. (3.20)
Из выражения (3.20) следует, что вероятность возврата процесса в исходное нулевое состояние для бесконечного графа, изображенного на рис. 3.6, определяется соотношением
где и - вероятности перехода процесса из состояния ( соответственно в состояния и . Т.е. соответствуют описанному выше для системы процессу гибели и размножения.
Отметим, что среднее число возвратов процесса в исходное состояние может быть найдено по формуле .
На основе полученных моделей объединяющих вероятности переходов между состояниями, случайные времена переходов удобно определять по вероятностно - временному графу, который описывает переходы процесса из одного состояния в другое. Такой вероятностно-временной граф для базовой модели управления вызовами на приемной стороне строится на основании соответствующей базовой модели состояний вызова, описанной в предыдущем разделе. Поэтому далее разрабатывается алгоритм функционирования базовой модели управления вызовами на приемной стороне, который определяет последовательность процедур в определенной временной последовательности. Эти процедуры в свою очередь определяют вероятностно-временные характеристиками, для анализа которых и используются вероятностно-временные графы.
4. Разработка алгоритма функционирования базовой модели управления вызовами на приемной стороне
На основании вышеизложенного описания BCSM на приемной стороне и в соответствии с рекомендациями ITU-T Q.1214 разработаем алгоритм ее функционирования BCSM. В качестве инструмента взят программный пакет Cinderella SDL 1.0, позволяющий разрабатывать, анализировать и модифицировать систему описываемые на языке спецификаций и описаний SDL (Specification and Description Language), в сочетании с двумя другими языками спецификаций: ASN1 (Abstract Syntax Notation 1), MSC (Message Sequence Chart).
Основу языка составляет концепция взаимодействия конечных автоматов. При этом динамическое поведение системы описывается с помощью механизмов функционирования расширенных конечных автоматов и связей между ними, называемых процессами. Наборы процессов образуют блоки. Блоки, соединенные друг с другом и со своим окружением каналами, в свою очередь, образуют SDL-систему.
Каждый сигнал подлежит точному определению в спецификации SDL с указанием значений типов данных, которые могут быть переданы данным сигналом.
Процесс описывает поведение некоторого определенного объекта системы в SDL и является наиболее важным объектом в языке. Поведение каждого процесса определяется расширенным конечным автоматом, который выполняет действия и генерирует реакции (сигналы) в ответ на внешние воздействия (сигналы).
Конечный автомат имеет конечное число внутренних состояний и оперирует с конечным дискретным множеством входов и выходов. Под автоматом с конечным числом состояний понимается объект, находящийся в одном из дискретных состояний на вход которого поступают извне некоторые сигналы , а на выходе которого имеется набор выходных сигналов J1, J2,…. Jm. Под влиянием входных сигналов автомат переходит из одного состояния в другое, которое может совпадать с предыдущим, и выдает выходной сигнал.
Сигналы подразделяются на два типа: возобновляющие и порождающие. Возобновляющий сигнал при поступлении на ввод переводит процесс из состояния, предшествующего вводу, в переход. Порождающий сигнал генерирует новый процесс, который переводится в переход. Кроме того, можно выделить поглощающее состояние, при переходе в которое процесс исчезает (поглощается данным состоянием).
Процесс в SDL-спецификации имеет конечное число состояний, в каждом из которых он может принимать ряд отправленных этому процессу допустимых сигналов. Процесс может находиться в одном из состояний или в переходе между состояниями. Если во время перехода поступает сигнал, предназначенный дня данного процесса, то он ставится в очередь к процессу.
Процесс в SDL рассматривается как некий объект, который находится в состоянии ожидания получения входного сигнала либо в переходе. Состояние определяется как условие, в котором действие процесса временно приостановлено в ожидании ввода.
Разработанный алгоритм представлен в приложении Б.
В данном алгоритме реализуются следующие состояния:
1) S7 - свободное состояние. Переход в это состояние происходит под воздействием следующих событий: завершен процесс разъединения и освобождения, связанный с предыдущим вызовом, абонентские линии (АЛ) и соединительные линии (СЛ) системы коммутации свободны.
При этом наблюдаются следующие функции: освобождение линий и каналов; контроль исходного состояния, проверка правомочности входящего вызова.
Выход из этого состояния происходит под воздействием следующих событий: входящий вызов разрешен, отказ входящей связи.
2) S8 - выбор ресурса и оповещение о вызове. Переход в это состояние происходит под воздействием события - прием входящего вызова и разрешение направить его к адресату.
При этом наблюдаются следующие функции: выбор ресурса для обслуживания вызова, извещение о вызове к вызываемому терминальному оборудованию.
Выход из этого состояния происходит под воздействием следующих событий: входящая сторона извещается о вызове, получен ответ вызываемой стороны, вызываемая сторона занята или недоступна, отказ вызывающей стороны от связи.
3) S9 - посылка вызова. Переход в это состояние происходит под воздействием следующего события - входящая сторона извещается о вызове.
