ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΜΟΝΗΣ

Μιχαήλ Λογοθέτης, Ιωάννης Μοσχολιός (Προσφορά έργου στα πλαίσια των ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ)

Περιγραφή

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ - ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η Θεωρία Τηλεπικοινωνιακής Κινήσεως και τα Συστήματα Αναμονής αποτελούν κλάδο των εφαρμοσμένων μαθηματικών και ειδικώτερα της εφαρμοσμένης πιθανοθεωρίας.  Στην βιβλιογραφία απαντώνται με διάφορα ονόματα, όπως θεωρία συμφόρησης (congestion theory), θεωρία των στοχαστικών συστημάτων εξυπηρέτησης (stochastic service systems), θεωρία ουρών (queuing theory) και θεωρία της μαζικής εξυπηρήτησης (theory of mass service).  Επίσης αντικείμενα της Θεωρίας Τηλεπικοινωνιακής Κινήσεως εξετάζονται και από την επιστήμη της Επιχειρησιακής Ερεύνης (Operation Research).

Ο όρος Θεωρία Τηλεπικοινωνιακής Κινήσεως (Teletraffic Theory) χρησιμοποιείται για θεωρίες ανάλυσης της κίνησης τηλεπικοινωνιακών συστημάτων, αρχίζοντας από τα τηλεφωνικά συστήματα και επεκτείνεται σε συστήματα του Διαδικτύου, οπτικών δικτύων, ασύρματων δικτύων, ή δικτύων επόμενης γενεάς (3G/4G/5G).

Το μάθημα αυτό είναι όχι μόνο θεωρητικό αλλά συγχρόνως άκρως εφαρμοσμένο.  Εξ ου και οι ασκήσεις του μαθήματος λύνονται μ

Περισσότερα  
CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή
Περιεχόμενο μαθήματος

Εισαγωγή: Τα αντικείμενα της Θεωρίας Τηλεπικοινωνιακής Κινήσεως - Η φύση και τα χαρακτηριστικά των συστημάτων τηλεπικοινωνιακής κινήσεως. 

Φορτίο κινήσεως: Ορισμός - Μονάδες μετρήσεως - Ιδιότητες. 

Μοντέλα κινήσεως:  Η Μαρκοβιανή ιδιότητα.  Ο Νόμος του Little.

Ανάλυση Μαρκοβιανών συστημάτων απωλειών: M/M/s - M(n)/M/s - Η διαδικασία Birth-Death. 

Ανάλυση βασικών Μαρκοβιανών συστημάτων αναμονής. 

Δίκτυα Αναμονής και Λειτουργικοί Νόμοι.

Ανάλυση Μέσης Τιμής σε Δίκτυα Αναμονής. 

Πολυδιάστατα μοντέλα κινήσεως (πολλαπλών υπηρεσιών): Ανάλυση - Σύστημα δέσμευσης γραμμών (Trunk Reservation).  Αναδρομικό μοντέλο Kaufman-Roberts. Συστήματα περιορισμένης διαθεσιμότητας.

Εφαρμογή του Αναδρομικού μοντέλου Kaufman-Roberts σε SMART GRID (Έξυπνα Ενεργειακά Δίκτυα). 

Συστήματα υπερροής: Η Θεωρία της Ισοδύναμης Τυχαίας Κινήσεως (ERT).  Σχεδιασμός συστήματος εναλλακτικής δρομολόγησης.

Συστήματα δυναμικής δρομολόγησης της κίνησης - Σταθερή, δυναμική και προσαρμοστική δρομολόγηση.

Προσoμoίωση της τηλεπικοινωνιακής κίνησης στον Η/Υ: Γενικές αρχές μεθόδων προσoμoιώσεως και αναλύσεως των απoτελεσμάτωv της προσoμoιώσεως. 

Εφαρμογή των βασικών υπoλoγιστικών εκφράσεων στον Η/Υ.

Εφαρμογή της Θεωρίας Τηλεπικοινωνιακής κίνησης στην Διαχείριση του εύρους ζώνης των τερματικών ζεύξεων τηλεπικοινωνιακού δικτύου.

