KR100236820B1 - 단대단 트래픽 추정 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신망의 트래픽 측정 자료를 바탕으로 망관리에 필요한 정보 분석 과정의 하나인 단대단 트래픽의 수요를 추정하는 트래픽 추정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 단대단 트래픽 수요 추정시 활용하는 트래픽 측정 자료 항목과 활용과정 및 수요 추정 반복 단계시의 방향벡터를 효율적으로 산출하므로써 트래픽 추정을 정확하게 할 수 있도록 하는 방법에 관한 것인 바, 추정치 임의값의 초기값을 초기화한 후, 방향벡터 및 스텝 사이즈의 곱만큼 반복적으로 그리고 단계적으로 증가시키므로써, 새로운 제약조건 및 방향벡터를 손쉽게 발견할 수 있으며, 이로 인하여 통신망 관리, 제어 설계 등의 분야의 핵심정보로서 유용한 단대단 트래픽 자료를 효율적으로 확보할 수 있는 잇점을 제공한다.

Description

단대단 트래픽 추정 방법 및 시스템
본 발명은 통신망의 트래픽 측정 자료를 바탕으로 망관리에 필요한 정보 분석 과정의 하나인 단대단 트래픽 수요를 추정하는 추정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 단대단 트래픽 수요 추정시 활용하는 트래픽 측정 자료 항목과 활용과정 및 수요 추정 반복 단계시의 방향벡터를 효율적으로 산출하므로써 트래픽 추정을 정확하게 할 수 있도록 하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 특정 교환국에 수용된 가입자들에 의하여 다른 임의의 교환국에 수용된 가입자들로의 통화지도 트래픽 수요는 용량계획, 루팅계획 등을 포함하여 망계획 및 관리분야에 매우 중요한 정보 중의 하나이다.
가입자의 통화시도는 실패할 경우 재시도하게 되므로, 적절한 재시도 모형과 단대단 시도 트래픽으로부터 단대단 트래픽 수요를 산출하면 된다. 그러나, 이 단대단 시도 트래픽을 직접적으로 측정할 수 없기 때문에 대안으로서 루트 트래픽 자료와 교환국 트래픽 자료, 루팅 규칙 등을 이용하여 간접적으로 추정하는 방법이 벨코아(Bellcore)를 비롯한 각국의 연구소에서 연구되고 있다.
통신망의 단대단 트래픽 수요를 산출하는 데 사용 가능한 트래픽 자료로는 루트 트래픽 자료(Usage, overflow율, holding time, peg count)와 사무실 트래픽 자료(ORG-TERM, INC-OG, INC-TERM)가 있다.
이 트래픽 자료들을 이용하여 구성 가능한 제약 조건으로는 루트트래픽 제약조건과 사무실 총 제약조건이 있다.
임의의 루트의 사용은 이 루트를 사용하는 모든 단대단 트래픽의 사용 비율대로의 합이다.
사무실 총 제약조건은 다음과 같다. 임의의 교환기에서 측정한 총 발신측 중계(ORG-OG) 트래픽은 당 교환기로부터의 단대단 트래픽을 모든 착신 교환기에 대하여 합계한 것과 같고, 임의의 교환기에서 측정한 총입중계착신 트래픽은 당 교환기로의 단대단 트래픽을 모든 발신 교환기에 대하여 합계한 것과 같다는 것이다.
종래의 단대단 트래픽 수요 추정 방법으로는 “마틴 튜(Martin TU)”의 방법과 “김노식”의 방법이 있다. 이 두가지 방법 모두가 위에서 언급한 제약 조건을 고려하고 있다.
상기 “마틴 튜”의 방법은 제약조건들로부터 구성한 연립 방정식을 가우스-자이텔 반복법(Gauss-seidel iteration method)을 사용하여 그 해를 구한다. 그리고 상기 “김노식”의 방법은 방향벡터와 스텝 사이즈(step size) 구하기, 추정치 갱신, 정 지(Stop)준건 검사의 단순 반복 과정을 따른다.
“김노식”의 방법은 각 반복 단계마다 추정된 단대단 트래픽 수요치가 사무소 총 제약조건을 만족시키도록 하고, 방향 벡터 산출시 링크 트래픽 제약 조건을 위주로 산출한다.
