Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) Теория телетрафика Направление 210700. 68 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Согласовано	«УТВЕРЖДАЮ»
Инженерная школа	Заведующая кафедрой Электроника и средств связи
Руководитель ОП
____________________ Стаценко Л. Г. (подпись) (Ф.И.О. рук.ОП)	______________ Л.Г. Стаценко (подпись) (Ф.И.О. зав. каф.)
«10» сентября 2012г.	«10» сентября 2012г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)

Направление — 210700.68 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Форма подготовки – очная

1. 
   основные понятия потоков вызовов;
   
2. 
   виды систем передачи информации;
   
3. 
   принцип работы цифровых систем с пакетной коммутацией.
   

1. 
   определять зависимости и значения величин, характеризующих качество обслуживания, от характеристик и параметров входящего потока вызовов;
   
2. 
   различать виды входящих потоков и находить их характеристики.
   

1. 
   методами выполнения простейших расчетов параметров трафика;
   
2. 
   работать с таблицами маршрутизации;
   
3. 
   навыками изучения методической и научно-популярной литературы в области теории телетрафика в объеме, достаточном для ее использования в учебном процессе и проведения внеаудиторных мероприятий.
   

1. 
   ОК-2 – способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности;
   
2. 
   ОК-4 – использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (формируется частично);
   
3. 
   ОК-6 – способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности;
   
4. 
   ПК-2 – способностью к разработке моделей различных технологических процессов и проверке их адекватности на практике; готовностью использовать пакеты прикладных программ анализа и синтеза телекоммуникационных систем и сетей;
   
5. 
   ПК-3 – готовностью осваивать принципы работы, технические характеристики и конструктивные особенности разрабатываемых и используемых сооружений, оборудования и средств связи; способностью к проектированию, строительству, монтажу и эксплуатации технических средств телекоммуникации, направляющей среды передачи информации (формируется частично);
   
6. 
   ПК-4 – способность к разработке методов коммутации и определению области эффективного их использования в системах телекоммуникаций; способностью использовать современную элементную базу и схемотехнику аналоговых и цифровых устройств телекоммуникаций;
   
7. 
   ПК-6 – готовность разрабатывать системы, средства и методы защиты информации в телекоммуникационных устройствах и сетях.
   

1. 
   СТРУКТУРА И содержание теоретической части курса (20час)
   

2. 
   СТРУКТУРА И содержание практической части курса (44 час.)
   

3. 
   контроль достижения целей курса
   

1. 
   Назовите основные понятия модели потоков событий (стационарность, последействие, ординарность, интенсивность потока).
   
2. 
   Что такое стационарный и нестационарный пуассоновские потоки? Перечислите их свойства.
   
3. 
   Какие потоки относятся к потокам с ограниченным последействием? В чем заключается их главная особенность?
   
4. 
   Что такое примитивный поток? Назовите основные его свойства.
   
5. 
   Дайте определение длительности обслуживания.
   
6. 
   Что понимается под потоком освобождений?
   
7. 
   В каких единицах измеряется нагрузка и интенсивность нагрузки?
   
8. 
   Дайте определение ЧНН и объясните способ его определения.
   
9. 
   Что такое коэффициент концентрации нагрузки?
   
10. 
    Каким образом распределена нагрузка в течении суток?
    
11. 
    Какие показатели используются для характеристики качества систем передачи информации?
    
12. 
    Почему при рассмотрении системы с потерями при простейших информационных потоках можно использовать марковскую модель переходов из одного состояния в другое?
    
13. 
    Сформулируйте первую формулу Эрланга для определения вероятностей потерь по вызовам.
    
14. 
    В каких случаях следует применять модель системы передачи с примитивным входным потоком?
    
15. 
    Каким образом определяется требуемое число каналов связи для систем с примитивным входным потоком?
    
16. 
    В чем отличие систем с ожиданием от систем с отказами?
    
17. 
    Какими выражениями определяется распределение Эрланга?
    
18. 
    Что такое система смешанного типа?
    
19. 
    Что такое коммутационная система и какие основные ее виды существуют?
    
20. 
    Дайте определение идеальной неполнодоступной системы и схемы ступенчатого типа.
    
21. 
    В чем заключаются особенности звеньевых коммутационных схем?
    
22. 
    Объясните принцип теоретического расчета потерь в двухзвенных схемах.
    
23. 
    В чем заключается особенность комбинаторного метода расчета потерь?
    