 

 

ΥΛΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΒΑΣΕΙ ΤΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΣΥΓΓΡΑΜΜΑΤΟΣ

ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΚΙΝΗΣΕΩΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ (3η Έκδοση) Εκδόσεις ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ, Αθήνα 2018, Συγγραφέας: Μ. Δ. Λογοθέτης

 

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 (σελ. 81-95 και σελ. 102: σχέση 3.38)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 (βάσει παραδειγμάτων)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 (βάσει παραδειγμάτων)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10

 

Το μάθημα αυτό απαντάται με διαφόρους τίτλους (ανάλογα με το πεδίον εφαρμογής):

  • Θεωρία συμφόρησης ? Congestion Theory
  • Θεωρία στοχαστικών συστημάτων εξυπηρέτησης ? Theory of stochastic service systems
  • Θεωρία ουρών ? Queuing Theory
  • Θεωρία μαζικής εξυπηρέτησης ? Mass service Theory
  • Επιχειρησιακή Έρευνα ? Operation Research
  • Εφαρμοσμένη πιθανοθεωρία ? Applied Probability Theory
  • Θεωρία Τηλεπικοινωνιακής Κινήσεως ? Teletraffic Theory

ΣΕ ΠΟΛΛΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑ (ΙΔΙΩΣ ΤΗΣ ΒΟΡΕΙΟΥ ΕΥΡΩΠΗΣ) ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΕΙΝΑΙ ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΟ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟΥΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ.  ΟΜΟΙΩΣ ΚΑΙ ΣΕ ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑ (π.χ. Ε.Μ.Π.)   

Μαθησιακοί στόχοι

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα πρέπει να γνωρίζει, πέραν από τις θεμελιώδεις σχέσεις, τον στατιστικό χαρακτήρα του φορτίου τηλεπικοινωνιακής κίνησης, ώστε να μπορεί να επιλέγει το κατάλληλο μαθηματικό μοντέλο για τον υπολογισμό του φορτίου, της προσφερόμενης ποιότητας εξυπηρέτησης, ή της χωρητικότητας μιας τηλεπικοινωνιακής ζεύξης.

Να μπορεί να σχεδάσει μια τηλεπικοινωνιακή ζεύξη, και κατ' επέκταση ένα δικτύου, που θα ικανοποιεί βασικά κριτήρια εξυπηρέτησης κλήσεων.

Επίσης να μπορεί να αξιολογεί και να συγκρίνει την απόδοση βασικών συστημάτων εξυπηρέτησης, και τέλος να παρουσιάζει τα αποτελέσματα μιας προσομοίωσης με ορθό τρόπο.

Ομάδα στόχος

Φοιτητές τμημάτων Ηλεκτρολόγων Μηχανικών, Πληροφορικής ή ισοδύναμων Τμημάτων. Ιδιαίτερη βαρύτητα στο μάθημα πρέπει να δώσουν όσοι ενδιαφέρονται να ειδικευθούν στις Τηλεπικοινωνίες.

Βασικό Εγχειρίδιο και Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

1)  Μιχαήλ Δ. Λογοθέτη, ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΚΙΝΗΣΕΩΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ, Εκδόσεις ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ, Αθήνα, 3η Έκδοση 2018. (ΒΑΣΙΚΟ ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ).  Link:

Θεωρία τηλεπικοινωνιακής κινήσεως και εφαρμογές (klidarithmos.gr)

2) IOANNIS D. MOSCHOLIOS and MICHAEL D. LOGOTHETIS, "Efficient Teletraffic Loss Models Beyond Erlang", IEEE Press and John Wiley & Sons Ltd, 2019.

3)  Haruo Akimaru and Konosuke Kawashima, "Teletraffic - Theory and Applications", (2nd Edition), Springer, 1999.

4)  Villy B. Iversen, "TELETRAFFIC ENGINEERING and NETWORK PLANNING",  Course 34340, Technical University of Denmark.

ftp://ftp.dei.polimi.it/users/Flaminio.Borgonovo/Teoria/teletraffic_Iversen.pdf

5)    Teletraffic Engineering Handbook, ITU?D SG 2/16 & ITC (Draft 2001-06-20)  by Villy B. Iversen (Technical University of Denmark).

https://www.itu.int/ITU-D/study_groups/SGP_1998-2002/SG2/StudyQuestions/Question_16/RapporteursGroupDocs/teletraffic.pdf

6)  Ε. Δ. Συκά, ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΛΕΦΩΝΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ, Ε.Μ.Π., 2009.

