Оптимізація фрагменту телекомунікаційної мережі
A method for analysis and determination of telecommunication network parameters is developed, and their mathematic models are constructed along with determination of the parameter domains and ranges of independent variables. A method for optimization and criterion of optimization are presented. An e...
Saved in:
| Date: | 2010 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
2010
|
| Online Access: | https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/106907 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | System research and information technologies |
| Download file: |  |
Institution
System research and information technologies| _version_ | 1867334293396652032 |
|---|---|
| author | Sunduchkov, K. S. |
| author_facet | Sunduchkov, K. S. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "K. S. Sunduchkov",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Sunduchkov, K. S. |
| baseUrl_str | http://journal.iasa.kpi.ua/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-04-06T12:28:40Z |
| description | A method for analysis and determination of telecommunication network parameters is developed, and their mathematic models are constructed along with determination of the parameter domains and ranges of independent variables. A method for optimization and criterion of optimization are presented. An example of searching for optimal parameters of telecommunication network is provided. |
| first_indexed | 2025-07-17T10:21:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
© К.С. Сундучков, 2010
36 ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2010, № 3
УДК 621.391
ОПТИМИЗАЦИЯ ФРАГМЕНТА
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ
К.С. СУНДУЧКОВ
Разработаны метод анализа и определения параметров телекоммуникационных
сетей, их математические модели, определены области изменения параметров
и области задания значений независимых переменных, разработан метод оп-
тимизации, критерий оптимизации. Приведен пример поиска оптимальных
значений параметров телекоммуникационной сети.
ВВЕДЕНИЕ
Реализация всех требований к сети по максимуму может привести к необос-
нованно дорогой сети либо вообще к нереальной сети. Необходимо найти
компромиссные варианты, либо оптимальные соотношения требований к
параметрам.
Поиск оптимальных значений параметров сети предполагает предвари-
тельный анализ и выбор параметров сети, разработку их математических
моделей, задание области изменения величин выбранных параметров и об-
ласти задания значений независимых переменных, определение метода оп-
тимизации, задания критерия оптимизации.
Выбор параметров сети зависит как от самой сети, так и от целей ре-
шаемой задачи.
ОБЪЕКТ ОПТИМИЗАЦИИ
В качестве конкретного объекта оптимизации выбран участок беспроводно-
го доступа в интерактивной гетерогенной телекоммуникационной сети
(ИГТС).
Возможный вариант состава ИГТС с асимметричным трафиком для
мобильных абонентов движущихся со скоростью до 200 км/час, с участком
беспроводной сети доступа в миллиметровом диапазоне, расположенным
вдоль автомобильной либо железнодорожной трассы приведен в работе [1].
Беспроводная сеть доступа в рассматриваемом объекте организуется
в миллиметровом диапазоне частот. Сигнал поступает на базовые станции
(БС) через направленные ответвители (НО) по оптоволоконной линии, со-
единяющей ретрансляторы (РТР) с базовыми станциями.
Мобильный терминал (МТ) абонента содержит два комплекта оборудо-
вания. Один для приема мультимедийных услуг по высокоскоростному ка-
налу в миллиметровом диапазоне частот с одной антенной (либо с несколь-
кими антеннами в случае применения MIMO технологии). Второй комплект
оборудования для организации запросного канала и выполнения ряда инте-
рактивных функций.
Оптимизация фрагмента телекоммуникационной сети
Системні дослідження та інформаційні технології, 2010, № 3 37
Перечисленные концептуальные положения построения ИГТС предпо-
лагают вариации ряда параметров для оптимизации сети по выбранному
критерию. Такими варьируемыми параметрами могут быть: диапазон частот
на участке беспроводного доступа; тип магистрального канала (оптоволо-
конный либо спутниковый канал); количество «крыльев», а следовательно и
количество базовых станций в сегменте сети; ширина полосы рабочих час-
тот приемника мобильного абонента и его эквивалентная шумовая темпера-
тура входа и т.п. Различные сочетания перечисленных параметров порож-
дают дискретное множество систем, отвечающих требованиям технического
задания. Оптимизация на дискретном множестве указанных систем позволя-
ет при проектировании определить лучшую из систем по заданному критерию.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРАМЕТРОВ СЕТИ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ
МОДЕЛИ ИХ ВЫЧИСЛЕНИЯ
В качестве основных параметров участка безпроводного доступа в сети вы-
браны параметры, характеризующие количество и качество предоставляе-
мых услуг абонентам и цену оборудования фрагмента сети, которая зависит
от количества и качества предоставляемых услуг.