그러나 상기와 같은 “마틴 튜”의 방법과 상기 “김노식”의 방법 모두가 가지고 있는 결점은 구성 가능한 독립적인 연립 방정식의 수가 미지수의 수에 접근하면 할수록 즉, 통신망의 연결도가 크면 클수록 쓸모있는 해를 찾게 된다는 것이다.
또한, 상기 “김노식”의 방법은 그 방향 벡터를 구하는 루틴의 특성 상각 단대단 트래픽의 발생 패턴이 비교적 균일(homogeneous)한 경우에 쓸모있는 해를 찾는 것으로 나타났다.
상기와 같은 방식을 이용하는 일반적인 단대단 트패픽 추정 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 발견적(Heuristic) 단대단 시도 트래픽 추정 방법을 전개하는데 사용되는 용어는 다음과 같다.
“s”와 “d”는 각각 특정 통화시도에 대한 발신 노드와 착신 노드이고, “f”는 1차 시도 루트의 맞은 편 노드의 식별번호이다. 그리고 각 변수의 실제값을 나타내기 위해 위첨자*를 사용한다. 즉, y* ij는(i, j)루트를 통해 통화접속에 성공한 호에 의하여 사용된 루트 사용값이고, y* ij는 상기 yij의 실측치인 것이다.
또한, vij는(i,j)루트의 초과율의 측정치로써, 여기서(i, j)루트는 교환노드 I로 부터 교환노드 j로 연결되는 루트이다.
bsd는 이 단대단 통화 시도 트래픽에 대한, 단대단 호손율이다. rij(5,6)는 노드 s로부터 노드 d로 시도된 단대단 트래픽에 의하여 (i,j)루트의 시설이 사용된 비율을 나타낸다. 측정된 루트 초과율과 루팅 규칙을 바탕으로 rij(5,6)값을 계산하기 위해 다음의 두 가지 사항을 정의한다.
첫 번째 정의는 “동일한 초과 기회” 정의이다. 각 (i,j) 루트에 시도된 발착신이 서로 다른 시도호들은 동일한 초과율을 적용받는다.
두 번째 정의는 “루트 프로세스들 간의 독립성” 정의이다. 이 정의는 특정 시도호가 어느 하나의 루트상에서 초과되는 사건은 그 시도호가 다른 루트상에서 초과되는 사건과는 독립이라는 정의이다.
이 두가지 정의를 루트(1,2)와 루트(2,3)이 직렬로 연결된 형태의 단순한 망에 적응시킬 때, 단대단 호손율 “b13”는 “v12+v23(1-v12)”이고“r12(1,3)”는 “1-b13”가 된다(상기와 같은 정의를 통해 상기 “b13” 구하는 공식은 공지의 사항이므로 설명을 생략함).
상기와 같은 정의에 따라 종래 트래픽 추정오차를 구하는 방식을 도면을 통해 설명하며, 도면에서 구하는 ‘y값’은 단대단 트래픽 추정치 X를 루팅규칙에 따라서 루트에 할당할 때 이용되는 루트 트래픽을 나타내고, ‘o값’은 단대단 트래픽 추정치 X를 루팅규칙에 따라서 루트에 할당할 때 이용되는 교환노드의 총발신 트래픽을 나타내며, ‘t값’은 단대단 트래픽 추정치 X를 루팅규칙에 따라서 루트에 할당할 때 이용되는 교환노드의 총착신 트래픽을 나타낸다.
제1도는 일반적인 단대단 시도 트래픽과 루트 트래픽 측정치와의 관계를 나타내는 도면으로, 첫 번째 노드 1로부터 노드 2로 시도(x* 12)된 단대단 통화시도 트래픽의 측정을 위해 이 값과 루트 1, 2의 사용 측정치(rij(1,2))를 곱셈기(1)를 통해 곱하고, 상기와 동일한 방식으로 나머지 각 노드 들(X* 13…x* N(N-1)),(rij(1,3)… rij(N,N-1))에 대한 값을 구하여 이를 누산기(2)를 통해 총합계()한다.
상기와 같은 동작을 식으로 나타내면이다.
상기 식에서 “x* sd”는 노드 s로부터 노드 d로 시도된 단대단 통화 시도 트래픽의 추정치를 나타내고, “y* ij”는 (i,j)루트를 통해 통화 접속에 성공한 호에 의하여 사용된 루트 사용의 실측치이다.
