Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка и исследование эффективности процедур идентификации состояния дискретного канала связи звена передачи данных сети ЭВМ

Диссертация: Разработка и исследование эффективности процедур идентификации состояния дискретного канала связи звена передачи данных сети ЭВМ
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Практическая ценность работы. Разработана методика расчета параметров процедуры идентификации квазистационарных состояний с заданной степенью достоверности при различных особенностях и характеристиках процесса передачи информации в дискретном канале. Разработан ряд процедур идентификации, позволяющих повысить оперативность принятия решения о смене квазистационарного состояния. Разработан пакет… Читать ещё >

Содержание

  • 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В
  • ТЕ^КОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЯХ
    • 1. 1. Структура звена передачи данных и основные вероятностно-временные характеристики
    • 1. 2. Методы и процедуры передачи информации
    • 1. 3. Адаптивное управление передачей информации в звене данных
    • 1. 4. Модели ошибок и двухуровневое описание дискретного канала
    • 1. 5. Процедуры идентификации квазистационарных состояний
  • 2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕДУРЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ
    • 2. 1. Методика расчета параметров при отсутствии априорных данных
    • 2. 2. Использование центральной теоремы теории вероятностей
    • 2. 3. Независимые блоков в дискретном канале
    • 2. 4. Представление последовательности блоков простой цепью
  • Маркова
  • 3. РАЗРАБОТКА ПРОЦЕДУР ИДЕНТИФИКАЦИИ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИЙ ДИСКРЕТНОГО КАНАЛА
    • 3. 1. Идентификация состояний с помощью процедуры «скользящее среднее» и рекуррентное оценивание
    • 3. 2. Векторные процедуры идентификации
      • 3. 2. 1. Простейший алгоритм получения вектора оценок контролируемого параметра
      • 3. 2. 2. Алгоритм получения вектора оценок с гарантированной дисперсией
      • 3. 2. 3. Процедура идентификации со скользящим вектором оценок. 82 3.3. Процедура интервального оценивания качества дискретного канала
  • 4. ПАКЕТ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕДУР ИДЕНТИФИКАЦИИ
    • 4. 1. Общая характеристика и структура пакета программ
    • 4. 2. Программные модели и объекты программы
    • 4. 3. Принципы построения пользовательского интерфейса
    • 4. 4. Руководство пользователя
    • 4. 5. Руководство программиста
    • 4. 6. Распечатки изображений, выводимых на экран дисплея при работе с пакетом

Разработка и исследование эффективности процедур идентификации состояния дискретного канала связи звена передачи данных сети ЭВМ (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

Широкое использование в различных отраслях знаний и человеческой деятельности современных информационных технологий предопределяет бурное развитие и внедрение информационно-вычислительных систем и сетей ЭВМ. Особенностью современных сетей ЭВМ является повсеместное использование каналов связи различной физической природы. В рамках эталонной модели архитектуры взаимодействия открытых систем, созданной Международной организацией стандартов (МОС), вопросы эффективной передачи дискретной информации по каналам связи возложены на канальный уровень, основным элементом которого является звено передачи данных, а управление этой системой осуществляется канальным (линейным) протоколом.

Каналы связи, входящие в состав звена передачи данных, характеризуются двумя основными особенностями: сложным групповым характером ошибок и нестационарность параметров во времени. В соответствии с этим наиболее эффективными методами передачи и защиты информации от ошибок считаются адаптивные методы. В составе современных средств телекоммуникационного взаимодействия (модемы, протоколы) предусмотрены адаптивные стратегии управления передачей информации и адаптивные методы (процедуры) обработки информации, позволяющие организовать надежную передачу данных. Например, средства адаптивной передачи информации широко используются в протоколах, реализация которых регламентируется рекомендациями MNP, V.42bis, Х.25 и др. Вопросам повышения эффективности средств и систем передачи информации посвящены работы таких ученых России, как В. В. Котельников, Л. Ф. Финк, А. Д. Харкевич, Б. Р. Левин, А. Г. Зюко, В. О. Шварцман, И. А. Мизин, Г. П. Захаров, В. П. Шувалов, Л. П. Коричнев, Б. Я. Советов, Ю. Г. Дадаев, В. В. Золотарев и др.

Важнейшим элементом адаптивных протоколов управления звеном передачи данных являются процедуры идентификации текущего состояния канала связи. В практических приложениях наибольшее распространение получили процедуры идентификации, основанные на выводах теории оценивания процессов (статистические процедуры) и, в частности, процедуры, описываемые в терминах проверки статистических гипотез.