При проектировании описанного выше объекта ИГТС, расположенного
вдоль трассы автобана, будем исходить из следующих данных: при скорости
200 км/час (55м/с) за 9 секунд мобильный терминал преодолевает 500 м. От-
сюда можно предположить, что для безопасности движения плотность раз-
мещения абонентов может быть равна 4 абонента на 1 км трассы (по 2 МТ в
обе стороны).
Сегментом трассы назовем участок трассы, обслуживаемый конечным
числом базовых станций, запитываемых от одного РТР.
Считаем, что для каждого автомобиля есть возможность получать одну
или несколько комбинированных услуг одновременно. Под ресурсом ком-
бинированной услуги подразумеваем ресурс для одной услуги, требующей
высокую пропускную способность сети, плюс ресурс требуемый для пере-
дачи одной услуги с низкой скоростью передачи (например: телепрограмма
+ передача данных).
Не приводя подробного анализа трафика перечисленных выше услуг,
можно условно считать, что с учетом эффекта Доплера, помехоустойчивого
кодирования, сжатия спектра с помощью MPEG-4 и т.п., требуемая пропу-
скная способность сети для одной комбинированной услуги составит не бо-
лее 3 Мбит/сек. Для одного звена трассы длиной 50 км (двести абонентов)
требуемый минимальный ресурс звена составляет 0,6 Гб/сек.
В качестве потребительских параметров сети заявленных в требованиях
технического задания представим (количество, качество, цена): 1 — количе-
ство комбинированных услуг предоставляемых одновременно каждому або-
ненту; 2 — качество предоставляемых услуг, измеряемое как вероятность
битовой ошибки приемника-декодера ( )в.б.о.Р при заданном соотношении
мощности сигнала к мощности шума на его входе; 3 — стоимость оборудо-
вания всех БС и РТР на участке трассы длиной 50 км.
К.С. Сундучков
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2010, № 3
38
Кроме «потребительских» параметров сети имеется целый ряд параме-
тров отдельных объектов влияющих на качество предоставляемых услуг
абонентам на участке беспроводного доступа, формирующих цену оборудо-
вания сети и т.п. К ним относятся cf — частота сигнала, вид модуляции,
эквивалентная изотропно-излучаемая мощность сигнала на выходе антенны
БС; МТ
шf∆ — рабочая полоса приемника мобильного терминала; в.б.о.Р —
вероятность битовой ошибки приемника-декодера МТ; А — отношение
мощности сигнала к мощности шумов на входе приемника-декодера, при
которой он обеспечивает заданную в.б.о.Р ; МТ
ш.вхТ , — эквивалентная шумовая
температура на входе приемника МТ в плоскости стыковки антенны МТ со
входным линейным трактом приемника МТ; AG2 — коэффициент усиления
антенны МТ; AG1 — коэффициент усиления антенны БС.
Представим параметр, характеризующий количество предоставляемых
услуг абоненту в виде удобном для постановки оптимизационной задачи и
определим область его изменения. Положим, что абонент может получать от
одной до двух комбинированных услуг. В этом случае для одной комбини-
рованной услуги для каждого абонента потребуется ресурс пропускной спо-
собности сети, как было показано выше, равный 3 Мбит/сек, для двух —
6 МГбит/сек. Желание предоставить абоненту большее число услуг ведет к
увеличению требования к пропускной способности сети, в то время как сеть
считается лучшей если цена и вероятность битовой ошибки при приема сиг-
нала уменьшается, а не увеличивается. При построении целевой функции
для оптимизационной задачи необходимо все три параметра привести к
форме, позволяющей при поиске оптимальных значений этих параметров
минимизировать, либо максимизировать целевую функцию.
Введем параметр сети 1y в виде обратной величины требуемого ресур-
са пропускной способности сети. Тогда размерность параметра 1y будет
равна [сек/бит], что означает: сколько потребуется времени для передачи
заданного объема информации. При таком представлении параметра 1y сеть
будет лучше, если потребуется меньше времени для передачи заданного объема
информации, т.е. в целевой функции можно минимизировать параметр 1y .
