Enhancement of the adaptive routing tensor model in the infocommunication network with providing quality of experience by the R-factor

Abstract

Об'єктом дослідження є процеси маршрутизації та забезпечення якості сприйняття послуг, що надаються кінцевим користувачам, в інфокомунікаційній мережі. Для проведення дослідження в роботі запропоновано вдосконалення тензорної моделі адаптивної маршрутизації в інфокомунікаційній мережі із забезпеченням сприймаємої якості обслуговування за R-фактором. За основу було взято потокову модель маршрутизації, яка враховувала ймовірні втрати пакетів, викликані перевантаженням елементів мережі, та була представлена умовами реалізації багатошляхової стратегії маршрутизації, збереження потоку та запобігання перевантаження каналів зв'язку. Для отримання в аналітичному вигляді умов забезпечення якості сприйняття за показником R-фактору здійснено тензорний опис інфокомунікаційної мережі. Це дозволило отримати аналітичні вирази для розрахунку середньої міжкінцевої затримки та ймовірності втрат пакетів, які були використані для формування QoE-умов за показником R-фактору. В рамках запропонованої моделі рішення технологічної задачі адаптивної маршрутизації було зведено до розв'язання оптимізаційної задачі нелінійного програмування з розрахунку маршрутних змінних. Введений критерій оптимальності дозволив забезпечити адаптивний характер маршрутних рішень, коли підвищення QoE-вимог призводило до зростання об'ємів використаного мережного ресурсу. Для розв'язання поставленої задачі використовувались методи математичного програмування, які реалізовані в пакеті MatLab. Проведене дослідження на фрагменті інфокомунікаційної мережі дозволило оцінити адекватність і ефективність запропонованого підходу. За допомогою отриманих результатів досліджень вдалося забезпечити виконання заданих QoE-вимог за показником R-фактору до послуг, що надаються кінцевим користувачам. При цьому, використання запропонованої моделі характеризується більшою ефективністю щодо балансування навантаження за множиною маршрутів в інфокомунікаційній мережі. Про це свідчило те, що при заданому значенні R-фактору, з ростом інтенсивності трафіку, що надходить до інфокомунікаційної мережі, здійснювалось поступове збільшення кількості задіяних маршрутів. Тобто мережний ресурс розподілявся поступово та ефективніше на 7-10 % відносно відомих аналогів, які під час вирішення цієї ж задачі одразу використовують всі доступні маршрути.