ЛАБОРАТОРИЯ № 5
Заведующий лабораторией - д.т.н. Степанов Сергей Николаевич
Тел. (095) 299-94-15; E-mail: stepanov@iitp.ru
Ведущие ученые
лаборатории:
|
д.т.н. |
Харкевич А. Д. |
д.т.н. |
Ершов В. А. |
|
д.ф.-м.н. |
Цитович
И. И. |
к.ф.-м.н. |
Наумов В. А. |
Направления исследований:
·
построение
оптимальных вычислительных алгоритмов оценки характеристик пропускной
способности систем массового обслуживания, описываемых многомерными марковскими
процессами;
·
разработка и анализ
моделей систем телетрафика, используемых для оценки перспективных систем связи;
·
разработка
оптимизированных программных средств оценки характеристик систем связи;
·
построение
асимптотически оптимальных процедур последовательного планирования
экспериментов и оптимального вывода в статистических задачах систем связи;
·
анализ коммутационных
устройств систем связи и вычислительных систем.
Основные результаты
Построена модель системы связи, которая может быть
использована для описания входного потока в ситуации, когда в нем происходит
смешивание широкополосной нагрузки, имеющей приоритет в занятии полосы
передачи, и узкополосной нагрузки, подобного приоритета не имеющей.
Соответствующая модель возникает при описании совместной передачи
интерактивного трафика (речь, видео) и трафика лучшей попытки (нагрузка сети
Интернет). Для построенной модели получены алгоритмы приближенной оценки
показателей совместной передачи нагрузки. Используемый подход основан на
применении техники декомпозиции, который позволяет свести процесс оценки характеристик
исходной модели к расчету
соответствующих показателей упрощенных схем совместной передачи. Показано, что
разработанный подход отличается точностью и легкостью реализации. (С Н.
Степанов, Е. О. Наумова, Э. И. Мелик-Гай-казова.)
Построены оптимизированные версии известных рекурсивных схем
оценки показателей совместной передачи нагрузки в многопотоковых моделях, появляющихся
при описании процесса использования цифровых линий некоторым числом соединений
в сети MPLS. Оптимизация алгоритмов достигнута в результате удаления в процессе
счета состояний с пренебрежимо малой вероятностью существования.
Модифицированные подобным образом алгоритмы значительно быстрее решают задачу
подбора полосы передачи, требуемой для обслуживания нагрузки с заданным качеством.
(С. Н. Степанов.)
Построена асимптотически оптимальная последовательная
процедура проверки гипотез для наблюдений, образованных марковской цепью, когда
максимальная вероятность ошибки стремится к нулю. Получена асимптотическая
нижняя граница с оценкой второго члена разложения для средней длины процедуры
для проверки двух статистических гипотез для марковских цепей, включая зону
безразличия. Рассмотрены применения этой процедуры в задаче асимптотически
оптимального обнаружения момента разладки для переходных матриц и задаче с
управлением. (И. И. Цитович.)
Рассмотрены различные структуры схем неодинарной коммутации
(схем с расширением). Исследованы структуры, использующие только неодинарные
коммутаторы, только одинарные коммутаторы с дополнительными переключателями,
схемы с петлевыми соединениями, а также схемы с ограничениями и
R-неблокирующие. Приводится сравнение различных типов структур по числу точек
коммутации, конструктивной сложности и способам установления соединений. Это
позволило выбрать оптимальные структуры для конкретных приложений. (В. А.
Гармаш.)
Исследованы особенности фильтрации при аналого-цифровом
преобразовании для формирования каналов многоканальной системы передачи, когда
число каналов N³2. Показано, как можно уменьшить до допустимого уровня влияние
фазовых искажений аналогового фильтра нижних частот без применения фазовых
корректоров. Для этого предложено располагать переходную область аналогового
фильтра внутри области частот каналов верхних частот. Необходимая расфильтровка
канала нижних частот и последующих каналов обеспечивается цифровым фильтром с
линейной фазочастотной характеристикой. (А. А. Виткова, А. Д. Харкевич.)
Разработана
архитектура активного маршрутизатора на ОС, которая базируется на предложенных
рабочей группой Р1520.3 IEEE сетевых прикладных программных интерфейсах.
Активный маршрутизатор состоит из ядра, конструктивных блоков, прикладных
программных интерфейсов к ним и услуг, которые реализуются как активные
прикладные программы. Основной компонентой активного маршрутизатора является
его ядро, которое предоставляет ОС Linux возможность взаимодействия с
конструктивными блоками в соответствии с концепцией рабочей группы Р1520.3
IEEE. (В. А. Наумов.)