Рассчитаем область изменения параметра 1y на участке трассы длиной
50 км (200 абонентов) при предоставлении каждому абоненту одной услуги
)1(1y и двух услуг )2(1y :
]Гбит/сек[667,1]бит/сек[10167,0)200103(/1 86
)1(1 =⋅=⋅⋅= −y
]Гбит/сек[833,0]бит/сек[100833,0)200106(/1 86
)2(1 =⋅=⋅⋅= −y .
Параметр, характеризующий качество ( в.б.о.Р ), зададим в виде трех зна-
чений:
7
)1(2 10−=y ; 6
)2(2 10−=y ; 5
)3(2 10−=y .
Этими значениями и определится область изменения параметра 2y . В
скобках указан порядковый номер значения параметра в.б.о.Р .
Оптимизация фрагмента телекоммуникационной сети
Системні дослідження та інформаційні технології, 2010, № 3 39
Параметр, характеризующий цену оборудования БС и РТР на участке
одного звена с длинной трассы 50 км, вычислялся отдельно для каждого ва-
рианта построения сети, имея в виду, что он зависит от параметров: cf , AG1 ,
МТ
шf∆ , в.б.о.Р , A , МТ
ш.вх.Т , AG2 и ориентации антенны БС относительно трас-
сы. Расчетные значения суммарной цены оборудования БС и РТР располо-
женных вдоль трассы длиной 50 км 3y для различных вариантов построе-
ния сети изменялись от 1,932 млн $ США до 7,2 млн $ США. Эти данные и
означают границы изменения параметра.
Для фрагмента телекоммуникационной сети (звено в ИГТС с длиной
трассы км50=Z ) математические выражения искомых либо задаваемых
параметров имеют следующий вид: ]бит/сек[1
)(1
)(1 NV
y
m
m = — обратная
величина требуемого ресурса для выбранного количества предоставляемых
услуг.
Здесь )(1 mV — требуемая пропускная способность сети для предостав-
ления каждому абоненту (мобильному терминалу) m комбинированных
услуг; N — число МТ на участке трассы длиной 50 км.
)(в.б.о.)(2 nРy n = — параметр, характеризующий качество предостав-
ляемых услуг, где n — порядковый номер заданного значения вероятности
битовой ошибки приемника-декодера МТ в зависимости от выбранного его
типа; ( )
сегм.тр.
БСБС
сегм.тр.
РТР
3 L
ЦвZ
L
ЦZy q
⋅⋅
+
⋅
= — параметр, характеризующий цену
оборудования на участке одного звена, где сегм.тр.L — длина одного сегмен-
та трассы; РТРЦ — стоимость оборудования одного РТР с установкой и за-
пуском; БСЦ — стоимость оборудования одной БС с установкой и запус-
ком; БСв — количество БС в одном сегменте трассы, которое определяется
распределительной системой сигналов (набором направленных ответвите-
лей мощности) обеспечивающей одинаковую мощность сигналов посту-
пающих на каждую БС. БС
тр
БС
сегм.тр. LвL ⋅= , где БС
трL — отрезок трассы, об-
служиваемый одной БС. 585,0БС
тр ⋅= dL , где d — расстояние между
антеннами БС и МТ при перпендикулярной ориентации диаграммы направ-
ленности (ДН) антенны БС к оси участка трассы; 0,585 — коэффициент,
учитывающий соотношение ширины диаграммы направленности по уровню
половинной мощности к ее длине. Величину d находим из соотношения:
2
22
2
1 16
ЭИИМ
ЭИИМ
λ
π d
А
А ⋅⋅
= , где 14,3=π ; cfc=λ , c — скорость света;
А
1ЭИИМ — эквивалентная изотропно-излучаемая мощность в апертуре ан-
тенны БС; А
2ЭИИМ — требуемая эквивалентная изотропно-излучаемая
К.С. Сундучков
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2010, № 3
40
мощность в апертуре антенны МТ необходимая для обеспечения соответст-
вующего отношения мощности сигнала к мощности шумов на входе прием-
ника-декодера равного .A AА GmР 1нас.фд.1 1001)05,0(ЭИИМ ⋅⋅⋅⋅= , где
нас.фд.Р — уровень мощности насыщения фотодиода БС; ( )05,0 — коэффи-
циент, учитывающий выходную мощность сигнала одной комбинированной
услуги излучаемой антенной БС. Здесь считается, что одна БС излучает сиг-
налы несущие в себе до двадцати комбинированных услуг, т.е. в поле одной
БС могут получить по одной )1( =m , либо по две )2( =m комбинированной
услуги от 20 до 10 МТ соответственно. Такое скопление МТ может иметь
место, например, на заправке бензином, либо во дворе гостиницы. Коэффи-
циент 0,01 отражает коэффициент передачи (потери) при преобразовании
сигналов в БС.