24. 
    Сформулируйте правило построения вероятностных графов для многозвенных схем.
    
25. 
    Каким образом вычисляются потери с помощью вероятностных графов?
    
26. 
    Сформулируйте основные характеристики цифровых систем связи и их взаимосвязь через формулу Литтла.
    
27. 
    Опишите поведение среднего времени обслуживания и среднего числа пакетов в цифровой системе при простейшем входном потоке и показательном времени обслуживании.
    
28. 
    Какая схема лучше: односерверная со средней интенсивностью обслуживания или двухсерверная со средней интенсивностью обслуживания каждого сервера?
    
29. 
    Какая дополнительная характеристика применяется при анализе цифровых систем с ограниченным буфером?
    
30. 
    Сформулируйте формулу Полячека-Хинчина и объясните в каких случаях ее следует применять.
    
31. 
    Из каких временных интервалов складывается общее время передачи пакета в сетях с установлением соединения?
    
32. 
    Как определяется общее время передачи пакета данных в сетях без установления соединения?
    
33. 
    Что такое фрактал и каковы его основные свойства?
    
34. 
    Дайте определение самоподобного случайного процесса.
    
35. 
    Как ведет себя корреляционная функция для самоподобных случайных процессов?
    
36. 
    Как Вы понимаете фрактальное броуновское движение. Чему равна дисперсия и математическое ожидание данного процесса?
    
37. 
    Опишите RMD-алгоритм синтеза самоподобного фрактального броуновского движения.
    
38. 
    Как меняются оценки характеристик качества цифровой сети при замене марковских моделей фрактальными?
    
39. 
    Какие ПРВ для моделирования самоподобных случайных процессов Вы знаете?
    
40. 
    Опишите алгоритм определения среднего использования буфера.
    
41. 
    Почему при распределении времени обслуживании по ПРВ Парето для анализа цифровой системы применяется формула Полячека-Хинчина?
    
42. 
    Что такое маршрут, таблица маршрутизации и план распределения информации?
    
43. 
    Опишите алгоритм поиска маршрута при заданных таблицах маршрутизации.
    
44. 
    Из каких этапов состоит процесс маршрутизации?
    
45. 
    В чем состоит идея формирования ПРИ методом рельефа?
    
46. 
    Опишите алгоритм формирования ПРИ игровым методом.
    
47. 
    В чем суть логического метода формирования ПРИ?
    
48. 
    Какие алгоритмы выбора исходящих линий связи Вы знаете?
    
49. 
    Сформулируйте задачу определения средней задержки при передаче сообщений в цифровой сети связи.
    

1. 
   Межузловая ветвь вторичной сети, имеющая один канал, принимает простейший поток сообщений с интенсивностью =0,04 сообщений в секунду. Время передачи сообщений по каналу связи распределено по экспоненциальному закону. Среднее время передачи одного сообщения составляет t = 14 секунд. Сообщения, поступающие в моменты времени, когда обслуживающий канал занят передачей ранее поступившего сообщения, получают отказ передачи.Определить следующие показатели эффективности ветви связи вторичной сети связи при условии её работы в установившемся режиме:Pотк – вероятность отказа приёма сообщения для передачи для передачи по межузловой ветви; Pзан – вероятность занятости канала связи (коэфф. относительной загрузки канала);Q – относительная пропускная способность межузловой ветви;
   

2. 
   Полнодоступные пучки емкостью υ1=20, υ2=40 и υ3=60 линий обслуживают простейшие потоки вызовов. На пучок υ1 в утренний и вечерний ЧНН поступают нагрузки интенсивностью y1y=12,4 Эрл, y1в=11,1 Эрл, на пучок υ2.y2y=30,0 Эрл, y2в=27,5 Эрл, на пучок υ3. у3y=49,0 Эрл, y3в=45,0 Эрл. Определить: а) потери pi, рв и рн в пучках υ1, υ2 и υ3; б) соотношения между относительными величинами изменения потерь и поступающей нагрузки в каждом из этих пучков.
   