제2도는 일반적인 단대단 시도 트래픽과 교환기에서 측정한 총발신출중계 트래픽과의 관계를 나타내는 도면으로, 각 노드들(x* S1,x* S2‥‥ x* SN) 들의 값을 누산기(2)를 통해 총합계()한다(여기서 착신노드 d로 총합계를 하는 이유는 상기에서 언급한 바와 같이 총 발신트래픽은 총착신트래픽과 동일하기 때문이다).
상기와 같은 동작을 식으로 나타내면이다.
상기 식에서 “o* S”는 노드 s로부터 발신한 총발신 트래픽과 노드 d로 착신하는 총착신 트래픽의 실측치를 나타낸다.
제3도는 일반적인 단대단 시도 트래픽과 교환기에서 측정한 총입계착신 트래픽과의 관계를 나타내는 도면으로, 상기에서 언급한 바와 같이 가 루트가 연결되었을 경우 나타내는 “r12(1,3)”는 “1-b13”정의를 통해 구한다.
즉, 첫 번째 노드 1과 착신 노드 d로 시도(x* 1d)된 단대단 통화시도 트래픽과 1-b13”를 곱셈기(1)를 통해 곱하고, 상기와 동일한 방식으로 나머지 각 노드 들(x* 2d…x* Nd),(1-b2d… 1-bNd)에 대한 값을 구하여 이를 누산기(2)를 통해 총합계()한다.
상기와 같은 동작을 식으로 나타내면이다.
상기 식에서 “t* d”는 노드 s로부터 발신한 총발신 트래픽과 노드 d로 착신하는 총착신 트래픽의 실측치를 나타내고, “xsd”는 단대단 시도 트래픽 추정치를 나타낸다. 그리고 X를 각 단대단에 대한 “xsd”들로 구성된 행렬이라 하고, O, T, Y도 각각 “os”, “td”, “yij”들을 구성요소로 하는 행렬이라 한다.
제4도는 일반적인 단대단 시도 트래픽 추정치로부터 루트 트래픽과 그 오차에 대한 산출 방법을 도시한 설명도 즉, “xsd”와 “rij(5, 6)”로부터 “yij”를 산출하는 방법과 “y* ij”와 “yij”로부터 “Δyij”를 산출하는 방법을 나타낸 도면으로, “xsd”와 “yij”의 관계를 Y=R(K)의 함수식으로 표현할 수 있다.
상세히 설명하면, 각 노드로부터 yij값을 구하고, 상기 제1도에 의해 구해진 y* ij에서 상기 yij값을 가감기(3)를 통해 뺄셈하므로써 Δyij값을 구하는 것이다.
상기와 같은 동작을 식으로 나타내면이고,이다.
제5도는 일반적인 단대단 시도 트래픽 추정치로부터 특정교환 노드에 대한 총발신 출중계 트래픽과 그 오차에 대한 산출 방법을 도시한 설명도 즉, “xsd”로부터 “os”를 산출하는 방법과 “o* s”와 “os”로부터 “Δos”를 산출하는 방법을 나타낸 도면으로, “xsd”와 “os”의 관계를 O=G(X)의 함수식으로 표현할 수 있다.
상세히 설명하면 각 노드로부터 oS값을 구하고, 상기 제2도에 의해 구해진 o* S값을 가감기(3)를 통해 뺄셈 하므로써 ΔoS값을 구하는 것이다.
상기와 같은 동작을 식으로 나타내면이고,이다.
제6도는 일반적인 단대단 시도 트래픽 추정치로부터 특정 교환 노드에 대한 총입계 착신 트래픽과 그 오차에 대한 산출 방법을 도시한 설명도 즉, “xsd”와 “bsd”로부터 “t* d”를 산출하는 방법과 “t* d”와 “td”로부터 “Δtd”를 산출하는 방법을 나타낸 도면으로, “xsd”와 “td”의 관계를 T=H(X)의 함수식으로 표현할 수 있다.
상세히 설명하면 각 노드로부터 td값을 구하고, 상기 제3도에 의해 구해진 t* d값을 가감기(3)를 통해 뺄셈하므로써 Δtd값을 구하는 것이다.
상기와 같은 동작을 식으로 나타내면이고,이다.
이상과 같은 방식을 통한 단대단 트래픽 추정 방법은 상기에서도 언급한 바와 같이 구성 가능한 연립방정식의 수가 미지수의 수보다 적기 때문에 많은 수의 해를 갖게되는 문제가 있다.
