通信系統(tǒng)可靠性算法分析

鄧燁

摘要：可靠性是通信系統(tǒng)最直接的影響因素。從實際情況來看。而運營部九在具體實施方面卻叉缺乏綜合考慮。文章通過分析通信系統(tǒng)可靠性程度參數(shù)，解析了通信秉兢可靠性分析方法。從精確拜析法，近似解析法，仿真分析法詳細介紹了提高通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法和需要注意的問題。

關(guān)鍵詞；通信網(wǎng)絡(luò)可靠性拓撲結(jié)構(gòu)算法分析

中圖分類號：TN914獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)01(c)-0028-01

神經(jīng)系統(tǒng)可以看作大量神經(jīng)細胞通過神經(jīng)纖維相互連接形成的通信系統(tǒng)，從大型電力通信系統(tǒng)到壘球交通通信系統(tǒng)，幾乎所有的復(fù)雜系統(tǒng)都可以抽象成通信通信系統(tǒng)模型，從生物體中的大腦到各種新陳代謝通信系統(tǒng)，這些通信系統(tǒng)往往有著大量的節(jié)點，從科研合作通信系統(tǒng)到各種經(jīng)濟、政治、社會關(guān)系通信系統(tǒng)等，節(jié)點之間的連接關(guān)系可以通過通信系統(tǒng)部件的相互作用描述，人們已經(jīng)生活在一個充滿著各種各樣通信系統(tǒng)的世界中。

通信系統(tǒng)化給人類社會生產(chǎn)和生活帶來了極大的便利，人類社會的日益通信系統(tǒng)化需要人類對各種人工和自然的復(fù)雜通信系統(tǒng)的行為有更好的認識，提高了人類生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量，對通信網(wǎng)可靠性研究的重大理論意義和應(yīng)用價值也日益凸顯出來。但也給人類社會生活帶來了一定的負面沖擊，人們需要關(guān)注，如傳染病和計算機病毒的快速傳播以及大面積的停電事故等。

可靠性是通信系統(tǒng)最直接的影響因素。從實際情況來看，而運營部門在具體實施方面卻又缺乏綜合考慮。通信系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展為提高通信網(wǎng)可靠性提供了條件和可能，通信網(wǎng)可靠性的研究還有待作進一步深入。

1通信系統(tǒng)系統(tǒng)可靠性度量參數(shù)

1.1基本可靠性

在隨機性破壞作用下，基于統(tǒng)計物理的抗毀性參數(shù)通過觀察節(jié)點或邊移除過程中通信系統(tǒng)性能的變化，能夠保持通信系統(tǒng)連通的概率?；诮y(tǒng)計物理的通信系統(tǒng)抗毀性參數(shù)，用通信系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生相變時的臨界節(jié)點(邊)移除比例來刻畫通信系統(tǒng)的抗毀性，生存性參數(shù)是概率性的。近年來通信系統(tǒng)抗毀性研究的焦點出現(xiàn)了一個重要的新變遷，它不僅和通信系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)有關(guān)，常用的通信系統(tǒng)性能指標，也和通信系統(tǒng)部件的故障概率、外部故障以及維修策略等有關(guān)。從研究小規(guī)模簡單通信系統(tǒng)的精確性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯看笠?guī)模復(fù)雜通信系統(tǒng)的統(tǒng)計屬性，常用的度量參數(shù)包括端端可靠度、K端可靠度和全端可靠度。統(tǒng)計物理的很多方法開始被廣泛應(yīng)用到復(fù)雜通信系統(tǒng)研究中，描述了隨機性破壞以及通信系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)對通信系統(tǒng)可靠性的影響。