21ЭИИМ 2
МТ
ш
МТ
ш.вх.2 ⋅⋅⋅∆⋅⋅= AА GAfTk — эквивалентная изотропно из-
лучаемая мощность, необходимая на входе приемной антенны МТ, где k —
постоянная Больцмана, а 2 — коэффициент учитывающий «половинную»
мощность сигнала в диаграмме направленности антенны БС на участке пе-
ресечения ее трассой. Остальные обозначения определены выше.
АЛГОРИТМЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Корректное моделирование системы в целом возможно при едином матема-
тическом описании всех подсистем и учете взаимодействия подсистем меж-
ду собой и внешней средой. Этим требованиям удовлетворяет модель агре-
гативной системы, представляющая собой функционально необходимую
совокупность конечного числа агрегатов и связей между ними [2, 3].
Описанный выше объект оптимизации может быть представлен моде-
лью агрегативной системы состоящей из четырех агрегатов (рис. 1): агрегат
звена трассы, агрегат сегмента трассы, агрегат соты с БС и фиктивный агре-
гат представления данных [4]. Кроме того, во взаимодействии с объектом
оптимизации участвует окружающая среда, которая тоже представляется
отдельным агрегатом.
Воздействия окружающей среды на объект оптимизации состоят из:
• требований предъявляемых техническим заданием к искомым пара-
метрам ( ТЗ
1y , ТЗ
2y , ТЗ
3y );
• цен на используемое оборудование ,( РТРЦ БСЦ );
• параметров участков ИГТС, не вошедших в объект оптимизации;
• параметров МТ и др.
Если учесть конечное число значений учитываемых при оптимизации
параметров, то моделью для поиска возможных вариантов сети может слу-
жить конечный автомат — наиболее простая модель разновидности дис-
кретных динамических систем. Для описания работы этой модели введем
понятие дискретного времени. Если взять в момент времени 1t один набор
значений входных параметров и все их ввести в модель конечного автомата,
Оптимизация фрагмента телекоммуникационной сети
Системні дослідження та інформаційні технології, 2010, № 3 41
то на выходе будем иметь набор значений выходных параметров одного ва-
рианта реализации сети. В следующий такт дискретного времени возьмем
второй набор значений входных параметров и получим на выходе автомата
набор значений выходных параметров второй реализации сети т.д.
Согласно принятой терминологии в [5], множество X — алфавит вхо-
дов, множество Y —- алфавит выходов, а S — множество начальных со-
стояний, характеризующиеся постоянными значениями параметров систем
(в нашем случае сети), имеющей фиксированную структуру. F — функ-
ционал отображающий зависимость: ( )XSFY ,= .
Оператор задается системой правил и математических зависимостей
позволяющих за конечное число тактов для любого входного слова из об-
ласти определения найти соответствующее выходное слово. Для определе-
ния параметров каждой реализации системы (сети) применяется оператор,
осуществляющий побуквенное отображение входных слов в выходные. Ал-
горитм такого отображения функционирует в соответствии с математиче-
скими выражениями.
Аналитическое выражение целевой функции при оптимизации пред-
ставим в виде:
( ) ∏
=
→⋅=
1
opt,
i
ii BRSXϕ ,
iR — булевая переменная, отражающая факт удовлетворения і-ым па-
раметром требования технического задания (ТЗ):
Рис. 1. Агрегативная модель объекта, где 0A — агрегат «окружающая среда»
Агрегат звена
трассы (РТР)
Агрегат
сегмента
трассы (НО)
Агрегат соты
с базовой
станцией (БС)
Фиктивный
агрегат
подготовки
данных
),( XSFY =
Схема
конечного
автомата
осуществляет
ПВВ и ПОВ
),( XS Y
1y
2y
3y
ИКП
Трасса
BB
A
Воздействие окружающей среды
90°
ДН
0A
К.С. Сундучков
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2010, № 3
42
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
=
.ТЗтребованиюяетудовлетворесли,1
;ТЗтребованиюяетудовлетворнеесли,0
i
i
i y
y
R
ТЗ
i
i
i
y
y
B = , где iB — вычисленное, либо заданное значение i-го параметра
нормированное на величину i-го параметра, заданного в требованиях ТЗ.
