Контрольная работа: Теория телетрафика
Название: Теория телетрафика Раздел: Рефераты по коммуникации и связи Тип: контрольная работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Контрольная работа по дисциплине «Теория телетрафика» Законы распределения случайной величины Таблица1 Исходные данные
Задание 1 1.Построить огибающую распределения вероятности занятия линий в пучке из v , на каждую из которых поступает интенсивность нагрузки а, при условии, что: а) N ≈ v; 6) N>>v; в) N, v → ∞. 2. Для каждого используемого распределения рассчитать среднее число занятых линий и их дисперсию. Для расчета число линий в пучке определить из следующего выражения:
Средняя интенсивность нагрузки, поступающей на одну линию: для NN ≤15:а = 0,15+0,05(15-NN); для 15 < NN ≤ 25:а= 0,05 +0,05(26-NN). Примечания. Для огибающей распределения привести таблицу значений Рi , и i В распределении Пуассона привести шесть - восемь составляющих, включая значения вероятности для i=[Y] (целая часть числа Y); Y = a*v Решениеа) Распределение Бернулли (биноминальное распределение) при N ≤ v имеет вид:
где
а – средняя интенсивность поступающей нагрузки на одну линию v – линейного пучка от N источников а =0,15+0,05(15-NN)= 0,15+0,05(15-9)=0,45 v – число линий в пучке Рисунок1 Биноминальное распределение Математическое ожидание и дисперсия числа занятых линий, вероятность занятия которых описывается распределением Бернулли, соответственно равны: б) Распределение Эрланга используется при N>>vи имеет вид: где Y – средняя интенсивность нагрузки Y=a*v=0,45*9=4,05 Рисунок 2 Распределение Эрланга Математическое ожидание и дисперсия числа занятых линий, вероятность занятия которых подчиняется распределению Эрланга, соответственно равны:
где Y – средняя интенсивность нагрузки Y=a*v=0,45*9=4,05 Рисунок 3 Распределение Пуассона Математическое ожидание и дисперсия числа занятых линий, в бесконечном пучке линий равны между собой и вычисляются по формуле: Потоки вызовов. Основные свойства и характеристики Задание 2 На коммутационную систему поступает простейший поток вызовов с интенсивностью Y. 1. Рассчитать вероятности поступления менее k вызовов за промежуток времени [0, t*): Pk (t*), где t*= 0,5; 1,0; 1,5; 2,0. 2. Построить функцию распределения промежутков времени между двумя последовательными моментами поступления вызовов. F(t*), где t*= 0; 0,1; 0,2; ... 3. Рассчитать вероятность поступления не менее k вызовов за интервал времени [0, t*): Pi ³ k {t*), где t*= 1. Примечание: Для расчета значения Y и v взять из задания 1. Число вызовов k определить из выражения: k = [v/2] - целая часть числа. Для построения графика, рассчитать не менее пяти значений F(t*). Результаты расчета привести в виде таблицы значений F(t*) и t*. Расчет членов суммы Pi ³ k {t*) провести не менее, чем для восьми членов суммы. Решение 1. Вероятность поступления менее k вызовов за промежуток времени [0, t*): Pk (t*), где t*= 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; вычислим по формуле:
Y=4,5; v=9 – из первого задания; k=v/2=9/2=4,5=5 Рисунок 4 График распределения вероятности 2. Найдем и построим значения функции распределения промежутков времени между двумя последовательными моментами поступления вызовов по формуле:
График функции распределения Рисунок 5 График функции распределения
Таблица 2 Результаты расчета 3. Рассчитаем вероятность поступления не менее k вызовов за интервал времени [0, t*): Pi ³ k {t*), где t*= 1, по формуле:
Телефонная нагрузка и ее параметры Задание 3 1. Рассчитать интенсивность поступающей нагрузки на входы ступени 1ГИ для АТСКУ 2. Рассчитать средние интенсивности удельных абонентских нагрузок для абонентских линии народнохозяйственного и квартирного секторов:
а также среднюю удельную интенсивность нагрузки на абонентскую линию АТС:
Пересчитать интенсивность нагрузки на выход ступени 1ГИ. Примечания: 1. Для расчета интенсивности поступающей нагрузки взять из табл.1 в зависимости от номера варианта Ni, Сi, Тi. В расчете принять n =5: 2. Нагрузка со входа ступени 1ГИ на ее выход пересчитывается с помощью следующего выражения: Увых1ГИ = (tвых1ГИ / tвх1ГИ ) * Увх1ГИ , где tвых1ГИ и tвх1ГИ - соответственно среднее время занятия выхода ступени 1ГИ и среднее время занятия входа ступени 1ГИ. tвых1ГИ =tвх1ГИ - Dt, где Dt -разница между временами занятия входа и выхода ступени 1ГИ. Для АТСКУ: Dt = 0,5*tмави + tмри + tмри + tco + n*tн + tм1ГИ + tм1ГИ . Среднее время занятия входа ступени 1ГИ: tвх1ГИ = Увх1ГИнх / (Nнх * Снх + Nкв * Скв ), для расчета принять: кp = 0,6; кз = 0,2; кн o = 0,15; кo ш = 0,05. Решение Структурный состав источников нагрузки проектируемой АТС: Абоненты (N) - народнохозяйственного сектора (НХ) – 2400 - квартирного сектора (КВ) – 5600 Средняя продолжительность разговоров Т в секундах: Тнх – 90 с; Ткв – 150 с. Среднее число вызовов, поступающих на АТС в ЧНН: Снх – 3,7; Скв – 0,9. Емкость существующей сети N = 55000. Число действующих станций на ГТС – 7, в т. ч. NАТС1 – 7000; NАТС2 – 8000; NАТС3 – 6000; NАТС4 – 9000; NАТС5 – 5000; NАТС6 – 10000; NАТС7 – 10000. Емкость проектируемой АТС – 8000 Доля вызовов, закончившихся разговором кр = 0,6 Интенсивность поступающей нагрузки на входе ступени 1 ГИ проектируемой АТС может быть определена по формуле: Увх1ГИ
= Ni – число абонентских линий i - ой категории Уi – удельная интенсивность нагрузки поступающая от АЛ i – ой категории на проектируемой АТС Удельная интенсивность нагрузки от АЛ i – ой категории находится по формуле: Уi = Ci * ti , где Сi – среднее число вызовов поступающих в ЧНН от АЛ i – ой категории; ti – средняя длительность занятия входов 1 ГИ вызовом от АЛ i – ой категории Средняя длительность занятия входов 1 ГИ определяется выражением: ti = кp *tpi + кз *tз + кно *tно + кош*tош +ктех *tтех ; где кр – доля вызовов из общего числа закончившихся разговором; кз – доля вызовов из общего числа не закончившихся разговором из–за занятости вызываемой АЛ; кно – то же из-за не ответа абонента; кош – то же из-за ошибок в наборе номера; ктех – то же из-за технических неисправностей в узлах коммутации (при расчетах ктех = 0); tpi ; tно ; tош ; tтех – средние длительности занятий соответствующие этим случаям. В практических расчетах, возможно использовать выражение: ti = ai *кp *tpi , где ai – коэффициент непроизводительного занятия коммутационной системы, зависящий от Ti и кр . Эта зависимость приведена на рис. 6 Рисунок 6 Коэффициент непроизводительного занятия коммутационной системы Среднюю длительность занятия 1 ГИ в случае соединения окончившегося разговором можно найти из выражения: tpi = ty + tпв + Ti + tо , где ty – средняя длительность установления соединения; tпв – средняя длительность слушания сигнала «КПВ»(tпв = 7 с.); Ti – средняя продолжительность разговора для вызова i – ой категории; to – продолжительность отбоя (to = 0,6 с.) Средняя длительность установления соединения для АТСКУ определяется по формуле: tу = 0,5*tмави + tмри + tмри + tco + n*tн + t1ГИ + tм1ГИ + tмсд + tмсд , где tj – среднее время ожидания обслуживания вызова маркером j – степени, tj = 0,1c.; tмави – время установления