Исследована задача эффективности использования
интегрированного мультисервисного обслуживания для различных классов
пользователей на корпоративной сети. Проанализирована цифровая коммутационная
система, на каждое направление связи которой поступает стационарный
гетерогенный пуассоновский поток вызовов. Поведение исследуемой системы
описывается уравнениями состояния марковского случайного процесса. Приводятся
численные результаты исследования пропускной способности пучков каналов и
качества обслуживания для двух случаев интеграции сетевых ресурсов и их
сегрегации, которые позволяют оценить эффективность введения интеграции в
отношении емкости пучков каналов, обслуживающих мультисервисный трафик на
корпоративной сети. Исследовалась также эффективность аналитического описания
данных статистических измерений в Интернет. Показано, что приемлемую согласованность
аналитических данных и данных статистических измерений дает применение
полиномиальной регрессии высоких порядков. (В. А Ершов, О. Ф. Сергеева.)
Предложена новая модель узла сети массового обслуживания, сохраняющая мультипликативную форму плотности стационарного распределения вероятностей состояний сети, обобщающая дисциплину разделения процессора с произвольным распределением времен обслуживания требований разных классов на дисциплину разделения процессора для последней группы требований с плавающими границами групп и параметрами, зависящими как от дискретных, так и от непрерывных компонент состояния узла. Получена мультипликативная форма для плотности стационарного распределения вероятностей состояний замкнутой сети массового обслуживания с матрицей вероятностей переходов требований между узлами, зависящей от состояния всей сети, включая и непрерывные компоненты. (О. В. Ивницкий.)
ГРАНТЫ:
·
Российский фонд фундаментальных исследований (№
99-01-00386): "Методы
оптимизации оценок характеристик пропускной способности моделей с
мультипликативной формой решения для больших сетей" (рук. С. Н. Степанов).
·
Российский фонд фундаментальных исследований (№
01-01-00287): "Непараметрическая
проверка гипотез с гарантийным решающим правилом и ее применения" (рук. И.
И. Цитович).
Публикации в 2001 г.
Статьи
1.
Степанов С.Н.,
Иверсен В.Б. Способы уменьшения объема вычислений при расчете моделей систем связи с потерями, основанные на игнорировании маловероятных состояний //
Проблемы передачи информации. 2001. Том. 37. № 3. C. 82-95.
2.
Иверсен В.Б.,
Степанов С.Н. Оценка характеристик передачи многопотоковых моделей с
фиксированным числом повторений // Автоматика и телемеханика. 2001. № 5. С.
105-115.
3. Лагутин В.С., Костров В.О., Степанов С.Н. Повышение
эффективности использования цифровых линий на сетях связи // Аналитический и
информационный журнал Документальная Электросвязь. 2001. № 6. С. 7-14.
4. Stepanov S.N.,
Lagutin V.S., Kostrov V.O. Performance Analysis of Multiflow Models with
Reservation Mixing Preemptive Wideband Queueable and Narrowband Calls // Pr.
IEEE/ICC2001 St.-Petersburg International Conference on Communications. Russia.
St.-Petersburg. June 11-15, 2001. P.
101-106.
5. Stepanov S.N.,
Lagutin V.S., Iversen V.B. Performance Analysis of Traffic System with Access
Control Mixing Preemptive Wideband and Queueable Narrowband Calls // Pr. ITC
Specialists Seminar on Access Networks and Systems. Spain. Girona. April 25-27,
2001. P. 207-214.
6.
Kostrov V.O., Lagutin V.S., Stepanov S.N. Approximate Methods of
Analysis Telecommunication Systems with Reservation Mixing Wideband and
Narrowband Traffics // Pr. International Symposium on Problems of Electronics,
Informatics, Computer Systems, Networks ICS-NET. 2001.
Russia. Moscow.
7.
Вильк Г., Пшеничников
А.П., Степанов С.Н. Построение и анализ модели совместного обслуживания речевых
сообщений и данных на сетях с линейной структурой // Сборник депонированных
работ. Московский технический университет связи и информатики. 2001. 31 с.
8.
Вильк Г., Степанов
С.Н. Алгоритмические методы оценки показателей совместной передачи нагрузки на
сетях с линейной структурой и коммутацией пакетов // Сборник депонированных
работ. Московский технический университет связи и информатики. 2001. 26 c.
9. Malyutov M.B.,
Tsitovich I.I. Asymptotically Optimal Discrimination between Markov Chains //
In A. Atkinson et al eds. "MODA 6 – Advances in Model-Oriented Data
Analysis". Physica-Verlag. 2001. P. 163-170.
