Учебные пособия / ММвСС (01.09.2016) v2
.pdf
Моделирование сетей связи
12.3 Алгоритм
Инициализация
Да
Очередь событий пуста?
Нет Взять событие из головы очереди, прочитать идентификатор процесса назначения и передать его этому процессу. Модельное время = Время выбранного события
Обновить процесс назначения
Поместить события выработанные данным процессом в очередь событий
Нет Достигнут предел интервала?
Да Останов
91
12.4 Получение потока событий с заданными свойствами
Метод обратной функции
Если требуется получить случайную величину с функцией распределения F(x), то следует получить случайную величину u с равномерной функцией распределения в диапазоне [0,..,1), а требуемая величина будет равна:
|
|
|
|
F |
1 |
(u) |
|
|
|
|
|
|
|
||
ˆ |
|
|
|
|
|
|
|
F (x) |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
5 |
10 |
|
15 |
20 |
|
|
|
0 |
|
x |
|
|
20 |
F |
1 |
(u) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
функция |
обратная |
функции |
|
|
F(u) |
|
|
|
|
|
|
Функция |
g(x) |
является |
|
|
обратной |
к |
функции f(x) |
когда |
|
|
выполняется условие: y=f(x), x=g(y). |
||||
|
|
Для того чтобы из функции f(x) |
|||
|
получить |
обратную нужно |
решить |
||
|
уравнение |
y=f(x) относительно x и |
|||
поменять переменные y и x местами.
92
Эмпирический закон распределения
Пусть требуется получить случайную величину, подчиняющуюся некоторому эмпирическому закону распределения вероятности. Например, требуется
имитировать некоторую случайную величину, по результатам проведения
измерений.
f
(x) |
0.2 |
|
|
0.15 |
|
|
0.1 |
0.05
0 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|||||
|
|
|
x |
|
|
F (x) |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
93
13. Пример расчета пропускной способности
Пусть требуется имеется группа абонентов которым требуется предоставить услугу IPтелефонии (VoIP).
Исходные данные: |
|
Число абонентов |
1000 |
Удельная интенсивность абонентской нагрузки |
0,015 Эрл (Исходящая) |
Средняя продолжительность разговора |
90 мин |
Коэффициент концентрации нагрузки |
0,12 |
Тип используемого кодека |
G.711 |
Стандарт сети доступа |
Ethernet |
Доля вызовов, обслуженных с заданным качеством |
98% |
Определить необходимую пропускную способность
94
Порядок расчета
1.Оценить интенсивность исходящей абонентской нагрузки
2.Оценить необходимое число «виртуальных» линий (число активных соединений V для заданной вероятности p0)
3.Выбрать скорость кодирования для используемого кодека
4.Оценить скорость ПД для используемого стандарта сети
5.Оценить интенсивность трафика
6.Выбрать модель линии доступа и показатель качества обслуживания
7.Оценить требуемую пропускную способность
95
расчет необходимой пропускной способности
Определить необходимую пропускную способность
1. Интенсивность исходящей нагрузки
y n y |
0 |
1000 0,015 15 Эрл |
|
|
2.Необходимое число «виртуальных» линий
3.Скорость кодирования G.711
4.Скорость ПД Ethernet
E |
( y) p |
0 |
v arg min E |
( y) p |
0 |
24 |
|
v |
|
v |
v |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
64 Кбит/с
а0=85,6 Кбит/с
5. Интенсивность трафика
a v a |
0 |
24 85,6 2054,4 Кбит / c 2,054 Мбит / с |
|
|
6.Выберем модель линии доступа M/D/1, допустимая задержка 5 мс
7.Найдем минимально допустимую пропускную способность
|
|
|
|
|
a |
a |
|
1 |
|
||
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||||
T |
W t |
|
|
|
|
мс 2,16 Мбит / с |
|||||
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
0 |
|
|
|
1 |
|
|
|
a |
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
t |
|
2 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
96
Вариант расчета для общего случая
Пусть требуется имеется группа абонентов которым требуется предоставить набор из k услуг.