соединения МАВ на АИ при исходящей связи tмави = 0,3с.; tмри – время установления соединения МРИ на ступени РИ, tмри = 0,2 с.; tм1ГИ – время установления соединения МГИ на ступени 1ГИ, tм1ГИ = 0,65 с.; tмсд – время установления соединения МСД, tмсд = 1 c.; tco – средняя длительность слушания сигнала «Ответ станции», tco = 3 c.; tн – средняя длительность набора одного знака номера, tн = 1,5 с.; n – значность номера, n = 5. Тогда вычислим: ty = 0,5*0,3 +0,1+ 0,2 + 3 + 5*1,5 + 0,1 + 0,65 + 0,1 + 1 = 12,8 с. tрнх = 12,8 + 7 + 90 + 0,6 = 110,4 с.; tркв = 12,8 + 7 + 150 + 0,6 = 170,4 с.; tнх = 1,21 * 0,6 * 110,4 = 80,15 с.; tкв = 1,12 * 0,6 * 170,4 = 114,509 с.; Унх = 3,7 * 80,15 / 3600 = 0,082 Эрл.; Укв = 0,9 * 114,509 / 3600 = 0,029 Эрл.; Увх1ГИ = 2400 * 0,082 + 5600 * 0,029 = 358,017 Эрл.; Уисх = 358,017 / (2400 + 5600) = 0,045 Эрл. Пересчитаем нагрузку со входов на выходы ступеней группового искания. Интенсивность нагрузки с входа на выход пересчитывается с помощью следующего выражения: Увых1ГИ = (tвых1ГИ / tвх1ГИ ) * Увх1ГИ , где tвых1ГИ и tвх1ГИ – соответственно средние времена занятия входа и выхода 1 ГИ. Среднее время занятия входа ступени 1 ГИ: tвх1ГИ = Увх1ГИ / (Nнх * Снх + Nкв * Скв ), тогда вычислим: tвх1ГИ = 358,017 / (3,7 * 2400 + 0,9 * 5600) = 0,026 ч. = 92,591 с. Среднее время занятия выхода 1ГИ: tвых1ГИ = tвх1ГИ - Dt, где Dt – разница между временами занятия входа и выхода ступени 1ГИ. для АТСКУ Dt = 0,5*tмави + tмри + tмри + tco + n*tн + tм1ГИ + tм1ГИ = 0,15 +0,1 + 0,2 + 3 + 7,5 + 0,1 + 0,65 = 11,7 с. tвых1ГИ = 92,591 – 11,7 = 80,891 с. Увых1ГИ = (80,891 / 92,591) * 358,017 = 312,777 Эрл. Распределение нагрузки по направлениямЗадание 41.Распределить интенсивность нагрузки Увых1ГИ ступени 1ГИ АТСКУ по направлениям методом нормированных коэффициентов тяготения (упрощенная формула). Расстояния между АТС задать в пределах 1 км < Lij < 14 км 2. Определить расчетную интенсивность нагрузки в каждом направлении. Результаты представить в виде таблицы. Примечание: Нагрузку на выходе 1ГИ в направлении к АМТС и УСС рассчитать следующим образом: Уамтс = 0,05 * Увых1ГИ ; Уусс = 0,02 * Увых1ГИ . Нагрузка, которая будет распределена по другим направлениям ступени, равна: Уi = Увых1ГИ – (Уамтс + Уусс ). Для распределения нагрузки по направлениям емкости АТС взять из примечания предыдущего задания. РешениеРаспределим нагрузку по направлениям исходящей и входящей связи. Составим диаграмму распределения нагрузки: Нагрузка на выходе ступени 1 ГИ распределяется по направлениям исходящей связи. Нагрузку в направлении к АМТС и УСС рассчитаем следующим образом: Уамтс = 0,05Увых1ГИ = 0,05 * 312,777 = 15,639 Эрл. Уусс = 0,02Увых1ГИ = 0,02 * 312,777 = 6,256 Эрл. Нагрузка, которая будет распределена по другим направлениям исходящей связи, равна: Уi = Увых1ГИ – (Уамтс + Уусс ) = 312,777 – (15,639 + 6,256) = 290,882 Эрл. Эта нагрузка распределяется между станциями сети с помощью нормированных коэффициентов тяготения nij , которые зависят от расстояния между станциями сети Lij , эта зависимость приведена в МУ, стр.12, рис.3. Нагрузка от проектируемой АТС к другим станциям сети может быть определена из следующей формулы: Уij
= nij
* Уi
* Уj
/ ( Это выражение приближенно можно записать в виде: Уij
= nij
* Nj
* Уi