10. Malyutov M.B., Tsitovich I.I.
Adaptive Discrimination Between Markov Chains // In G. Govaert, J. Janssen, N.
Limnios eds. "Applied Stochastic Models and Data Analysis ASMDA
2001". Compiegne. 2001. V. 2. P. 723-727.
11. Malyutov M.B., Tsitovich I.I.
Sequential detection of an abrupt change in a Markov chain distribution // In
S. M. Ermakov, Yu. N. Kashtanov, and V. B. Melas eds. Proceedings of the 4-th
St.-Peterburg Workshop on Simulation. St.-Petersburg, Chemistry research
institute, St.-Petersburg university. 2001. P. 334-337.
12. Malyutov M.B.,
Tsitovich I.I. Second Order Optimal Sequential Discrimination Between Markov
Chains // Mathematical Methods of Statistics. 2001.
V. 10. No. 4.
13. Кондрашев А.С., Огурцов А.Ю., Ройтберг М.А., Цитович И.И.
Поиск локальных сходств в геномной ДНК на основе явно сформулированных статистических
гипотез // Сборник отчетных материалов по государственной программе "Геном
человека". М.: ИМБ АН РФ, 2001.
14. Голышко А.В., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Оценка эффективности
введения интеграции на корпоративной сети // Вестник связи. 2000. № 10. С. 99.
15. Голышко А.В., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Оценка качества
обслуживания пользователей Интернет, включенных в электромеханические АТС //
Вестник связи. 2000. № 12. С. 70.
16. Голышко А.В., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Оценка эффективности
интеграции разных видов обслуживания на корпоративной мультисервисной сети //
Электросвязь. 2000. № 12. С. 16-19.
17. Ершов В.А., Ершова Э.Б., Щека А.Ю. Метод оценки качества
обслуживания на мультисервисной сети с учетом числа пользователей услуг //
Электросвязь. 2001. № 8. С. 5-8.
18. Ершов В.А., Ершова Э.Б., Щека А.Ю. Метод расчета потерь
вызовов в АТМ-сети при конечном числе источников нагрузки // Электросвязь.
2001. № 9. С. 33-35.
19. Ершов В.А., Ершова Э.Б. К читателям // Электросвязь. 2001. №
9. С. 27.
20. Ершов В.А., Голышко А.В., Цыбаков В.И. Применение
полиномиальной регрессии для аналитического представления данных статистических
измерений в Интернет // Вестник связи. 2001. № 9. С. 66-69.
21. Наумов В., Самуйлов К., Чукарин А. Об одном подходе к
проектированию систем MPLS // Труды международной конференции
"Интеллектуальные сети 2001: услуги, интерфейсы, спецификации". М.:
MAKС Прeсс, 2001.
22. Naumov V.
Distributed Tool for Telecommunication Network Analysis // Proc. Int. Conf.
Automatics and Informatics, Union on Automation and Informatics. Sofia, Bulgaria.
2001.
23. Наумов В., Чистохвалов О. Эффективность передачи данных в
оптических сетях связи с разделением длин волн // Труды XXXVII Всероссийской научной
конференции по проблемам математики, информатики, физики, химии и методики
преподавания естественнонаучных дисциплин. М.: Изд-во УДН, 2001.
В печати
1. Stepanov S.N.,
Iversen V.B., Kostrov V.O. Optimized Dimensioning of Large Bandwidth Resources
Under MPLS Technology // Proc. of Conference "Telecommunication Networks
and Teletraffic Theory". Russia. St.-Petersburg (submitted).
2. Stepanov S.N.,
Iversen V.B., Lagutin V.S., Kostrov V.O. Modelling Issues of Differentiated
Services in MPLS Networks // Proc. of Conference "Telecommunication
Networks and Teletraffic Theory". Russia. St.-Petersburg (submitted).
3. Vitkov M.G., Vitkova A.A. Calculation of
transient processes in filters with multiple complex poles of transfer
functions // Radio and Communications technology. 2001 (в печати).
4. Vitkov M.G.,
Vitkova A.A., Kharkevich A.D. Singularities of a filtration withlinear phase
response at analog-digital transformation in multi-channel systems // Proc. 1st
IEEE International Conference on Circuits and Systems for Communications –
ICCSC (в печати).
5. Vitkov M.G.,
Vitkova A.A. Law of conservation of energy in modern communication circuit //
Proc. 1st IEEE International Conference on Circuits and Systems for
Communications – ICCSC (в печати).
6.
Ершов В.А., Кузнецов
Н.А. Мультисервисные телекоммуникационные сети. М.: 2001, 550 с. (в печати).