Цель диссертационной работы состоит в разработке эффективных процедур идентификации, позволяющих с заданной достоверностью и высокой оперативностью идентифицировать текущее состояние дискретного канала, а также в создании методики расчета параметров этих процедур и средств их исследования.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ принципов использования и мест приложения адаптивных методов передачи информации в составе протоколов управления звеном передачи данных.

2. Выбрать модели и средства аналитического описания процессов передачи и обработки дискретной информации на канальном уровне сети ЭВМ.

3. Выявить перспективные статистические процедуры идентификации, обеспечивающие надежную и высокоэффективную идентификацию текущего состояния дискретного канала.

4. Разработать методику определения параметров процедуры идентификации, позволяющую учитывать различные особенности процесса передачи данных в дискретном канале.

5. Разработать и провести сравнительный анализ процедур идентификации, в которых формируется вектор (совокупность) оценок неизвестного параметра.

6. Сформулировать правила принятия решения относительно текущего квазистационарного состояния при наличии вектора оценок контролируемого параметра.

7. Разработать процедуру и устройство идентификации через формирование доверительного интервала полученной оценки контролируемого параметра.

8. Разработать средства имитационного моделирования процедур идентификации квазистационарных состояний дискретного канала, позволяющие проводить сравнительный анализ эффективности процедур и изучать процессы передачи, формирования оценок контролируемого параметра и принятия соответствующего решения.

Научная новизна. В рамках диссертационной работы были получены следующие результаты:

1. Проведен анализ методов передачи и защиты информации от ошибок в протоколах управления звеном передачи данных.

2. Показано, что адаптивные методы передачи информации могут быть реализованы в рамках ARQ-протоколов в сочетании с применением CRC-кодов в режиме обнаружения ошибок.

3. Разработана методика расчета параметров процедур идентификации квазистационарных состояний дискретного канала при следующих особенностях последовательности блоков на выходе декодирующего устройства:

— отсутствие данных о законе распределения оценки контролируемого параметра;

— оценка контролируемого параметра распределена по нормальному (или близкому к нему) закону;

— последовательность блоков на выходе декодирующего устройства является последовательностью независимых событий;

— последовательность блоков на выходе декодирующего устройства представляется простой цепью Маркова с двумя состояниями.

4. Предложено проводить идентификацию текущего квазистационарного состояния дискретного канала по совокупности (вектору) оценокразработаны модификации известных процедуры «скользящего среднего» и рекуррентной процедуры, реализующих идентификацию по вектору оценок контролируемого параметра.

5. Разработана процедура идентификации по доверительному интервалу оценки контролируемого параметра и устройство, реализующее эту процедуру (получено положительное решение ВНИИГПЭ о выдаче патента на изобретение по заявке N 97 121 826/09(23 483) от 30.05.98).

6. Проведен сравнительный анализ эффективности процедур идентификации по данным имитационного моделирования.

Практическая ценность работы. Разработана методика расчета параметров процедуры идентификации квазистационарных состояний с заданной степенью достоверности при различных особенностях и характеристиках процесса передачи информации в дискретном канале. Разработан ряд процедур идентификации, позволяющих повысить оперативность принятия решения о смене квазистационарного состояния. Разработан пакет прикладных программ для имитационного моделирования процессов получения оценок контролируемого параметра и принятия решения о смене квазистационарного состояниямоделирование может быть проведено в режиме получения статистических оценок времени запаздывания в принятии решения о смене состояния или в режиме изучения процессов идентификацииразработан удобный оконный интерфейс пользователя с пакетом.

Результаты диссертационной работы использованы на Научно-производственном предприятии «ТЭТ» (г.Рязань) при выборе элементов и обосновании состава «Комплекса средств удаленного доступа», предназначенного для оперативного доступа удаленных пользователей к региональным базам данных. Методика построения оконного интерфейса для имитационных моделей внедрена в учебный процесс Рязанской государственной радиотехнической академии для студентов специальности 2204 — «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» по курсу «Системный анализ и машинное моделирование» .

Достоверность полученных в диссертационной работе результатов подтверждается:

— использованием методов и алгоритмов передачи и защиты информации, рекомендованных международными стандартами;

— аналитическими и численно-аналитическими расчетами параметров процедур идентификации;

— использованием выводов и теории вероятностей и математической статистики;

— результатами имитационного моделирования процедур идентификации квазистационарных состояний.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:

1. Международный научно-технический семинар «Проблемы передачи и обработки информации в информационно-вычислительных сетях». 18−21 сентября 1995 г., Москва.

2. Всероссийская научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях радиоэлектроники». 21−24 мая 1996 г., г. Рязань.

