоставления множества стандартов S с множествами функций F_z, предназначенных для реализации сервисов множества Z, задается множество значимых параметров абонентского терминала инфокоммуникационной системы представленных в таблице 1. Способы задания множества известны и описаны, например, в [Киреенко С.Г. Гриншпон И.Э. Элементы теории множеств. - Томск, 2003. - 42 с.]

2. Экспертным путем определены коэффициенты a_j функций частных эффектов. Соответствующие значения представлены в таблице. Способы экспертной оценки известны и раскрыты, например, в [Орлов А.И. Экспертные оценки. - Журнал «Заводская лаборатория». 1996. Т. 62. No. 1. С. 54-60.]. Графики функций частных эффектов представлены на фиг. 2. Графики получены с использованием известной системы компьютерной алгебры Mathcad.

3. Задан бюджет С на приобретение абонентского терминала инфокоммуникационной системы (25000 рублей в рассматриваемом примере).

4. Заданы стоимости s_j каждого параметра p_j. Данные стоимости являются средними ценами, определенными путем деления общего объема выручки за проданный товар на количество единиц проданного товара [Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.Б., Современный экономический словарь, 2-е изд., испр. М.: ИНФРА М, 479 с, 1999]. Соответствующие значения представлены в таблице.

5. Определены p_j, соответствующие максимуму функции эффекта абонентского терминала инфокоммуникационной системы, равной произведению частных эффектов по всем значимым параметрам множества Р, путем решения уравнения s₁p₁+…+s₁p₁+…+s_Np_N=С методом Лагранжа. Данный метод является известным и описан, например в [Ю.Н. Черемных. Микроэкономика, продвинутый уровень. М: ИНФРА-М, 2008. - 844 с. - С. 21-28]. Полученные значения представлены в таблице.

6. На основе существующих альтернативных вариантов реализации аппаратных и программных средств, реализующих значимые параметры абонентского терминала инфокоммуникационной системы с учетом совместимости, построен граф V, представленный на фиг. 3. Альтернативные варианты реализации аппаратных и программных средств описаны, например, в [Оборудование видеоконференцсвязи для переговорной комнаты на реальных примерах [Электронный ресурс] // Unisolution, 2016. URL: https://geektimes.ru/company/unitsolutions/blog/280990/, (дата обращения 13.07.2017)].

7. Каждому узлу в соответствие поставлен весовой коэффициент D(ν_ij), равный модулю от разности между фактической стоимостью аппаратного или программного средства, реализующего p_j-ый параметр абонентского терминала инфокоммуникационной системы и расчетной стоимостью p_j-ого параметра равной s_jp_j (указан в скобках).

8. На основе определенного весового коэффициента D(ν_ij), построена структура абонентского терминала инфокоммуникационной системы (на графе выделена затемнением), с использованием способа-прототипа. При этом теоретический предел эффективности функционирования абонентского терминала, определенная в соответствие с предложенным выражением составила 1,5, ас учетом отклонения расчетных и фактических стоимостей составила 1,134. Результаты расчета представлены в таблице 2.

Для определения выигрыша по сравнению со способом-прототипом данная задача была решена с использованием критерия способа-прототипа - минимизация стоимости отдельных элементов абонентского терминала инфокоммуникационной структуры с учетом их совместимости. Полученные результаты представлены в таблице 3 и графически поясняются на фиг. 4.

Выигрыш по сравнению со способом-прототипом составляет:

.

Таким образом, предлагаемый способ построения физической структуры абонентского терминала инфокоммуникационной системы позволяет повысить эффективность работы абонентского терминала.