Алгоритм синтеза оптимальной системы по заданным требованиям в
ТЗ разработан с целью снижения затрат при разработке систем, исключения
разработок новых модификаций функциональных элементов с параметрами
близкими к уже имеющимся. Этот алгоритм состоит из двух частей. В пер-
вой части алгоритма осуществляется поиск возможных вариантов (ПВВ)
искомой системы. После определения дискретного множества возможных
вариантов системы включается в работу вторая часть алгоритма, осуществ-
ляющая поиск оптимального варианта (ПОВ) системы.
Интегральным критерием предпочтения (ИКП) назовем значение целе-
вой функции для возможного варианта системы, удовлетворяющего требо-
ваниям ТЗ.
При поиске оптимального варианта ранжируются системы по значению
ИКП и выбирается система с минимальным значением ИКП. Оптимальный
вариант системы соответствует такому набору ее параметров, при котором
ИКП имеет минимальное значение [6]
∏
=
=
1
minИКП
i
ii BR .
Пример решения оптимизационной задачи
Выбранные требования технического задания для трех параметров ТЗ
1y ,
ТЗ
2y и ТЗ
3y , приведены в табл. 1. Эти значения используются при вычисле-
нии параметров для всех рассматриваемых вариантов построения сети.
Т а б л и ц а 1 . Требования ТЗ
Параметры
заданные в ТЗ Примечания
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡≤
Гбит
сек515,1ТЗ
1y
Данный параметр соответствует требуемому ресурсу
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡>
сек
Гбит66,01
ТЗ
1y
, что позволяет предоставить каждому
из 200 абонентов 1,1 комбинированную услугу на участке
50=Z км. Требование ⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡≤
Гбит
сек515,1ТЗ
1y задано в виде
ограничения: «не более»
5ТЗ
2 10−≤y
(вероятность
битовой ошибки)
Качество передачи предлагается учитывать требованием ве-
роятности битовой ошибки ( )в.б.о.Р . Требование задано
в виде ограничения: «не более»
6ТЗ
3 ≤y
[млн $ США]
Ограничение на цену указанного выше оборудования (БС и
РТР) заданно в виде: «не более»
Оптимизация фрагмента телекоммуникационной сети
Системні дослідження та інформаційні технології, 2010, № 3 43
В табл. 2 приведены данные для десяти вариантов. В ней обозначены: 5
вариантов ( 1t ), ( 2t ), ( 3t ), ( 4t ), ( 5t ) при 40=cf ГГц; и 5 вариантов ( 6t ), ( 7t ),
( 8t ), ( 9t ), ( 10t ) при cf =20 ГГц. При этом коэффициент усиления антенны
БС был принят для 40=cf ГГц равным 401 =AG раз (16 дБ), а для антенны
МТ 202 =AG раз (13 дБ). Для 20=cf ГГц коэффициенты усиления антенн
были заданы 201 =AG раз (13 дБ) и 102 =AG раз (10 дБ).
Т а б л и ц а 2 . Расчетные значения параметров
Тактовое время, t
Параметры
1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t
cf , ГГц 40 40 40 40 40 20 20 20 20 20
AG1 , раз 40 40 40 40 40 20 20 20 20 20
AG2 , раз 20 20 20 20 20 10 10 10 10 10
МТ
ш.вх.Т , [K] 1000 1000 6000 1000 1000 1000 1000 6000 1000 1000
МТ
шf∆ , [МГц] 2 2 2 3,5 3,5 2 2 2 3,5 3,5
шс РРА = 16 10 16 16 10 16 10 16 16 10
1y , [сек/Гбит] 1,389 1,389 1,389 0,833 0,833 1,389 1,389 1,389 0,833 0,833
2y 10-7 10-6 10-7 10-7 10-6 10-7 10-6 10-7 10-7 10-6
3y ,
[млн $ США]
3,0 2,4 7,2 4,0 3,2 2,415 1,932 5,796 3,22 2,093
Параметр 1y , задан для первых трех вариантов на частоте 40=cf ГГц
( 321 ,, ttt ) и на 20=cf ГГц ( 876 ,, ttt ) равный ⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡=
Гбит
сек389,11y , что соответ-
ствует ресурсу достаточному для передачи каждому из 200 абонентов 1,2
комбинированной услуги. Для вариантов 4t , 5t и 109 , tt при соответству-
ющих частотах сигнала cf параметр ⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡=
Гбит
сек833,01y , что соответствует
по ресурсу предоставлению 2-х комбинированных услуг.