3. Всероссийская научно-практическая конференция «Современные информационные технологии в образовании». 23−25 апреля 1996 г.

4. Международный научно-технический семинар «Проблемы передачи и обработки информации в информационно-вычислительных сетях». 29 сентября -2 октября 1997 г., г. Рязань.

5. 2-я научно-практическая конференция «Человек, экология, здоровье». 20−21 ноября 1997 г., г. Рязань.

6. 35-я научно-техническая конференция РГРТА. 2−6 февраля 1998 г., г. Рязань.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ. В их числе 1 статья в межвузовском сборнике, 5 тезисов и материалов докладов международных и всероссийских конференций и семинаров, 1 положительное решение о выдаче патента РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержит 138 страниц, 6 таблиц, 49 рисунков.

Список литературы

состоит из 81 наименования.

Основные результаты, полученные в диссертационной работе:

1. Проведен анализ методов и средств передачи информации в информационно-вычислительных сетях, что позволило определить основные принципы обеспечения заданных вероятностно-временных характеристик звена передачи данных сети ЭВМ.

2. Сформулирована задача адаптивного управления звеном передачи данных и показано, что важнейшей составной частью линейного протокола является процедура идентификации текущего состояния дискретного канала.

3. Проведена классификация известных процедур идентификации текущего состояния дискретного канала.

4. Обоснованы и выбраны математические модели описания процессов передачи и защиты информации от ошибок в звене передачи данных.

5. Разработана методика расчета параметров статистических процедур идентификации квазистационарных состояний дискретного канала, позволяющая учесть следующие особенности передачи блоков:

• отсутствие априорной информации о распределении оценки контролируемого параметра (вероятности искажения блока информации);

• оценка контролируемого параметра имеет нормальное или близкое к нормальному распределение (использование предельной теоремы теории вероятностей);

• последовательность блоков на выходе дискретного канала является последовательностью независимых событий;

• последовательность блоков на выходе дискретного канала является простой цепью Маркова с двумя состояниями (блок искажен ошибкамиблок принят правильно).

6. Предложен способ формирования вектора оценок контролируемого параметра, что позволяет повысить оперативность принятия решения о смене квазистационарного состояния в процедурах типа «скользящее среднее» и процедурах рекуррентного оцениванияразработан ряд процедур идентификации текущего состояния дискретного канала, основанных на анализе значений оценок, входящих в состав вектора оценок.

7. Разработаны процедура идентификации и устройство оценки качества, позволяющие проводить идентификацию текущего состояния на основе определения доверительного интервала оценки контролируемого параметра.

8. Разработан пакет прикладных программ имитационного моделирования процессов передачи, обработки информации и принятия решений относительно текущего состояния дискретного канала, обеспечивающего качественный анализ протекающих процессов, а также реализацию статистического моделирования и получение статистических характеристик для времени принятия решения о смене квазистационарного состояния.