При этом наблюдаются следующие функции: оповещение исходящей станции и ожидание ответа вызываемой стороны.
Выход из этого состояния происходит под воздействием следующих событий: ответ вызываемой стороны, отсутствие ответа, отказ вызывающей стороны от связи.
4) S10 - разговор. Переход в это состояние происходит под воздействием события - получен ответ вызываемой стороны.
При этом наблюдаются следующие функции: устанавливается соединение между исходящей и входящей сторонами, проводится наблюдение за состоянием связи.
Выход из этого состояния происходит под воздействием следующих событий: прием от вызванной стороны услуги или компонента услуги, обрыв соединения, разъединение вызванной стороной или исходящей стороной.
5) S11 - освобождение. Переход в это состояние осуществляется при обнаружении одного из условий освобождения: истек тайм-аут, некорректная информация, невозможность выбора ресурса, абонент занят, нет ответа, обрыв соединения.
Здесь выполняются следующие функции: производятся действия по освобождению всех устройств, участвующих в соединении.
Выход из этого состояния происходит под воздействием события: все устройства, участвующие в соединении, перешли в свободное состояние.
В результате анализа контрольных точек (12-18) приведенной модели BCSM на приемной стороне были определены основные информационные сообщения, которые могут передаваться при предоставлении услуг IN между SSF и SCF:
12) маршрут выбран - входящий вызов разрешен;
13) абонент занят - занята входящая сторона;
14) нет ответа - входящая сторона не отвечает;
15) ответ абонента - ответ входящей стороны;
16) запрос услуги или компоненты услуги от вызываемого абонента - вмешательство в фазу разговора входящей стороны;
17) разъединение - разъединение входящей стороны;
18) отбой со стороны вызывающего абонента.
Реализованные в рассмотренном алгоритме базовой модели управления вызовами на приемной стороне состояния определяют последовательность процедур в определенной временной последовательности. Выполнение этих процедур описывается вероятностно-временными характеристиками, которые можно определить с помощью вероятностно-временных графов. Как было отмечено выше, в основе их организации лежит аппарат полумарковских процессов. В следующем разделе производится построение вероятностно-временного графа для базовой модели управления вызовами на приемной стороне и анализ соответствующих вероятностно-временных характеристик.
5. Расчет вероятностно-временных характеристик базовой модели управления вызовами на приемной стороне
Как было отмечено, в основе базовой модели управления вызовами лежит BCSM. BCSM на приемной стороне определяет последовательность процедур в определенной временной последовательности. BCSM можно характеризовать вероятностно-временными характеристиками (ВВХ), для анализа которых используются так называемые вероятностно-временные графы. В них вершины обозначают возникающие состояния, а дуги соответствуют каждому событию, которые характеризуются определенными функциями, связанными с вероятностями появления таких состояний и временем, затрачиваемым на это. Эти функции удобно выбирать таким образом, чтобы при последовательном выполнении операций вероятности умножались и времена складывались, а при параллельном выполнении операций вероятности складывались и времена представляли сумму произведений для тех или иных операций. Таким требованиям удовлетворяет функция вида
, (4.1)
где - вероятностный вес -й дуги; - ее временной вес, который равен
. (4.2)
Эта функция обладает следующими свойствам:
- при последовательном соединении дуг с весовыми функциями и эквивалентная весовая функция представляет собой произведение этих весовых функций
, (4.3)
а результирующие ВВХ определяются выражениями
, (4.4)
;
- при параллельном соединении дуг с весовыми функциями и эквивалентная весовая функция представляет собой сумму этих весовых функций
, (4.5)
, (4.6)
- при наличии петель эквивалентная весовая функция имеет вид
. (4.7)
Вероятностно-временной граф составляется на основе описания алгоритма базовой модели управления вызовами на передающей стороне на языке SDL. Имея такой граф и зная вероятности и временные интервалы в виде целочисленных отрезков времени отдельных переходов, можно определить результирующую производящую функцию перехода из любого состояния в любое состояние через произвольное число промежуточных состояний.
Для нахождения производящей функции удобно пользоваться правилом Мэзона. В соответствии с этим правилом, если переход из вершины в вершину состоит из путей и контуров, то результирующая производящая функция
, (4.8)
где и - производящие функции соответственно для путей и контуров графа, а верхний индекс «звездочка» (*) означает, что при умножении производящих функций внутри скобок любое произведение производящих функций пути и контура (или контура и контура) при условии, что они касаются друг друга в графе, приравнивается к нулю. При этом под путем от вершины к вершине понимается направленная последовательность дуг, для которой вершина начальная, а вершина - конечная, причем каждая вершина между дугами проходится один раз. Контур - замкнутый путь, для которого начальная вершина совпадает с конечной.
Вероятностно-временной граф базовой модели управления вызовами на передающей стороне приведен в приложении В.