1.2任務(wù)可靠性

對于承載一定任務(wù)的通信系統(tǒng)系統(tǒng)來說，基于連通性能的基本可靠性是通信系統(tǒng)可靠性的一個基本要求，是決定通信系統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)攛其性能的決定性要素，也是檢驗通信系統(tǒng)系統(tǒng)在任務(wù)執(zhí)行過程中可靠性水平的準繩。但通信系統(tǒng)系統(tǒng)一旦投入使用，從而不能完成預(yù)定任務(wù)，與通信系統(tǒng)所承載的任務(wù)相結(jié)合，就要承載一定的業(yè)務(wù)負荷，通信系統(tǒng)系統(tǒng)任務(wù)可靠性作為一個綜合反映通信系統(tǒng)系統(tǒng)可靠性的參數(shù)更加具有實際意義。輸電通信系統(tǒng)的電傳送量，通信系統(tǒng)部件發(fā)生故障時會引起通信系統(tǒng)性能下降甚至癱瘓，交通通信系統(tǒng)的運輸量與流量等，在這種情況下通信系統(tǒng)實際上是不可靠的。

2解析分析方法

2.1精確解析方法

狀態(tài)空間法是計算通信系統(tǒng)可靠性最簡單的方法，一個路集對應(yīng)著通信系統(tǒng)的一個工作狀態(tài)，通過枚舉出通信系統(tǒng)正常工作的所有互斥的狀態(tài)而計算相應(yīng)的可靠度。容斥原理法是按照組合數(shù)學(xué)的容斥原理公式求通信系統(tǒng)的可靠度，通信系統(tǒng)系統(tǒng)環(huán)境的復(fù)雜性和任務(wù)的不確定性等因素，一個割集對應(yīng)著通信系統(tǒng)的一個故障狀態(tài)，使得利用數(shù)學(xué)模型和方法來分析求解通信系統(tǒng)任務(wù)可靠性很難，因此該方法將通信系統(tǒng)可靠度表示為全部最小路集的并。不交積和法是運用不交積和定理來計算通信系統(tǒng)可靠度，然后采用容斥原理去掉相容事件相交的部分，狀態(tài)空間法就成為了評估通信系統(tǒng)任務(wù)可靠性的有效方法之一，進而計算相應(yīng)的可靠度。

2.2近似解析方法

圖變換法是一種犧牲精度而降低計算難度的方法，由于通信系統(tǒng)規(guī)模的增大，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化、部件隨機性的增強等因素，先按照某種規(guī)則簡化通信系統(tǒng)，精確算法都具有指數(shù)復(fù)雜性，定界法是通過組合數(shù)學(xué)方法研究通信系統(tǒng)可靠性問題的代數(shù)結(jié)構(gòu)，因此研究者對高效率的近似算法進行了大量的研究，再進行可靠度計算。在串并聯(lián)通信系統(tǒng)中可以完壘解決通信系統(tǒng)的可靠性計算問題，計算出絕對的邊界值來近似通信系統(tǒng)可靠度的精確值，而對一般的非串并聯(lián)通信系統(tǒng)可以起到充分簡化的作用。

2.3仿真分析方法

此計算機仿真成為了分析通信系統(tǒng)可靠性的重要方法。利用它的自適應(yīng)機制和學(xué)習能力，通過計算機對通信系統(tǒng)進行模擬，不斷逼近可靠性與通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等參數(shù)之間復(fù)雜的映射關(guān)系，并獲取抽樣信息。進而對通信系統(tǒng)可靠性作出近似估計。不同的抽樣方式對通信系統(tǒng)可靠性的估計精度有很大的影響，通信系統(tǒng)可靠性是關(guān)于通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及通信系統(tǒng)部件可靠度的高度非線性映射，神經(jīng)通信系統(tǒng)法受通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和樣本精確度的影響較大，而神經(jīng)通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)輸入空間到輸出空間的非線性映射，而確定通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和精確的樣本存在困難，因此，需要大量的訓(xùn)練樣本才能保證得到好的結(jié)果。神經(jīng)通信系統(tǒng)技術(shù)在通信系統(tǒng)可靠性研究中得到了廣泛的應(yīng)用，在通信系統(tǒng)可靠性分析和建模方面有很大的潛力。

3展望

通信系統(tǒng)系統(tǒng)可靠性研究必將成為可靠性研究領(lǐng)域的重點和難點，通信系統(tǒng)系統(tǒng)可靠性研究也必將成為多個學(xué)科領(lǐng)域共同關(guān)注的焦點和熱點。通信系統(tǒng)系統(tǒng)可靠性研究方興未艾但仍有很多需要進一步研究解決的問題。