본 발명은 상기에 기술한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해, 분산형 정적 우회 루팅을 사용하는 통신망에서 제약조건의 수가 미지수의 수보다 적으므로써 발생하는 다중해 문제를 극복하기 위하여 새로운 제약 조건을 발견하고 적절한 방향벡터를 찾아내어 통신망 관리, 제어, 설계 등의 분야의 핵심 정보로서 유용한 단대단 트래픽 자료를 확보할 수 있는 단대단 트래픽 추정 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
참고로 상기 분산형 정적 우회루팅(distributed static alternate routing)이란 루팅이론에서 일반적으로 사용되는 용어로서, 통신망의 각 교환노드에서 우회루팅을 위한 1차, 2차, 3차 우회루트들을 테이블로 관리하고, 전화 시도호가 발생하면 이 루팅테이블에 따라서 1차, 2차, 3차 우회루트 순으로 사용가능한지를 살펴보고, 사용가능한 루트로 시도호를 루팅해 주는 방법을 의미한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 단대단 트래픽 추정 방법 및 시스템은 단대단 트래픽을 통로(Path) 단위로 루트들에 부과하고, 루트에서의 오버플로우(Overflow)도 각 통로들을 사용하는 단대단 시도호 단위로 발생하는 점을 고려하여 통신망에 적용되는 루팅 시나리오를 또 하나의 제약 조건으로서 추가시키는 것이다.
제1도는 일반적인 단대단 시도 트래픽과 루트 트래픽 측정치와의 관계를 나타 내는 도면.
제2도는 일반적인 단대단 시도 트래픽과 교환기에서 측정한 총발신출중계 트래픽과의 관계를 나타내는 도면.
제3도는 일반적인 단대단 시도 트래픽과 교환기에서 측정한 총입계착신 트래픽과의 관계를 나타내는 도면.
제4도는 일반적인 단대단 시도 트래픽 추정치로부터 루트 트래픽와 그 오차에 대한 산출 방법을 도시한 설명도.
제5도는 일반적인 단대단 시도 트래픽 추정치로부터 특정교환 노드에 대한 총발신 출중계 트래픽과 그 오차에 대한 산출 방법을 도시한 설명도.
제6도는 일반적인 단대단 시도 트래픽 추정 치로부터 특정 교환 노드에 대한 총입계 착신 트래픽과 그 오차에 대한 산출 방법을 도시한 설명도.
제7도는 본 발명에 따른 발견적 단대단 트래픽 추정 방법의 추정 단계를 도시한 흐름도.
제8도는 본 발명의 실시예에 따른 발견적 단대단 트래픽 추정 방법의 하드웨어적 구성도.
제9도는 본 발명의 실시예에 따른 발견적 단대단 트래픽 추정 방법의 기능 구성도.
제10도는 본 발명에 따른 망 토폴로지 테이블의 구성을 도시한 설명도.
제11도는 본 발명에 따른 루트 트래픽 측정치 테이블의 구성을 도시한 설명도.
제12도는 본 발명에 따른 서무실 트래픽 측정치 테이블의 구성을 도시한 설명도.
제13도는 본 발명에 따른 루팅 테이블의 구성을 도시한 설명도.