/ ( Расстояние от проектируемой АТСКУ до других станций на сети выберем из условия: 1км £Lij £ 14 км Тогда от АТСКУ до АТСКУ1 2км., nij = 0,8; до АТСКУ2 3км., nij = 0,75; до АТСКУ3 4км., nij = 0,67; до АТСКУ4 5км., nij = 0,62; до АТСКУ5 6км., ni j = 0,57; до АТСКУ6 7км., nij = 0,52; до АТСКУ7 8км., nij = 0,5; При определении внутристанционной нагрузки Уij Lij = 0, а nij = 1; Исходящую нагрузку принимаем равной входящей нагрузке, т. е.: Уij = Уii , Увх.амтс = Уамтс . Тогда находим: Уii = 1*8000*290,882/[(0,8*7000)+(0,75*8000)+(0,67*6000)+(0,62*9000)+(0,57*5000)+ +(0,52*10000)+(0,5*10000)] = 67,943 Эрл. Уатску-атску1 = 0,8 * 7000 * 0,008493 = 47,56 Эрл.; Уатску-атску2 = 0,75 * 8000 * 0,008493 = 50,957 Эрл.; Уатску-атску3 = 0,67 * 6000 * 0,008493 = 34,142 Эрл.; Уатску-атску4 = 0,62 * 9000 * 0,008493 = 47,39 Эрл.; Уатску-атску5 = 0,57 * 5000 * 0,008493 = 24,205 Эрл.; Уатску-атску6 = 0,52 * 10000 * 0,008493 = 44,163 Эрл.; Уатску-атску7 = 0,5 * 10000 * 0,008493 = 42,465 Эрл.; Общая входящая нагрузка на проектируемой АТС: Увх
i
= = 460,729 Эрл. После определения математических ожиданий интенсивности нагрузки по всем направлениям переходим к расчетным значениям нагрузки по формуле: Ур = У + 0,674 Таблица 3
Метод расчета однозвенных полнодоступных коммутационных схем при обслуживании простейшего потока вызовов в системе с потерями. Первая формула Эрланга Задание 51. Рассчитать необходимое число линии на всех направлениях искания : ступени 1ГИ, предполагая полнодоступное однозвенное включение при заданных нормах величины потерь. Расчетную интенсивность нагрузки взять из предыдущего задания. Результаты занести в таблицу. 2. Рассчитать и построить зависимость числа линий v и коэффициента использования h от величины интенсивности нагрузки при величине потерь Р = 0,0NN, где NN - номер варианта. Результаты расчета представить в виде таблицы и графиков v = f(Y) и h= f(Y) при Р = const. 3. Построить зависимость величины потерь Ev , v (Y) от интенсивности поступающей нагрузки при фиксированном значении числа линий в направлении к УСС. Диапазон изменения величины потерь принять от 0,0001 до 0,2 (соответствующим выбором Y). Результаты представить в виде таблицы и графика Р =f(Y) при v = const. Решение 1.Расчет необходимого числа линий на всех направлениях искания ступени 1ГИ таб.4 Таблица 4
2. Рассчитаем и построим зависимость числа линий v и коэффициента использования h от величины интенсивности нагрузки при величине потерь Р = 0,008 по формулам: h = У0 /v, где У0 – обслуженная нагрузка, У0 = У – Упот = У * [1 – Еv , v (У)] = У * 0,985 Таблица 5 Результаты расчета
Рисунок 7 График зависимости v = f(Y)
![]() Рисунок 8 График зависимости h= f(Y) 3. Построим зависимость величины потерь Ev , v (Y) от интенсивности поступающей нагрузки при фиксированном значении числа линий в направлении к УСС. Результаты расчета при v = const = 20 таб.6 Таблица 6
Рисунок 9 График зависимости Р =f(Y) Метод расчета однозвенных полнодоступных коммутационных схем при обслуживании примитивного потока вызовов в системе с потерями. Первая формула Энгсета - Фрайя Задание 61. Используя таблицы (приложение 2), рассчитать для заданных значений v и а при n = 20 вероятности Рt , Рв , Рн , сравнить их по величине. Для расчета значения v и а взять из задания 1. Если а > 0,5, то принять а = а/2. 2. Построить зависимость числа линий v от интенсивности нагрузки при фиксированном значении Рв = 0,0NN при n = 10, 30, 60. На этом же рисунке построить зависимость v = f(Y) для обслуживания простейшего потока вызовов. Результаты представить в виде таблицы. Объяснить полученные зависимости. Решение1. Рассчитаем вероятности Рt , Рв , Рн по формулам:
где а = 0,5 – интенсивность нагрузки от одного источника; v = 9 – число линий в пучке; n = 20 – число источников нагрузки, из условия задания.