В данном графе число путей , а количество контуров . Запишем производящие функции путей и контуров
,
где - весовая функция непосредственного перехода из состояния в состояние .
Подставляя значения производящих функций путей и контуров в формулу (4.8) в результате получим, что производящая функция установления соединения (перехода из исходного состояния S7 в состояние разговора S10) может быть записана следующим образом
.
Отсюда среднее время установления соединения
=1
Из анализа видно, что он позволяет в аналитической форме определить время перехода из одного состояния графа в другой. Что же касается вероятностей перехода, то для их определения удобно использовать аппарат полумарковской модели.
Для определения результирующей задержки обслуживания вызова и предоставления интеллектуальной услуги (численных значений параметров) с помощью полученных аналитических зависимостей для вероятностно-временных характеристик, описывающих процессы обслуживания вызовов на приемной стороне, так же как и для передающей стороны, необходимо проводить долговременные и многократные натурные эксперименты. В этом качестве можно использовать анализаторы протоколов сетей передачи данных. Основными функциональными характеристиками анализаторов являются спецификация поддерживаемых протоколов и глубина декодирования сообщений. Обычно анализатор состоит из двух частей: модуля первичной аппаратной обработки информации в реальном времени и модуля вторичной обработки данных посредством программного обеспечения, входящего в состав анализатора персонального компьютера. Вторичная обработка обеспечивает представление информации в наиболее удобной форме, анализ статистики, интеллектуальную обработку данных экспертной системой анализатора и т.д.
Перечень ссылок
1. Stored Program Controlled Network. The Bell System Technical Journal, September 1982.
2. Рекомендации ITU-T серии Q.1200 // ITU-T White Book. - Geneva, 1997.
3. С.В. Крестьянинов, Е.И. Полканов, М.А. Шнепс-Шнеппе Интеллектуальные сети и компьютерная телефония. - М.: Радио и связь, 2001. - 204 с.
4. Б.Я. Лихтциндер, М.А. Кузякин и др. Интеллектуальные сети связи. - М.: Эко-Трендз, 2000. - 207 с.
5. Б.С. Гольдштейн, И.М. Ехриель и др. Интеллектуальные сети. - М.: Радио и связь, 2000. - 500 с.
6. Ю.В. Лазарев, В.Б. Николаев, Н.А. Деханова Некоторые вопросы предоставления услуг интеллектуальной сети связи // Электросвязь, №2, 2001. с. 12-13.
7. Самуйлов К.Е., Филюшин Ю.И. Оценка среднего значения времени установления соединения для услуг интеллектуальной сети связи // Электросвязь, №9, 1996. - С. 14-16.
8. Б.И. Крук, В.Н. Попантонопуло, В.П. Шувалов Телекоммуникационные системы и сети. Том 1 - Современные технологии. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004. - 647 с.
9. ITU-T. Recommendation Q.1205 - Intelligent network physical plane architecture, Helsinki, 1993.
10. ITU-T. Recommendation Q.1211 - Introduction to intelligent network capability Set, Helsinki, 1993.
11. А. В Росляков Общеканальная сигнализация №7. - М.: Эко-Трендз, 1999.
12. Ершов В.А, Кузнецов Н.А. Мультисервисные телекоммуникационные сети. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 432 с.
13. ITU-T. Recommendation Q.I 208 General aspects of the intelligent network application protocol, Helsinki, 1993.
14. ITU-T. Recommendation Q.1218 - Interface Recommendations for intelligent network CS-1, Helsinki, 1993.
15. ITU-T. Recommendation Q.1214 - Distributed functional plane for intelligent network CS-1, Helsinki, 1993.
16. В.М. Вишневский Теоретические основы проектирования компьютерных сетей - М.: Техносфера, 2003. - 512 с.
17. Тихонов В.И. Марковские и полумарковские процессы - М.: Радио и связь, 1978. - 487 с.
18. В.А. Кочегаров, Г.А. Фролов Полумарковские системы распределения информации. Марковские и немарковские модели. - М.: Радио и связь, 1991.
19. Закон Украины «Об охране труда».
20. Сибаров Ю.Г. и др. Охрана труда в вычислительных центрах. - М.: Машиностроение, 1985-185 с.
21. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. -5-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1985.-800 с.
22. Правила пожарной безопасности в отрасли связи. НАПБ В.01.053-2000/520.
23. ДНАОП 0.00-1.31-99 Правила охорони праці під час експлуатації електронно-обчислювальних машин.
24. СНиП 2.01.02 - 87. Противопожарные нормы.
25. ДСН 3.3.6.042-99 «Санитарные нормы микроклимата производственных помещений»
26. ПУЭ-85. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648 с.
27. ДНАОП 0.00-4.12-99 Типове положення про навчання, інструктаж та перевірку знань працівників з питань охорони праці.
28. Гігієнічна класифікація праці за показанням шкідливості та небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу. Приказ МОЗ від 31.12.97 №382.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
