Способ определения параметров телетрафика Российский патент 2024 года по МПК H04L47/11 

Изобретение относится к способам определения характеристических параметров телетрафика и может быть использовано для контроля и управления телетрафиком мультисервисных сетей связи.

В классической теории систем массового обслуживания (СМО) основополагающим является предположение о взаимной независимости событий. Переход на новые технологии связи, основанные на принципах пакетной коммутации, существенно изменил свойства телекоммуникационного трафика. Телетрафик мультисервисных сетей связи носит явно выраженный пачечный характер. При этом большинство результатов, полученных теорией массового обслуживания для пуассоновских потоков, становятся для пачечных потоков совершенно непригодными. Появление сетей передачи данных с коммутацией пакетов потребовало разработки новых моделей, использующих для таких потоков комплексные характеристики.

Наиболее близким по технической сущности является способ управления телетрафиком на основании алгоритмов «дырявого ведра» или алгоритмов «корзины токе нов» [1-4].

Первоначальное описание алгоритма «дырявого ведра» приписывают Дж. С. Тернеру [5]:

«Счетчик, связанный с каждым пользователем, осуществляющим передачу по соединению, увеличивается каждый раз, когда пользователь отправляет пакет, и периодически уменьшается. Если счетчик превышает заданный порог, сеть отбрасывает пакет. Пользователь указывает скорость уменьшения счетчика (это определяет среднюю полосу пропускания) и значение порога (мера почетности)». Существует значительное число различных модификаций указанных алгоритмов, направленных на определение различных характеристик телетрафика [5]. Однако, все они при определении средних значений очередей в течение некоторого интервала времени включают в указанный интервал промежутки времени, в которые в системе отсутствуют заявки, и система простаивает. Вместе с тем, наиболее существенной характеристикой работы СМО следует считать, так называемое, «условное» среднее значение размера очереди, определяемое только на участках времени, в течение которых происходит обработка заявок, и не учитывающее интервалы простоя [6]. Среднее значение очереди связано с условным средним соотношением , где ρ - коэффициент загрузки СМО.

Недостатком способов, основанных на определении средних значений очередей, является то, что при малых коэффициентах загрузки, среднее значение становится малым и плохо отражает реальное состояние очередей.

С целью устранения указанных недостатков предлагается измерять параметры, связанные с условным средним размером очередей.

На Фиг. 1 показан цикл образования очередей в одноканальной СМО.

- условное среднее значение очереди на i-м цикле.

Q_mi - условное максимально возможное значение очереди на i-м цикле.

T_i - длительность цикла.

N_i - число заявок входного потока, поступивших в течение цикла.

- среднее число заявок входного потока, поступивших в течение цикла.

S_i - суммарное число заявок в очередях цикла.

- суммарное среднее число заявок в очередях цикла.

Можно показать, что при заданной модели условное максимально возможное значение очереди Q_mi=N_i-1, максимально возможное условное среднее , а условное среднее значение очереди по всем циклам

Сущностью предлагаемого способа является то, что S_i - суммарное число заявок в очередях цикла и N_i - число заявок, поступивших (обработанных) в течение цикла, являются наиболее информативными параметрами, характеризующими условные средние значения очередей в СМО.

Техническим результатом предлагаемого способа является то, что предлагаемый способ обеспечивает возможность непосредственного управления телетрафиком в системе массового обслуживания на основании данных, отражающих реальное состояние очереди в системе массового обслуживания.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом:

1 - Генератор опорного равномерного потока событий.

2 - Накапливающий реверсивный сумматор.

3 - Значения очередей на каждом интервале измерения.

4 - Накапливающий сумматор.

5 - Накапливающий сумматор.

6 - Счетчик циклов.

Исследуемый пачечный поток заявок поступает на суммирующий вход сумматора-2, а равномерный поток событий от генератора-1 поступает на вычитающий вход сумматора-2. Если содержимое сумматора становится отрицательным, то оно полагается равным нулю. Таким образом, сумматор реализует известный алгоритм «дырявого ведра» [1-5].