По результатам расчета видно, что Рt > Рв > Рн . 2. Построим зависимость числа линий v от интенсивности нагрузки при фиксированном значении Рв = 0,0NN = 0,008 при n = 10, 30, 60. На этом же рисунке построим зависимость v = f(Y) для обслуживания простейшего потока вызовов. Результаты расчета при Рв = 0,007 приведены в таб.7 Таблица 7 График зависимости числа линий v от интенсивности нагрузки рис.10
Рисунок 10 График зависимости числа линий v от интенсивности нагрузки Характер зависимости величины поступающей нагрузки Y от емкости пучка линий, который обслуживает вызовы примитивного потока, поступающие от фиксированного числа источников n такой же, как и при обслуживании вызовов простейшего потока. Однако на пропускную способность пучка влияет число источников вызовов n: в области малых потерь с уменьшением n увеличивается пропускная способность пучка. Из выше приведенного графика видно, что при данном качестве обслуживания поступающая на v линий пучка нагрузка создаваемого вызовами примитивного потока от любого числа источников имеет большую величину по сравнению с нагрузкой Y, создаваемой вызовами простейшего потока. Таким образом, с точки зрения величины обслуживаемой нагрузки примитивный поток всегда «лучше» простейшего потока вызовов. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Корнышев Ю. Н., Пшеничников А. П., Харкевич А. Д. Теория телетрафика - М.: Радиои связь, 1996. - 272 с. 2. Лившиц B.C., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика - М.: Связь, 1979. - 224 с. 3. Шнепс М.А. Системы распределения информации. Методы расчета. М.: Связь, 1979. -342 с. 4. Корнышев Ю.Н., Фань Г.Л. Теория распределения информации. М.: Радио и связь, 1985.-184 с. 5. Башарин Г.Л. Таблицы вероятностей и средних, квадратичных отклонений потерь на полнодоступном пучке линий. - М.: АН СССР 1962. -128 с. 6. Учебное пособие по курсовому проектировании координатных АТС / Р.А. Аваков, М.А. Подвида, В.Е. Родзянко- Л., 1961. - 102 с. 7. Лившиц B.C., Фидлин Л.В. Системы массового обслуживания с конечным числом источников. - М.: Связь, 1968. - 167 с. 8. Ионин Г.Л., Седол Я.Я. Таблицы вероятностных характеристик полнодоступного пучка при повторных вызовах. - М.: Наука, 1970. -155 с. 9. Захаров Т.П., Варакосин Н.П. Расчет количества каналов связи при обслуживании с ожиданием. - М.: Связь, 1967. - 194 с. 10. Проектирование координатных автоматических телефонных станций типа АТСК /М.Ф. Когш, З.С. Коханова, О.И. Панкратова и др. / ВЗЭЙС. - М.: 1969. -143 с. 11. Блинова Р.Д., Курносова Н.И. Методические указания для выполнения курсовой работы по курсу "Теория распределения информации". - М.: МТУСИ,'1994. - 26 с. |