제14도는 본 발명의 실시예에 대한 추정 결과를 나타낸 표.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 곱셈기 2 : 누산기
3, 5, 7, 9, 12 : 가감기 4 : Y값 계산기
6 : O값 계산기 8 : T값 계산기
10 : 방향벡터/추정오차 계산기 11 : 스텝 사이즈 조정기
13 : 망 토폴로지 테이블 14 : 루트 트래픽 테이블
15 : 사무소 트래픽 테이블 16 : 루팅 규칙 테이블
17 : rij(5, 6)값 저장영역 18 : 추정치 X 저장영역
19 : 임시변수 저장영역 20 : 처리부 저장영역
21 : 처리부 211 : X초기치 산출부
212 : rij(5, 6)값 산출부 213 : 방향벡터 산출부
214 : 추정치 갱신부 215 : 추정오차 산출부
22 : 자료 입력부 23 : 자료 출력부
상기와 같이 동작되도록 하는 본 발명의 단대단 시도 트래픽 추정 방법은, 추정하고자 하는 단대단 시도 트래픽 추정치(X)의 초기치를 영값으로 설정하는 제1과정과;
루트(i, j)에 대한 루트시설이 사용된 비율을 나타내는 값(rij(5, 6))을 구하고, 계산된 추정치를 이용하여 루트트래픽(ΔY)값, 교환노드의 총발신 트래픽(ΔO)값, 교환노드의 총착신 트래픽(ΔT)값을 구한 후, 상기 각 값을 이용해 방향벡터(Z)를 산출하는 제2과정과;
상기 산출된 방향벡터의 오차율을 계산하여 스텝 사이즈를 곱한 후, 이 값을 상기 추정치에 더하여 새로운 추정치를 계산하는 추정값 갱신 처리를 수행하는 제3과정과;
상기 갱신된 추정치를 통해 재 계산된 방향벡터의 오차율을 계산한 다음 상기 계산된 오차율이 앞단계에서 계산된 오차율과 동일하지 않을 경우 상기 제2과정과 제3과정을 반복 수행하도록 하며, 동일할 경우 추정치 계산 과정을 중단하는 제4과정을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같이 동작되도록 하는 본 발명의 단대단 시도 트래픽 추정 시스템은, 추정하고자 하는 단대단 시도 트래픽 추정치(K)의 초기치를 설정하는 X초기치 산출부와;
특정 루트(i, j)의 시설이 사용된 비율을 나타내는 값(rij(s, d))을 계산하는 rij(s, d)값 산출부와;
상기 X초기치 산출부와, rij(s, d)값 산출부 및 망관리 시스템에서 제공하는 데이터를 저장하는 자료 입력부를 통해 입력된 값(ΔY, ΔO, ΔT, rij(s,d))들을 이용하여 방향벡터를 계산하는 방향벡터 산출부와;
상기 방향벡터 산출부를 통해 출력된 값에 스텝 사이즈를 곱하고, 상기 현재 추정된 X값에 상기 곱해진 결과치(ΔX)를 더하므로써, 새로운 추정치X 값을 계산하는 추정치 갱신부; 및
상기 추정치 갱신부를 통해 출력된 갱신된 추정치 X를 통해 재 계산된 방향 벡터의 오차율을 계산한 다음 상기 계산된 오차율을 앞단계에서 계산된 오차율과 비교하여 추정치 반복 수행 과정을 판단하는 추정오차 산출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 기술한 종래 발견적 단대단 시도 트래픽 추정 방법에는 루트 트래픽 제약조건, 사무소 총 제약조건, 그리고 루팅 시나리오 제약 조건의 3가지 항목이 사용된다. 상기 루트 트래픽 제약 조건은 추정치 “xsd”를 제4도에 적용시킨 출력 “yij”가 “y* ij”와 같아야 한다는 것이다.
사무소 총 제약 조건은 추정치 “xsd”를 제5도와 제6도에 적용시킨 출력 “os”, “td”가 각각 “o* s”, “t* d”와 같아야 한다는 것이다.
상기 루트 트래픽 제약 조건으로부터 공식화할 수 있는 연립 방정식의 수는 총 루트수 L개이고, N개의 노드들 사이에는 최대 N×(N-1) 개의 루트가 존재할 수 있으므로 총 제약조건으로부터 추출 가능한 방정식수는 노드수 N의 두배보다 작거나 같다. 따라서, 위 두가지 제약조건으로부터 추출 가능한 연립 방정식의 수는 L+2N보다 작거나 같다.
L≤연립방정식의 수≤L+2N 이다.
미지수의 개수는 N×(N-1)개로서 연립방정식의 수보다 완전 연결망을 제외한 대부분의 경우 크기 때문에 두 제약조건의 해는 여러개가 존재한다. 두가지 이상의 루팅 방식을 새로운 제약 조건으로 선택하였다.
루팅 방식은 수학적 형태로 표현하기가 어려우므로 발견적 접근 방식을 선택한다.
이하 본 발명에서 제시한 새로운 제약조건을 이용한 방향벡터를 구하고, 이 방향벡터를 사용해 단대단 시도 트래픽을 추정하는 방법을 설명한다.
제7도는 본 발명에 따른 발견적 단대단 트래픽 추정 방법의 추정 단계를 도시한 흐름도로, 방향벡터와 스텝 크기(step size)(α)구하기, 추정치 갱신, 정지(stop)조건 검사의 단순한 반복 과정을 통해 계산하는 바, 하기와 같다.