Сигналы о заявках входного потока N_i в течение каждого цикла поступают на вход сумматора-4, а значения очередей Q_i на каждом интервале поступают на вход сумматора-5. При каждом переходе показаний сумматора из нулевого в положительное состояние (в начале каждого цикла) вырабатывается сигнал, увеличивающий показания счетчика циклов-6 на единицу, до заданного значения числа циклов К. При достижении заданного значения К, фиксируются, а затем обнуляются показания обоих накапливающих сумматоров -4 и -5. Показания сумматоров -4 и -5, деленные на число К, дают, соответственно, средние значения N_i - чисел заявок, входного потока, поступивших в течение цикла, и - средние числа заявок в очередях циклов. Можно также показать, что, при существенно превышающих единицу, удвоенное значение указанной величины отражает значения второго начального момента чисел заявок в очередях циклов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Leaky bucket [Электронный ресурс] / URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Leaky_bucket.

2. Token bucket [Электронный ресурс] / URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Token_bucket.

3. A Two Rate Three Color Marker [Электронный ресурс] / URL: https://tools.ietf. org/html/rfc2698.

4. Алгоритм дырявого ведра [Электронный ресурс] / URL: http://salonvaskevich.ru/lokalka/marshrat55.html.

5. Дырявое ведро - Leaky bucket [Электронный ресурс] / URL: https://ru.qaz.wiki/wiki/Leaky_bucket.

6. Лихтциндер, Б.Я. Трафик мультисервисных сетей доступа (интервальный анализ и проектирование) [Текст] / Б.Я. Лихтциндер // М.: Горячая линия-Телеком, 2018. - 290 с.

Изобретение относится к области управления телетрафиком мультисервисных сетей связи. Техническим результатом является обеспечение управления телетрафиком в системе массового обслуживания (СМО) на основании данных, отражающих реальное состояние очереди в системе массового обслуживания. В способе принимают на суммирующем входе сумматора 2 входной поток заявок, принимают на вычитающем входе сумматора 2 опорный равномерный поток событий. Если содержимое сумматора 2 становится отрицательным, то оно полагается равным нулю, причем при каждом переходе показаний сумматора 2 из нулевого в положительное состояние на входе счетчика циклов 6 получают сигнал, увеличивающий показание счетчика циклов 6 на 1 до заданного значения числа циклов K. При достижении заданного значения K фиксируют и обнуляют показания накапливающих сумматоров 4 и 5. На выходе накапливающего сумматора 4 получают среднее значение числа заявок входного потока, поступивших в течение цикла, путем деления показания накапливающего сумматора 4 на число K. На выходе накапливающего сумматора 5 получают среднее число заявок в очереди в каждом цикле путем деления показания накапливающего сумматора 5 на число K. Определяют условное среднее значение размера очередей в СМО на основе полученных значений. Управляют телетрафиком в СМО на основе полученного условного среднего значения размера очереди. 2 ил.

Способ управления телетрафиком в системах массового обслуживания (СМО) на основании условного среднего значения очереди, в котором

принимают на суммирующем входе накапливающего реверсивного сумматора (2) входной поток заявок,

принимают на вычитающем входе накапливающего реверсивного сумматора (2) опорный равномерный поток событий, поступающий от генератора опорного равномерного потока событий,

если содержимое накапливающего реверсивного сумматора (2) становится отрицательным, то оно полагается равным нулю,

причем при каждом переходе показаний накапливающего реверсивного сумматора (2) из нулевого в положительное состояние на входе счетчика циклов (6) получают сигнал, увеличивающий показание счетчика циклов (6) на 1 до заданного значения числа циклов K;

принимают на входе накапливающего сумматора (4) число заявок входного потока, поступивших в течение каждого цикла, Ni;

принимают на входе накапливающего сумматора (5) число заявок, находящихся в очереди в течение каждого цикла, Qi, с выхода накапливающего реверсивного сумматора (2);

при достижении заданного значения K фиксируют и обнуляют показания накапливающих сумматоров (4) и (5);

на выходе накапливающего сумматора (4) получают среднее значение числа заявок входного потока, поступивших в течение цикла, путем деления показания накапливающего сумматора (4) на число K;

на выходе накапливающего сумматора (5) получают среднее число заявок в очереди в каждом цикле путем деления показания накапливающего сумматора (5) на число K;

определяют условное среднее значение размера очередей в СМО, которое представляет собой отношение среднего числа заявок в очередях циклов к среднему числу заявок входного потока;

управляют телетрафиком в СМО на основе полученного условного среднего значения размера очереди.