Параметр качества задан в вариантах 1t , 3t , 4t , 6t , 8t и 9t равным
.10 7
2
−=y Для вариантов 2t , 5t , 7t и 10t равным .10 6
2
−=y
Параметр, характеризующий стоимость оборудования БС и РТР расс-
читывается для двух разных классов приемного оборудования МТ. Первый
класс (с малошумящим усилителем на входе) имеет суммарную эквивалент-
ную шумовую температуру на входе приемного оборудования равную
1000МТ
ш.вх =Т К, второй класс (без малошумящего усилителя на входе)
6000МТ
ш.вх =Т К. Кроме того, приемник-декодер обеспечивает вероятность
К.С. Сундучков
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2010, № 3
44
битовой ошибки равную ,10 6− либо 710− при отношении ,10шс =РР либо
16 раз, соответственно. В зависимости от количества предоставляемых
услуг учитывается разная полоса частот для определения мощности шумов
шР : для 1,2 услуги 2МТ
ш =∆f МГц, для двух услуг 5,3МТ
ш =∆f МГц.
Сравнение вычисленных значений параметров с требованиями техни-
ческого задания показывает, что 9 из 10 вариантов удовлетворяют требова-
ниям ТЗ и только вариант t3 по параметру y3 не удовлетворяет требованию
ТЗ. Вычисленные значения iB , iR и ИКП приведены в табл. 3.
Т а б л и ц а 3 . Значение параметров
Пара-
метры Значения параметров
t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t
1В 0,9168 0,9168 0,9168 0,5498 0,5498 0,9168 0,9168 0,9168 0,5498 0,5498
2В 0,010 0,100 0,010 0,010 0,100 0,010 0,100 0,010 0,010 0,100
3В 0,500 0,4 1,2 0,667 0,5333 0,403 0,322 0,966 0,537 0,349
R 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
ИКП 4,584
·10-3
36,672
·10-3 – 3,665
·10-3
29,323
·10-3
3,690
·10-3
29,521
·10-3
8,874
·10-3
2,951
·10-3
19,179
·10-3
Анализ данных примера приведенных в табл. 2 и 3 показал, что 6 вари-
антов из 10 (варианты: 1t , 3t , 4t , 6t , 8t , )9t имеют значение ИКП<
31020 −⋅< . Из них 3 варианта 4(t , 6t , )9t имеют значение ИКП 31069,3 −⋅≤ .
Минимальное значение ИКП имеет вариант )( 9t , которое равно
ИКП 31095,2 −⋅= .
Вариант )( 9t оптимален в том смысле, что он при некотором увели-
чении затрат на оборудование ),США$ млн22,3( 3 =y по сравнению с ва-
риантом )( 6t , у которого США $ млн415,23 =y , обеспечивает предостав-
ление 2-х комбинированных услуг мобильному абоненту с качеством
7
2 10−=y .
Интересны варианты 6(t , )10t :
• вариант ( 6t ) обеспечивает одну комбинированную услугу с качест-
вом 7
2 10−=y при стоимости оборудования США $ млн415,23 =y ;
• вариант ( 10t ) обеспечивает две комбинированные услуги при самых
низких затратах на оборудование )США $ млн093,2( 3 =y . Однако этот ва-
риант уступает другим по качеству ).10( 6
2
−=y
Оптимизация фрагмента телекоммуникационной сети
Системні дослідження та інформаційні технології, 2010, № 3 45
ВЫВОДЫ
1. Описан конкретный объект оптимизации в виде участка беспровод-
ного доступа в интерактивной гетерогенной телекоммуникационной сети,
разработана для него математическая постановка оптимизационной задачи,
приведен пример решения оптимизационной задачи.
2. Показано, что математическая модель нашего объекта оптимизации
может быть представлена моделью агрегативной системы и схемой конеч-
ного автомата — наиболее простой моделью дискретных динамических сис-
тем имеющих фиксированную структуру.
3. Разработанный алгоритм оптимизации в первой своей части осуще-
ствляет поиск возможных вариантов искомой системы, затем путем ранжи-
рования вычисленных значений целевой функции определяет по интеграль-
ному критерию оптимальный вариант системы на дискретном множестве
возможных вариантов системы.