Προαπαιτούμενα

Πιθανοθεωρία και Στατιστική (το μάθημα 22Υ306 του 2ου έτους).  

http://www.ece.upatras.gr/gr/education/undergraduate/under-courses.html?id=146

Ενότητες

Σκοποί ενότητας 

? Περιγραφή των σκοπών της Θεωρίας Τηλεπικοινωνιακής Κινήσεως
? Περιγραφή της φύσης της τηλεπικοινωνιακής κινήσεως
? Επεξήγηση των εννοιών «συμφόρηση της τηλεπικοινωνιακής κινήσεως» και «βαθμός εξυπηρέτησης»
? Επεξήγηση του βασικού προβλήματος διαστασιολόγησης ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος
? Επεξήγηση της έννοιας του φορτίου κίνησης και των ιδιοτήτων αυτού

 

Περιεχόμενα ενότητας

? Σκοποί της Θεωρίας Τηλεπικοινωνιακής Κινήσεως (ΘΤΚ)
? Παραδείγματα εφαρμογής της ΘΤΚ
? Η φύση της τηλεπικοινωνιακής κινήσεως
? Συμφόρηση της τηλεπικοινωνιακής κινήσεως
? Βαθμός εξυπηρέτησης
? Το βασικό πρόβλημα των Τηλεπικοινωνιών
? Ορισμός φορτίου κίνησης και ιδιότητες αυτού
? Παραδείγματα

 

Σκοποί ενότητας

? Περιγραφή βασικών μοντέλων τηλεπικοινωνιακής κινήσεως
? Περιγραφή και επεξήγηση θεμελιωδών σχέσεων της Θεωρίας Τηλεπικοινωνιακής Κινήσεως

 

Περιεχόμενα ενότητας

? Βασικό μοντέλο άφιξης κλήσεων
? Κατανομή Poisson
? Βασικό μοντέλο εξυπηρέτησης κλήσεων
? Ταξινόμηση συστημάτων πλήρους διαθεσιμότητας κατά Kendall
? Η Μαρκοβιανή ιδιότητα
? Η ιδιότητα PASTA
? Ο νόμος του Little
? Η επέκταση του νόμου του Little
? Παραδείγματα

Σκοποί ενότητας

? Περιγραφή και ανάλυση των Μαρκοβιανών συστημάτων απωλειών Erlang M/M/s(0) και Engset M(n)/M/s(0)
? Περιγραφή της έννοιας της στατιστικής ισορροπίας
? Υπολογισμός της πιθανότητας απωλείας κλήσεως και της πιθανότητας συμφόρησης στον χρόνο σε σύστημα απωλειών Engset
? Υπολογισμός της πιθανότητας απωλείας κλήσεως σε σύστημα απωλειών Erlang
? Περιγραφή της έννοιας της απόδοσης γραμμών (trunk efficiency/occupancy) και της ταξινομημένης αναζήτησης γραμμής (ordered trunk hunting)

 

Περιεχόμενα ενότητας

? Το σύστημα απωλειών Μ/Μ/s(0)
? Η έννοια της στατιστικής ισορροπίας
? Το σύστημα απωλειών Μ(n)/M/s(0)
? Πιθανότητα απωλείας κλήσεως στο σύστημα απωλειών Engset
? Πιθανότητα συμφόρησης στον χρόνο στο σύστημα απωλειών Engset
? Τύπος απωλειών Erlang ? Erlang B formula
? Απόδοση γραμμών (trunk efficiency/occupancy)
? Ταξινομημένη αναζήτηση γραμμής (ordered trunk hunting)

Σκοποί ενότητας

? Περιγραφή και αναλυτική επίλυση παραδειγμάτων εφαρμογής των τύπων Erlang και Engset
? Περιγραφή της διαδικασίας γέννησης ? θανάτου κλήσεων μέσω παραδείγματος σε σύστημα απωλειών

 

Περιεχόμενα ενότητας

? Διαστασιολόγηση ζεύξης
? Erlang B formula
? Πιθανότητα συμφόρησης κλήσεως
? Συγκεντρωτής Γραμμών ? Σύστημα M(n)/M/s
? Συγκεντρωτής Γραμμών ? Σύγκριση M(n)/M/s με M/M/s
? Πιθανότητα Απώλειας Κλήσεως
? Κυψελωτό Δίκτυο Ασύρματης Τηλεφωνίας ? Υπολογισμός Αριθμού Χρηστών
? Διαδικασία Γέννησης ? Θανάτου, Σύστημα Απωλειών

Σκοπός ενότητας

? Περιγραφή και ανάλυση του Μαρκοβιανού συστήματος αναμονής Μ/Μ/s

 

Περιεχόμενα ενότητας

? Σύστημα αναμονής M/M/s
? Μέσος χρόνος αναμονής σε σύστημα Μ/Μ/s (Erlang C formula)
? Κατανομή του χρόνου αναμονής σε σύστημα M/M/s
? Παραδείγματα

