Метод буферизации запросов на передачу потоков данных в телекоммуникационной сети

Abstract

RU: Кубракова Е.Н. Метод буферизации запросов на передачу потоков данных в телекоммуникационной сети. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.02 – телекоммуникационные системы и сети. – Украинская государственная академия железнодорожного транспорта, Харьков, 2014. Согласно “Концепции развития связи Украины” приоритетным направлением развития является создание современных широкополосных мультисервисных транспортных сетей на базе единых протоколов, совместимых с Интернет-протоколами. В настоящее время большинство информационных потоков, передаваемых в телекоммуникационных сетях с коммутацией пакетов, образовывают мультимедийный трафик. Интенсивность поступления запросов на передачу потоков реального времени изменяется случайным образом, и каналы современных телекоммуникационных сетей нагружаются неравномерно во времени и используются неэффективно. Для того, чтобы сгладить поток запросов на передачу потоков реального времени, которые поступают в сеть, целесообразно в условиях дефицита канальных ресурсов осуществлять буферизацию этих запросов. При этом важным заданием является выбор максимального значения длины очереди запросов на передачу потоков реального времени в телекоммуникационной сети. Именно нерешенность задачи качественной передачи потоков реального времени по каналу телекоммуникационной сети, определили цель, общую научно-техническую задачу диссертации, частные задачи исследований и содержание данной диссертационной работы. Научно-техническая задача диссертации – разработка и совершенствование моделей и методов повышения качества обслуживания запросов на передачу потоков реального времени. Целью диссертационной работы является повышение коэффициента использования каналов, и качества обслуживания пользователей при передаче потоков реального времени в телекоммуникационной сети. В диссертационной работе усовершенствована математическая модель обслуживания запросов, поступающих в телекоммуникационный канал, за счет возможности одновременной передачи по каналу множества потоков реального времени, что позволяет определить коэффициент использования канала при заданных параметрах на передачу потоков реального времени; впервые разработана математическая модель оценки качества обслуживания, которая, в отличие от известных, за счет учета вероятности обслуживания запросов позволяет оценить качество обслуживания запросов на резервирование канальных ресурсов; получили дальнейшее развитие модели нейронечеткого прогнозирования параметров трафика телекоммуникационной сети, путём учета зависимости средней интенсивности поступления запросов на передачу потоков реального времени по телекоммуникационному каналу и средней длительности передачи этих потоков, что позволяет спрогнозировать параметры трафика сети; усовершенствован метод буферизации запросов на передачу потоков реального времени за счет учета вероятности обслуживания запроса на резервирование пропускной способности канала, что повышает качество обслуживания запросов на передачу потоков реального времени. Практическое значение полученных результатов исследований состоит в следующем. Результаты расчетов и сравнительная оценка показали, что применение усовершенствованного метода буферизации улучшает основные показатели качества обслуживания запросов на передачу потоков реального времени, а именно коэффициент использования телекоммуникационного канала повышается на 5-15% в зависимости от параметров запросов на передачу потоков реального времени, а вероятность обслуживания запроса возрастает в среднем на 3,9 % – 12,8 %. Кроме того, полученные результаты использованы в научно-исследовательских работах, которые проводятся в рамках «Концепции развития связи в Украине», а также использованы в учебном процессе и научно-исследовательских работах Полтавского национального технического университета им. Юрия Кондратюка. В среде MATLAB + Simulink разработаны имитационные модели, позволяющие получить количественные показатели, характеризующие зависимость коэффициента использования каналов сети от параметров буферизации. Усовершенствованная математическая модель обслуживания запросов для оценки коэффициента использования телекоммуникационного канала, разработанная математическая модель для оценки качества обслуживания запросов на передачу потоков реального времени, усовершенствованный метод буферизации запросов на передачу потоков реального времени, а также получившие дальнейшее развитие модели нейронечеткого прогнозирования параметров трафика реального времени являются научно-практической основой для создания телекоммуникационной системы, обеспечивающей качественную передачу потоков реального времени. EN: Kubrakova K.N. Requests buffering method of real-time traffic transmission in a telecommunication network. – Manuscript. Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences on specialty 05.12.02 – Telecommunication systems and networks. – Ukrainian State Academy of Railway Transport, Kharkiv, 2014. Dissertation is devoted to the development and enhancement of mathematical models and quality of service increasing method for real-time traffic requests servicing. The purpose of work is to increase channel efficiency and quality of service for users. In the dissertation incoming requests service mathematical model is improved by means of simultaneous real time flows transmission that allows channel efficiency estimation under the given real time flows parameters. Mathematical model for quality estimation is developed for the first time as distinct from known allows estimation quality by means of channel bandwidth requests service probability considering. Neuro-fuzzy models are further developed by means of mean requests arrival intensity and mean transmission time considering that allows network traffic parameters prediction. Real-time traffic transmission requests buffering method is improved by means of requests service probability considering that allows real time flows quality of service improvement.