현재 단계에서 추정된 단대단 트래픽값(X)을 이용해 Y값 계산기(4)(도면에는 R(4)로 표기됨)에서 Y값을 구한다음 가감기(5)를 거쳐 Y*에서 상기 Y값을 빼므로써 ΔY를 구한다.
상기와 동일한 과정으로 O값 계산기(6)(도면에는 G(6)로 표기됨), T값 계산기(8)(도면에는 H(8)로 표기됨)를 통해 각각 O값과, T값을 구한다음 각 가감기(7,9)를 통해 ΔO값과, ΔT값을 구한다.
이어 상기 계산된 각 ΔY, ΔO, ΔT값들과,(rij(s,d))값을 이용해 방향벡터/추정오차 계산기(10)에서 방향벡터를 계산하고, 이의 오차율을 계산(도면에는 F(10)로 표기됨)하는 바, 방향벡터의 상세한 계산 방법은 뒷 페이지에 기재한다.
그런 다음 상기 계산된 오차율을 보고 스텝 사이즈 조정기(11)를 이용해 상기 X값을 이동시킬 스텝 사이즈 값인 α값을 조정한다. 이때 상기 α값은 0∼1 사이의 값이다.
상기 스텝 사이즈 α값이 정해짐에 따라 ΔX값이 정해지고, 이 ΔX값을 가 감기(12)를 통해 상기 추정치 X에 더하여 새로운 추정치 X값을 구한다.
이처럼 새롭게 구해진 추정치 X는 다시 상기 각 Y, O, T값을 구하는데 이용되고, 이를 통해 방향벡터를 재계산한다.
이와 같은 동작 과정을 반복적으로 수행하다가 오차율을 계산하는 단계에서 오차범위내에 다다르면 동작을 정지한다.
즉, 본 발명은 각 발착신장에 대한 단대단 트래픽 추정치를 미세량만큼씩 단계적으로 증가시키는 방법을 이용하여, 모든 단대단 트래픽 추정치를 동시에 조금씩 증가시킬 경우 예상되는 루트 사용과 총 입증계 착신 트래픽, 총 발신 출중계 트래픽을 계산해보므로써 루트 사용과 교환 노드 트래픽 값이 실제값을 초과하는 결과를 초래하는 루트나 교환 노드를 이용하지 않는 단대단쌍에 대한 추정치의 증가를 허용하는 방법이다.
이하, 상기와 같은 과정을 상세히 설명하며, 특히 방향벡터를 구하는 방법을 상세히 설명한다.
반복 과정을 시작하기 전에 먼저 추정치 X의 초기치를 구한다. 1차 시도 루트를 독점적으로 사용하는 단대단이 존재하는 경우, 이러한 단대단에 대한 단대단 시도 트래픽은 1차 시도 루트의 루트시도 트래픽과 같다. 따라서, 이러한 단대단의 추정치는 1차 시도 루트의 시도 트래픽으로 정하고, 나머지 단대단에 대한 초기치는 영으로 정한다. 그 다음, 각 단대단(s, d)에 대하여 측정된 루트 오버플로우(over flow)율을 갖는 망에 트래픽 1얼랑을 루팅 규칙에 따라 흐르게 할 경우 결과로서 나타나는 루트 사용을 측정하므로써, 각 루트(i, j)에 대한 “rij(s,d)”을 구한다.
현재값 X를 제4도, 제5도 및 제6도에 적용하여 Y, O, T와 ΔY, ΔO, ΔT를 산출한다. 이어 ΔY, ΔO, ΔT와 “rij(s,d)”를 이용하여 방향벡터 Z를 구하는 바, 각 단대단(s,d)에 대한 방향성분 “zsd”를 구하기 위해서, 그 1차 시도루트(s,f)를 고려한다.
루트(s,f)를 사용하는 모든 단대단에 대한 “rij(s′,d′)×(Δos′+Δtd′)” 값을 합한 값을 A라 하고, “rij(s,d)×(Δos+Δtd)”를 B라고 한다.
여기서 (s,f) 루트 트래픽은 단대단(s′,d′) 트래픽들이 “rij(s′,d′) ×(Δos′+Δtd′)”들의 비율로 구성되었다고 생각할 수 있다. 이것은 더 큰 “rij(s′,d′) ×(Δos′+Δtd′)”을 갖는 단대단쌍의 트래픽이 (s,f)의 루트에 더 많이 부과되었을 확률이 크기 때문이다. 따라서, 이 점을 고려하여 그 1차 시도 루트에 대한 “Δysf” 중에서 단대단(s,d)에 의한 것으로 예상되는 부분, 즉, “Δysf”에 B를 곱하고 A로 나눈 값을 단대단(s,d)에 대한 방향성분 “zsd”로 한다.