9. Проведен сравнительный анализ эффективности процедур идентификации квазистационарных состояний дискретного канала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Протоколы информационно-вычислительных сетей: Справочник/Аничкин С.А., Белов A.C., Бернштейн A.B. и др.- Под ред. И. А. Мизина, А. П. Кулешова. — М.: Радио и связь, 1990. — 504 с.
  2. М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ: В 2-х ч. ЧЛ/Пер. с англ. -М.: Наука, 1992.-336 с.
  3. Ф. Передача данных, сети компьютеров и взаимосвязь открытых систем/Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1995. — 408 с.
  4. Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы/Пер. с англ. -М.: Мир, 1990.-506 с.
  5. Д., Галлагер Р. Сети передачи данных/Пер. с англ. М. Мир, 1989.-544 с.
  6. С.С. Описание и реализация протоколов сетей сетей ЭВМ. -М.: Наука, 1989.-270 с.
  7. Ф. Практическая передача данных. Модемы, сети и протоколы/Пер. с англ. М.: Мир, 1989. — 271 с.
  8. Т. Системы передачи и телеобработки данных/Пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1994. 456 с.
  9. Л.П., Пылькин А. Н. Распределенные вычислительные системы. Рязань: РГРТА, 1992. — 64 с.
  10. М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем/Пер. с англ. М.: Мир, 1973. — 344 с.
  11. Н.Г. Структурно-автоматные модели технических систем. -М.: Радио и связь, 1986. 168 с.
  12. И.А., Уринсон Л. С., Храмешин Г. К. Передача информации в сетях с коммутацией сообщений. М.: Связь, 1977. — 328 с.
  13. Элементы теории передачи дискретной информации/JI.П.Пуртов, А. С. Замрий, А. И. Захаров, В.М.Охорзин- Под ред. Л. П. Пуртова. М.: Связь, 1972.-232 с.
  14. Модемы: Разработка и использование в России. М.: Эко-Трендз Ко, 1995. — 128 с. — (Серия «Технологии электронных коммуникаций»).
  15. С.Д. Модем 96. Выбор, настройка и использование: Сопутствующий справочник по телекоммуникациям. М.: ABF, 1995. — 284 с.
  16. A.B., Фролов Г. В. Программирование модемов. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1994. — 178 с.
  17. A.B., Фролов Г. В. Модемы и факс-модемы. Программирование для MS DOS и Windows. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1995. -284 с.
  18. A.A. Работа с модемом. М.: Малип, 1992. — 31 с.
  19. П. Передача данных: техника связи в системах телеобработки данных. В 2-х томах. Том 2. Устройства и системы/Пер. с нем. М.: Радио и связь, 1981.-256 с.
  20. Р.Л. Последовательная передача данных: Руководство для программиста/Пер. с англ. М.: Мир, 1998. — 752 с.
  21. В.В. Коды и кодирование. М.: Знание, 1990. — 64 с.
  22. .М. Помехоустойчивые коды в системах связи. М.: Радио и связь, 1989.-232 с.
  23. .Я., Стах В. М. Построение систем передачи информации для автоматизированного управления. Л.: Энергоиздат, 1982. — 120 с.
  24. .И. Адаптивные и автоматизированные системы связи. -М.: Знание, 1984.-64 с.
  25. А.Г., Панько С. П. Повышение скорости информационного обмена в компьютерных сетях//Информационные технологии. № 8. — 1997. -С.21−24.
  26. А.Г., Кузнецов М. Г., Горбачик Е. С. Введение в теорию живучести вычислительных систем. Киев: Наукова думка, 1990. — 179 с.
  27. В.И., Слепушкина O.A. Адаптивные радиоэлектронные системы. М.: МАИ, 1986. — 54 с.
  28. О.В. Декаметровая радиосвязь. М.: Радио и связь, 1 990 240 с.
  29. Д.А., Арипов М. Н. Основы эксплуатации систем передачи дискретных сообщений. Ташкент: Фан, 1984. — 118 с.
  30. И.В., Клочко В. И., Литвин В. А. Кодирование и декодирование в информационных системах. Киев: Вшца школа, 1985. — 190 с.
  31. С.И., Давыдов A.A., Золотарев В. А., Третьякова Е. И. Вычислительные сети (адаптивность, помехоустойчивость, надежность). М.: Наука, 1981.-277 с.
  32. С.А. Стохастические методы передачи данных— М.: Радио и связь, 1991. 240 с.
  33. Э.Б. Модели для передачи данных по коммутируемой телефонной сети//Коммутируемая сеть связи и информационные технологии: Научно-коммерческий семинар. -М.: МЦНТИ, 1991.
  34. И. Что такое MNP-модемЖомпьтер-Пресс. 1991. — № 3. — С.50−51.
  35. Л.П., Королев В. Д. Статистический контроль каналов связи. М.: Радио и связь, 1981. — 240 с.
  36. Г. М., Серегин A.B. Телекоммуникационные сети России. Описание. Классификация. Выбор. М.: Архитектура и строительство России, 1993.- 198 с.
  37. B.C., Василенко В. А., Бондарев В. Н. Расчет и проектирование технических средств обмена и передачи информации. М.: Высшая школа, 1990. — 224 с.
  38. Г. А., Шварцман В. О. Передача дискретной информации. -М.: Радио и связь, 1982. 240 с.
  39. Общесистемное проектирование АСУ реального времени/С.В.Володин, А. Н. Макаров, Ю. Д. Умрихин, В.А.Фараджев- Под ред. В. А. Шабалина. М.: Радио и связь, 1984. — 232 с.