3. 
   Межузловая ветвь вторичной сети связи, имеющая один канал и неограниченный по объёму накопитель очереди ожидающих сообщений, принимает простейший поток сообщений с интенсивностью  = 0,04 сообщений в секунду. Время передачи сообщений распределено по экспоненциальному закону. Среднее время передачи одного сообщения составляет t = 14 секунд. Сообщения, поступающие в моменты времени, когда обслуживающий канал занят передачей ранее поступившего сообщения, принимаются в очередь и не покидают её до момента до начала передачи по каналу связи.Определить следующие показатели эффективности ветви связи вторичной сети: Lоч – среднее число сообщений в очереди к ветви связи вторичной сети;Lсист – среднее суммарное число сообщений в очереди и передающихся по ветви связи вторичной ветви; Точ – среднее время пребывания сообщения в очереди до начала передачи; Тсист – среднее суммарное время пребывания сообщения в системе, складывающееся из среднего времени ожидания в очереди и среднего времени передачи;Рзан – вероятность занятости канала связи (коэфф. относительной загрузки канала);Q – относительную пропускную способность межузловой ветви;А - абсолютную пропускную способность межузловой ветви;
   
4. 
   Группа из n = 35 шнуровых комплектов, соединяющих выходы коммутационного блока абонентских линий и выходы коммутационного блока соединительных линий аналоговой АТС, обслуживает группу, состоящую из k = 140 абонентов телефонной станции. Каждым абонентом этой группы за один час подается r = 2 заявок на установление соединения с другим абонентом телефонной сети. Средняя продолжительность сеанса связи равна t = 11 минут. Определить среднее число Z занятых шнуровых комплектов, вероятность Ротк – получение вызывающим абонентам отказа в предоставлении свободного шнурового комплекта, Q – относительную долю обслуженных вызовов от общего числа поступивших вызовов, А – абсолютную пропускную способность группы шнуровых комплектов.
   
5. 
   От трех групп источников поступают вызовы, образующие простейшие потоки и создающие нагрузки, интенсивности которых составляют y1=10, y2=20 и y3=40 Эрл. Эти вызовы обслуживаются полнодоступными пучками. Определить: а) требуемые емкости пучков, если потери не должны превышать Eυ(у)1≤0,005 и Eυ(y)2≤0,02; б) соотношения между относительными величинами приращения емкости пучков линий и увеличения интенсивности поступающей нагрузки при заданном качестве обслуживания.
   
6. 
   Определить: требуемые емкости υ полнодоступного пучка при обслуживании поступающей нагрузки интенсивностью па=10 Эрл, создаваемой вызовами примитивного потока от п=100, 50 и 25 источников; допустимые потери рв≤0,005. Сопоставить найденные емкости пучков υ с емкостью υ0 полнодоступного пучка, обслуживающего ту же нагрузку, создаваемую вызовами простейшего потока.
   
7. 
   Определить: пропускную способность пучков линий емкостью υ=1, 2 и 5, работающих по системе с ожиданием при постоянной длительности занятия и обслуживании ожидающих вызовов в порядке очереди, если длительность занятия h=0,3 с и вероятность ожидания обслуживания вызова свыше допустимого времени tд=0,6 с не должна быть более р(γ>0,6 с)=0,01.
   
8. 
   Исследуется коммутационная система с потерями, в которой необходимо определить вероятность потерь р при определенных параметрах системы и заданной величине интенсивности поступающей нагрузки. Моделирование коммутационной системы проведено 3 раза с различным числом экспериментов (серий): n1=16, n2=25, n3=49. В результате каждого процесса моделирования получены одинаковые статистические оценки среднего значения потерь р и среднеквадратического отклонения σ, а именно: р=0,005 и σ=0,01. Определить: доверительные интервалы вероятности потерь р для трех процессов моделирования при доверительной вероятности p(z*n-1) =0,95.
   
9. 
   Рассчитать: число линий в неполнодоступном пучке с доступностью d=10, необходимых для обслуживания интенсивности поступающей на ступень IIГИ нагрузки (y=10 Эрл при величине потерь р= 0,005. Расчет производить упрощенным методом Эрланга, методом Лотце.Бабицкого по формуле Пальма.Яко-беуса, методом О’Делла.
   
10. 
    Задано: на коммутационную систему по четырем направлениям поступают нагрузки, расчетные интенсивности которых равны: yp1 вх=10 Эрл; yp2 вх=15 Эрл; yp3 вх=20 Эрл; yp4 вх=25 Эрл. В коммутационной системе эти нагрузки перераспределяются по трем направлениям пропорционально коэффициентам k1=0,25; k2=0,35; k3=0,4. Требуется определить расчетные интенсивности нагрузок в трех направлениях, включенных в выходы коммутационной системы.
    