4. ИКП — инструмент, позволяющий из большого числа возможных
вариантов сети выделить несколько предпочтительных вариантов. Оконча-
тельное решение необходимо принимать, исходя из целого ряда условий
системного подхода. Например, таких как: актуально ли требование обеспе-
чения качества 7
2 10−=y по сравнению с 6
2 10−=y ; каковы экономические
и временные показатели бизнес-плана и т.д.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ильченко М.Е., Сундучков К.С., Волков С.Э., Сундучков И.К., Кузява М.А., Сун-
дучков А.К. Интерактивная гетерогенная телекоммуникационная система
4G с беспроводным доступом в миллиметровом диапазоне для предостав-
ления мультимедийных услуг мобильным абонентам // Зв’язок. — № 7–8.
— 2008. — С. 28–32.
2. Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.М. Лекции по теории сложных
систем. — М.: Сов. Радио, 1973. — 440 с.
3. Основы моделирования сложных систем // Л.М. Дыхненко, В.Ф. Кабаненко,
И.В. Кузьмин и др.: Под ред. И.В. Кузьмина. – Киев: Вища шк., 1981. —
360 с.
4. Автоматизированное проектирование электронных схем // Ю.М. Калнибо-
лотский, К.С. Сундучков, А.И. Солодовник. — Киев: Техника, 1987. —
301 с.
5. Конечные автоматы: эквивалентность и поведение // Н.Н. Иванов, Г.И. Михай-
лов, В.В. Руднев и др. — М.: Наука, 1984. —192 с.
6. Сундучков К.С. Применение интегрального критерия предпочтения при опти-
мизации телекоммуникационных сетей // Радиотехника. — 2008. — Вып.
155. — С. 77–83.
Поступила 27.05.2009
|
| id | journaliasakpiua-article-106907 |
| institution | System research and information technologies |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-17T10:21:45Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | journaliasakpiua/d9/512ada6519cac4f88abd4c20fc80a5d9.pdf |
| spelling | journaliasakpiua-article-1069072018-04-06T12:28:40Z Optimization of telecommunication network fragment Оптимизация фрагмента телекоммуникационной сети Оптимізація фрагменту телекомунікаційної мережі Sunduchkov, K. S. A method for analysis and determination of telecommunication network parameters is developed, and their mathematic models are constructed along with determination of the parameter domains and ranges of independent variables. A method for optimization and criterion of optimization are presented. An example of searching for optimal parameters of telecommunication network is provided. Разработаны метод анализа и определения параметров телекоммуникационных сетей, их математические модели, определены области изменения параметров и области задания значений независимых переменных, разработан метод оптимизации, критерий оптимизации. Приведен пример поиска оптимальных значений параметров телекоммуникационной сети. Розроблено метод аналізу та визначення параметрів телекомунікаційних мереж, їх математичні моделі, визначено області змін параметрів та області завдання значень незалежних змінних, розроблено метод оптимізації, критерій оптимізації. Наведено приклад пошуку оптимальних значень параметрів телекомунікаційної мережі. The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2010-09-25 Article Article application/pdf https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/106907 System research and information technologies; No. 3 (2010); 36-45 Системные исследования и информационные технологии; № 3 (2010); 36-45 Системні дослідження та інформаційні технології; № 3 (2010); 36-45 2308-8893 1681-6048 ru https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/106907/101909 Copyright (c) 2021 System research and information technologies |
| spellingShingle | Sunduchkov, K. S. Оптимізація фрагменту телекомунікаційної мережі |
| title | Оптимізація фрагменту телекомунікаційної мережі |
| title_alt | Optimization of telecommunication network fragment Оптимизация фрагмента телекоммуникационной сети |
| title_full | Оптимізація фрагменту телекомунікаційної мережі |
| title_fullStr | Оптимізація фрагменту телекомунікаційної мережі |
| title_full_unstemmed | Оптимізація фрагменту телекомунікаційної мережі |
| title_short | Оптимізація фрагменту телекомунікаційної мережі |
| title_sort | оптимізація фрагменту телекомунікаційної мережі |
| url | https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/106907 |
| work_keys_str_mv | AT sunduchkovks optimizationoftelecommunicationnetworkfragment AT sunduchkovks optimizaciâfragmentatelekommunikacionnojseti AT sunduchkovks optimízacíâfragmentutelekomuníkacíjnoímereží |