Исходные данные:
Число абонентов
Удельная интенсивность абонентской нагрузки i-й услуги Средняя длина пакета i-й услуги
Интенсивность трафика во время сеанса Доля служебного трафика (заголовки пакетов)
Доля сеансов, обслуженных с заданным качеством
Определить необходимую пропускную способность
1. |
Интенсивность исходящей нагрузки |
|
2. |
Необходимое число «виртуальных» линий |
Ev ( yi ) |
n
yi Эрл (Исходящая)
Li c
bi бит/с mi
p0
yn yi Эрл
i1k
p0 vi |
arg min Ev ( yi ) p0 |
|
v |
3. |
Скорость ПД для услуги |
bi бит/с; |
i пакетов/с |
4. |
Скорость ПД в сети |
аi = bi(1+ mi) бит/с |
|
5.Интенсивность трафика
6.Выбор модели G/G/1 и нормы качества T0 (аппроксимация Маршала)
t среднее время обсл. пакета (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
i |
||
|
|
|
a |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
v |
a |
бит / с |
|
|
v |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
t |
2 |
b2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
T |
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
b |
|
|
|
|
t ; |
t |
|
; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
2 1 |
|
|
|
t |
2 |
a 2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
a |
средняя длина пакета (бит) |
|
L |
|||||
|
|
||||
|
|
|
|
7.Оценить дисперсии интервала между заявками a2 и времени обслуживания b2
8.Оценить требуемую пропускную способность .
пакетов / с
97
Модели выбора структуры
98
14. Модели теории графов
14.1 Граф
Граф G задается множеством точек или вершин х1, х2, . . ., хn (которое обозначается через X) и множеством линий или ребер а1, а2. . . ., аm (которое обозначается символом А), соединяющих между собой все или часть этих точек.
Таким образом, граф G полностью задается (и обозначается) парой (X, А).
Если ребра из множества А ориентированы, что обычно показывается стрелкой, то они называются дугами, и граф с такими ребрами называется ориентированным графом. Если ребра не имеют ориентации, то граф называется неориентированным.
В случае когда G = (X, А) является ориентированным графом и хотят пренебречь направленностью дуг из множества А, то неориентированный граф, соответствующий G, будем обозначают как = (X, А).
Другое, часто употребляемое описание ориентированного графа G состоит в задании множества вершин X и соответствия Г, которое показывает, как между собой связаны вершины. Соответствие Г называется отображением множества X в X, а граф в этом случае обозначается парой G = (X, Г).
99
14.2 Пути, маршруты, веса, длина пути
Путем (или ориентированным маршрутом) ориентированного графа называется последовательность дуг, в которой конечная вершина всякой дуги, отличной от последней, является начальначальной вершиной следующей.
Маршрут - последовательность ребер, в которой каждое ребро за исключением, возможно, первого и последнего ребер, связано со своими двумя концевыми вершинами.
Путь или маршрут можно изображать также последовательностью вершин такое представление часто оказывается более полезным в тех случаях, когда осуществляется поиск простых орцепей или простых цепей.
Иногда дугам графа G сопоставляются (приписываются) числа — дуге (xi, xj) ставится в соответствие некоторое число cij, называемое весом, или длиной, или стоимостью (ценой) дуги. Тогда граф G называется графом со взвешенными дугами.
Иногда веса (числа vi) приписываются вершинам хi графа, и тогда получается граф со взвешенными вершинами.
Если в графе веса приписаны и дугам, и вершинам, то он называется просто взвешенным графом.
При рассмотрении пути , представленного последовательностью дуг (а1, а2, . . ., aq), за его вес (или длину, или стоимость) принимается число L( ), равное сумме весов всех дуг, входящих в путь
L( ) |
cij |
|
xi ,x j |
Таким образом, когда слова «длина», «стоимость», «цена» и «вес» применяются к дугам, то они эквивалентны по
содержанию, и в каждом конкретном случае выбирается такое слово, которое ближе подходит по смыслу и
совпадает с принятым в литературе.
Длиной (или мощностью) пути называется число дуг, входящих в него
100
