Добавил:
СПбГУТ * ИКСС * Программная инженерия Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебные пособия / ММвСС (01.09.2016) v2

.pdf
Скачиваний:
103
Добавлен:
15.01.2020
Размер:
5.94 Mб
Скачать

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