  40. С. Мир компьютерных сетей/Пер. с англ. Киев: ВНУ, 1996.287 с.
  41. О.В. Декаметровая радиосвязь. М.: Радио и связь, 1 990 240 с.
  42. Я.З. Оптимальность в дискретных адаптивных системах//Системы управления. Теория и практика. М.: Ин-т проблем управления, 1984. — С.5−26.
  43. Е.П. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Энергоатомиздат, 1987. -266 с.
  44. В.Н., Колмановский В. Б., Носов В. Р. Математическая теория конструирования систем управления. М.: Высшая школа, 1989. — 447 с.
  45. Л.А. Адаптация сложных систем Рига: Зинатне, 1 981 375 с.
  46. В.Г. Адаптивное управление. М.: Наука, 1981. — 384 с.
  47. А.Н. Адаптивное управление в системах передачи дискретной информации//Электросвязь. 1992. — № 4. — С. 8−10.
  48. Л.П., Пылысин А. Н., Цветков И. А. Два класса процедур адаптивного управления для протоколов перспективных информационно-вычислительных сетейЮлектросвязь.- 1995- № 5. С.28−30.
  49. В.П., Мямлин А. Н. Сети Х.25: методология разработки и перспективы развития/ТПрикладная информатика. 1985. -Вып.1. С.147−189.
  50. В.О. Информационно-вычислительные сети и сети передачи данных//Электросвязь. -1992. № 3. — С.2−7.
  51. О.И., Горохов С. Г. Передача информации по нестационарным каналам связи/Под ред. Б. Я. Советова. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1985. — 172 с.
  52. И.А., Уринсон Л. С., Храмешин Г. К. Передача информации в сетях с коммутацией сообщений. М.: Связь, 1972. — 328 с.
  53. В.М., Коричнев Л. П., Пылькин А. Н. Методика оценки характеристик информационного обмена в АСУ//Вопросы радиоэлектроники. -Сер.АСУПР. 1985. — Вып.4. — С.47−54.
  54. А.Н. Методы описания последовательностей блоков на выходе дискретного канала//Системы управления, преобразования и отображения информации: Межвуз. сб. Рязань, 1987. — С. 123−129.
  55. Е.В., Ростовцев Ю. Г., Рышков Ю. П. Контроль верности информации в морской радиосвязи. Л.: Судостроение, 1979. — 164 с.
  56. Л.И. Контроль и коммутация оборудования в системах передачи данных. М.: Радио, 1979. — 240 с.
  57. А.Н. Оптимизация процедур адаптивного управления в системе передачи дискретной информации с изменяющейся длиной блока//Вопросы радиоэлектроники. Сер.АСУПР. — 1989. — Вып.4. — С.61−68.
  58. В.А., Сирая Т. Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.:Энергоатомиздат, 1990. — 288с.
  59. Л.А., Пылькин А. Н., Гаврилов А. Н. Последовательные процедуры идентификации с нечеткими правилами принятия решения о состоянии дискретного каналаЮлектросвязь. № 4. — 1996. — С. 10−14.
  60. Л.А. Нечеткие гипотезы в процедуре Вальда принятия решения о состоянии канала связи/ЛГехнологии и системы сбора, обработки и представления информации: Тезисы докладов Международной конференции. -Рязань, 1993.-С.35−36.
  61. Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений/Пер. с англ. М.: Мир, 1976. — 160 с.
  62. Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика/Пер. с англ. М.: Мир, 1992. — 240 с.
  63. Э. Проверка статистических гипотез/Пер. с англ. М.: Наука, 1979.-408 с.
  64. Компьютерные сети. Учебный курс/Пер. с англ. М.: Изд. отдел «Русская редакция» ТОО Channel Trading LTd", 1997. — 696 с.
  65. Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. — 576 с.
  66. А.Н., Джадиеба Х. Ю., Пылькин А. Н. Устройство для контроля качества дискретных каналов связи//Положительное решение НИИГПЭ и выдаче патента на изобретение по заявке № 97 121 826/09 (23 483) от 30.05.98 г.
  67. Г. Математические методы статистики/Пер. с англ. М.: Мир, 1975.-648 с.
  68. Д., Хинкли Д. Задачи по теоретической статистике с решениями/Пер. с англ. -М.: Мир, 1981. 224 с.
  69. В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. Том 1/Пер. с англ. -М.: Мир, 1967. 498 с.
  70. Х.Ю., Пылькин А. Н. Методика расчета параметров процедуры идентификации квазистационарных состояний дискретного канала//Информационные технологии. Системы обработки и передачи информации: Межвуз. сб. Рязань: РГРТА, 1996. — С. 12−17.
  71. Х.Ю., Пылькин А. Н. Эффективность передачи экологической информации по каналам связи телефонной сети общего пользования/УЧеловек, экология, здоровье: Материалы 2-й научно-практической конференции. Рязань, 1997. — С.55−57.
  72. Н.М. Элементы теории случайных импульсных потоков. -М.: Сов. радио, 1965. 262 с.
  73. А.Н., Пылькин А. Н., Ульяшин В. Н. Исследование процедур идентификации состояния дискретного канала в адаптивных системах передачи данных//Автоматизация проектирования и микроминиатюризация ЭВМ: Межвуз. сб. Рязань: РРТИ, 1988. — С. 103−109.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?