11. 
    Задано: на АТС в результате проведения 1850 измерений длительности разговора на ступени линейных искателей оказалось, что средняя длительность разговора T=99,5 с, среднеквадрэтическое отклонение σ(T) =82,5 с. Рассчитать: относительную ошибку репрезентативности при доверительной вероятности p(z) = 0,99.
    

4. 
   тематика и перечень курсовых работ и рефератов
   

1. 
   Расчёт новой проектируемой координатной АТС для телефонной сети. Исследование процесса поступления сообщений на системы коммутации.
   
2. 
   Определение показателей эффективности межузловых ветвей связи вторичной сети с разными алгоритмами обработки заявок.
   
3. 
   Исследование процесса поступления сообщений на системы коммутации.
   
4. 
   Оценка пропускной способности управляющих устройств систем коммутации.
   
5. 
   Исследование процесса обслуживания реального потока сообщений полнодоступным пучком, включенным в однозвенную коммутационную схему.
   
6. 
   Проектирование коммутационного оборудования ступеней группового искания координатных АТС.
   
7. 
   Моделирование алгоритма обслуживания заявок при различных потоках вызовов.
   
8. 
   Моделирование нагрузки на каналы связи с определением качества обслуживания.
   
9. 
   Проектирование системы передачи информации с отказами.
   
10. 
    Проектирование системы передачи информации с ожиданием.
    
11. 
    Проектирование системы передачи информации смешанного типа.
    
12. 
    Проектирование и анализ многозвенной системы коммутации в проводных телефонных сетях.
    
13. 
    Проектирование и анализ многозвенной системы коммутации в сетях передачи данных (компьютерных сетях).
    
14. 
    Проектирование и анализ многозвенной системы коммутации в мобильных сетях связи.
    
15. 
    Анализ и оптимизация коммутационной сети передачи данных.
    
16. 
    Сравнение и анализ методов и протоколов маршрутизации для заданного участка сети.
    
17. 
    Обслуживание вызовов простейшего потока при показательном законе распределения длительности занятия.
    
18. 
    Обслуживание вызовов простейшего потока при постоянной длительности занятия.
    

5. 
   Учебно-методическое обеспечение дисциплины
   

1. 
   С.Н. Степанов. Основы телетрафика мультисервисных сетей. – М.: Эко-Трендз, 2010.
   
2. 
   7. А.Н. Соколов, Н.А. Соколов. Однолинейные системы массового обслуживания. – Учебное пособие, СПбГУТ, 2010
   
3. 
   Крылов В.В., Самохвалова С.С. Теория телетрафика и ее приложения. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 288 с.
   

1. 
   Корнышев Ю.Н., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика. – М.: Радио и связь, 1996 г. – 270 с.
   
2. 
   Васильев К.К. Методы обработки сигналов: Учебное пособие. – Ульяновск, 2001. – 80 с.
   
3. 
   Наместников С.М. Теория телетрафика. Методические указания к лабораторным работам [Электронный ресурс]. Доступ без ограничений. Системные требования: браузер Интернет, Adobe Reader. URL: http://venec.ulstu.ru/lib/disk/2007/Namestnikov.pdf (дата обращения: 20.09.2012)
   
4. 
   Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 1999. – 576 с.
   
5. 
   Шелухин О.И., Тенякшев А.М., Осин А.В. Фрактальные процессы в телекоммуникациях. Монография./Под ред. О.И. Шелухина. – М.: Радиотехника, 2003. – 480 с.
   
6. 
   Лившиц Б. С., Пшеничников А. П., Харкевич А. Д. Теория телетрафика. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Связь, 1979. - 224 с.
   
7. 
   Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы // Компьютинг в математике, физике, биологии. Пер с англ. – М.: Изд-во Института компьютерных исследований, 2002.
   
8. 
   Ричард М. К. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории. Пер. с англ. – М. Постмаркет, 2000. – 352 с.
   
9. 
   Крылов В.В.Теория телетрафика и ее приложения / В.В. Крылов, С.С.Самохвалова. – учеб. Пособие.– СПб., 2005.– 288 с.
   
10. 
    Теория телетрафика. Учебное пособие [Электронный ресурс]. Доступ без ограничений. Системные требования: браузер Интернет. URL: http://sernam.ru/lect_t.php (дата обращения: 20.09.2012).
    
11. 
    Зингаренко Ю.А. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей / Конспект лекций. – Спб.: Спб ГУ ИТМО , 2005. – 143с. Системные требования: браузер Интернет. URL: http://window.edu.ru/resource/856/ 27856/files /itmo163.pdf