Изобретение относится к области электросвязи. Технический результат направлен на расширение арсенала средств того же назначения. Способ построения физической структуры абонентского терминала инфокоммуникационной системы характеризует то, что в графе, состоящем из V узлов, соединенных между собой Е ребрами, определяют исходный узел 1, присваивают ему метку [0;-], где первый элемент метки представляет собой кратчайшее расстояние до исходного узла 1, а второй элемент - узел, предшествующий рассматриваемому на кратчайшем пути до исходного узла 1, включают его во множество помеченных узлов Y={l}, для каждого узла ν_ij∉Y, где i=1…М - номер узла ν_ij на j-м шаге; j=1…N - номер шага, устанавливают сумму весов связей для пути от данного узла до исходного, для каждого шага находят узел ν_ij∉Y, для которого D(ν_ij) минимально, присваивают ему метку и добавляют узел ν_ij в множество Y, актуализируют D(ν_ij) для всех узлов ν_ij∉Y по правилу D(ν_ij)=min {D(ν_ij)+с(ν_i(j-1),ν_ij)} до тех пор, пока все узлы не окажутся в множестве Y, определяют кратчайшие маршруты от узлов ν_ij, для которых j=N, к исходному узлу 1 путем прохождения узлов в обратном направлении с помощью информации, представленной в метках. 4 ил., 3 табл.

Способ построения физической структуры абонентского терминала инфокоммуникационной системы, заключающийся в том, что в графе, состоящем из V узлов, соединенных между собой Е ребрами, определяют исходный узел 1, присваивают ему метку [0;-], где первый элемент метки представляет собой кратчайшее расстояние до исходного узла 1, а второй элемент - узел, предшествующий рассматриваемому на кратчайшем пути до исходного узла 1, включают его во множество помеченных узлов Y={l}, для каждого узла ν_ij∉Y, где i=1…М - номер узла ν_ij на j-м шаге; j=1…N - номер шага, устанавливают сумму весов связей для пути от данного узла до исходного D(ν_ij)=c(1,ν_ij), для каждого шага находят узел ν_ij∉Y, для которого D(ν_ij) минимально, присваивают ему метку [D(ν_ij)+с(ν_i(j-1),ν_ij);ν_i(j-1)] и добавляют узел ν_ij в множество Y, актуализируют D(ν_ij) для всех узлов ν_ij∉Y по правилу D(ν_ij)=min {D(ν_ij)+с(ν_i(j-1),ν_ij)} до тех пор, пока все узлы не окажутся в множестве Y, определяют кратчайшие маршруты от узлов ν_ij, для которых j=N, к исходному узлу 1 путем прохождения узлов в обратном направлении с помощью информации, представленной в метках, отличающийся тем, что перед определением исходного узла 1 графа задают множество сервисов Z абонентского терминала инфокоммуникационной системы, для каждого сервиса задают множество функций F_z абонентского терминала инфокоммуникационной системы, представляющих собой требуемый набор функций в рамках реализации конкретного сервиса, задают множество стандартов S, представляющих собой набор стандартов абонентского терминала инфокоммуникационной системы, из множества S выбирают его подмножество стандартов S', требуемых для реализации функций множеств F_z, задают множество значимых параметров аппаратных и программных средств Р абонентского терминала инфокоммуникационной системы, требуемых для реализации подмножества стандартов S', в графе, состоящем из V узлов, соединенных между собой Е ребрами, шаги j соответствуют элементам множества значимых параметров аппаратных и программных средств Р абонентского терминала инфокоммуникационной системы, варианты i на каждом шаге j соответствуют альтернативным вариантам реализации аппаратных и программных средств, реализующих p_j-й параметр абонентского терминала инфокоммуникационной системы, ребра Е определяют совместимость вариантов аппаратных и программных средств, для каждого значимого параметра p_j из множества Р задают функцию частного эффекта и U_j=р_j∧a_j, где р_j - значение значимого параметра, a_j – коэффициент, определяемый экспертным путем на основе подмножества стандартов S', задают бюджет С на приобретение абонентского терминала инфокоммуникационной системы, задают стоимость s_j каждого параметра p_j, определяют р_j, соответствующие максимуму функции эффекта абонентского терминала инфокоммуникационной системы, равной произведению частных значений эффектов по всем значимым параметрам множества Р, путем решения уравнения s₁p₁+…+s_jp_j+…+s_Np_N=С, весовой коэффициент D(ν_ij) для каждого узла выбирают как модуль разности между фактической стоимостью аппаратного или программного средства, реализующего p_j-й параметр абонентского терминала инфокоммуникационной системы, и расчетной стоимостью р_j-го параметра, равной s_jр_j, затем определяют исходный узел 1.