Σκοποί ενότητας

? Περιγραφή των διαδικασιών «γέννησης ? θανάτου»
? Περιγραφή και ανάλυση των Μαρκοβιανών μοντέλων Μ/Μ/s(m) και M(n)/M/s

 

Περιεχόμενα ενότητας

? Διαδικασίες «γέννησης ? θανάτου»
? Το μοντέλο Μ/Μ/s(m)
? Το μοντέλο Μ(n)/M/s

Σκοποί ενότητας

? Ορισμός της πολυδιάστατης κίνησης
? Περιγραφή και ανάλυση συστήματος δι?διάστατης κίνησης
? Περιγραφή πολιτικών διάθεσης του εύρους ζώνης ενός συστήματος που εξυπηρετεί πολυδιάστατη κίνηση

 

Περιεχόμενα ενότητας
? Ορισμός πολυδιάστατης κίνησης
? Ανάλυση συστήματος δι?διάστατης κίνησης
? Πολιτικές διάθεσης των πόρων συστήματος πολυδιάστατης κίνησης

Σκοποί ενότητας
? Ανάλυση συστήματος πολυδιάστατης κίνησης
? Απόδειξη του αναδρομικού τύπου Kaufman?Roberts για τον υπολογισμό της πιθανότητας απωλείας κλήσεως
? Περιγραφή και ανάλυση της πολιτικής δέσμευσης εύρους ζώνης

 

Περιεχόμενα ενότητας
? Ανάλυση συστήματος πολυδιάστατης κίνησης
? Αναδρομικός τύπος Kaufman?Roberts
? Πολιτική δέσμευσης εύρους ζώνης
? Παραδείγματα

Σκοποί ενότητας
? Περιγραφή και ανάλυση δικτύων απωλειών μορφής γινομένου
? Περιγραφή και ανάλυση της έννοιας του «ορίου γινομένου» για τηλεφωνικά δίκτυα

 

Περιεχόμενα ενότητας
? Δίκτυα απωλειών μορφής γινομένου
? Το «όριο γινομένου» για τηλεφωνικά δίκτυα

Σκοποί ενότητας
? Περιγραφή και ανάλυση της προσεγγιστικής μεθόδου του μειωμένου φορτίου για τηλεφωνικά δίκτυα
? Περιγραφή και ανάλυση της προσεγγιστικής μεθόδου του μειωμένου φορτίου για δίκτυα
πολλαπλών υπηρεσιών

 

Περιεχόμενα ενότητας
? Προσέγγιση μειωμένου φορτίου για τηλεφωνικά δίκτυα
? Προσέγγιση μειωμένου φορτίου για δίκτυα πολλαπλών υπηρεσιών

Σκοποί ενότητας
? Περιγραφή και ανάλυση συστημάτων υπερροής
? Περιγραφή και ανάλυση της θεωρίας της ισοδύναμης τυχαίας κινήσεως

 

Περιεχόμενα ενότητας
? Συστήματα υπερροής
? Η θεωρία της ισοδύναμης τυχαίας κινήσεως
? Παραδείγματα

Σκοποί ενότητας
? Περιγραφή και ανάλυση μεθόδων βέλτιστου σχεδιασμού εναλλακτικής δρομολόγησης
? Περιγραφή και ανάλυση συστημάτων περιορισμένης διαθεσιμότητας

 

Περιεχόμενα ενότητας
? Βέλτιστος σχεδιασμός εναλλακτικής δρομολόγησης
  1) Βάσει της κλασσικής μεθόδου

  2) Βάσει της θεωρίας της ισοδύναμης τυχαίας κινήσεως

  3) Βάσει του συστήματος δέσμευσης γραμμών
? Συστήματα περιορισμένης διαθεσιμότητας

Σκοποί ενότητας
? Περιγραφή βασικών μεθόδων προσομοίωσης
? Περιγραφή μεθόδων δημιουργίας τυχαίων αριθμών
? Περιγραφή μεθόδων ανάλυσης των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης
? Περιγραφή βασικών λαθών στις προσομοιώσεις

 

Περιεχόμενα ενότητας
? Μέθοδοι προσομοίωσης
? Δημιουργία τυχαίων αριθμών
? Ανάλυση των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης
? Συνήθη λάθη στις προσομοιώσεις

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A-

Αρ. Επισκέψεων :  4742
Αρ. Προβολών :  40894

Ημερολόγιο