이렇게 구한 임시 방향 벡터 Z에 적절한 스텝 크기(step size) α를 곱하여 현재의 추정치 X에 더한 값을 임시 X로 하고 이 X를 제4도, 제5도, 제6도에 적용하여 ΔY, ΔO, ΔT를 구하고, 사용하는 루트들의 “Δyij”가 모두 양수이고, “Δos”와 “Δtd”가 모두 양수인 단대단(s,d)들을 제외한 다른 단대단에 대한 방향성분을 영으로 수정한다.
이렇게 하여 방향벡터 Z를 구하고, 이 Z에 적절한 스텝 크기 α를 곱하여 현재의 추정치 X에 더한 값을 새로운 추정치 X로 한다. 이어 갱신된 추정치 X로부터 제4도, 제5도, 제6도를 이용하여 Y, O, T를 산출하는 단계부터 다시 반복수행한다.
반복과정은 제약조건에 대한 추정오차 즉, “Δyij”의 절대값들의 모든 루트(i,j)에 대한 총합에 “Δos”와 “Δtd”의 절대값들의 모든 노드에 대한 총합을 더한 값이 이전 반복 단계에서 구해진 값보다 더 이상 줄어들지 않을 때까지 수행한다.
실제로 테스트를 위해 약 51.75%정도의 연결도(connectivity)를 갖는 불완전 연결망(sparse network)에 대하여 발견적 단대단 트래픽 추정 방법을 적용하여 보았다. 대상망은 발착신 전용인 국부(local) 교환기가 61개, 순수 탄템 교환기 2개, 발착신 및 탄템 기능을 공유하는 복합식(combined) 교환기 85개로 모두 148개의 교환 노드로 구성되어 있으며, 전체 단대단쌍중에서 48% 이상이 1차 시도 루트로 탄뎀 루트를 이용한다.
단대단 트래픽 추정 알고리듬의 성능치 산출에 사용할 트래픽 입력 자료를 확보하기 위하여 대상 통신망에 대하여 3900초 동안 시뮬레이션을 수행하고 처음 300초 이후에 발생한 호들에 의하여 영향받은 통계 자료를 측정하였다. 모든 호들에 대한 평균 통화시간을 78초로 포아손 프로세스(Poisson Process)를 따르는 것으로 가정하였다. 이렇게 시뮬레이션한 결과 측정된 루트 트래픽 자료와 사무소 자료를 입력으로 하여 단대단 트래픽을 추정하였다.
제8도는 본 발명에 의한 단대단 트래픽 추정 방법을 적용하는 하드웨어적 구성도로, 현재 네트웍의 노드 배치와 루트의 배치에 대한 정보를 저장하는 망토폴로지 테이블(13)과;
망관리 시스템(도면에는 도시하지 않음)에서 측정한 루트 트래픽으로서 시도 트래픽과 오버플로우율 등을 저장하는 루트 트래픽 테이블(14)과;
계산된 T값, O값, ΔT값, ΔO값을 저장하는 사무소 트래픽 테이블(15)과;
현재 네트웍에서 적용되고 있는 정적우회루팅규칙을 저장하는 루팅규칙 테이블(16)과;
추정장치 내의 처리부(21)에서 계산과정시 요구되는 메모리를 제공하는 rij(s,d)값 저장영역(17)과;
단대단 트래픽을 추정하는 과정에서 각 단계에서 추정된 단대단 트래픽 값을 저장하는 추정치X 저장영역(18)과;
계산과정에서 발생되는 임시변수들을 저장하기 위해 사용되는 임시변수 저장영역(19)과;
본 발명에 의한 추정 방법의 알고리즘을 컴파일하여 생성된 기계어를 저장하는 처리부 저장영역(20); 및
상기 처리부 저장영역(20)에 저장된 알고리즘을 통해 단대단 트래픽을 추정하는 처리를 수행하며, 추정시 필요로 되는 데이터들은 상기 각 테이블에서 읽어들여 계산을 수행하는 처리부(21)를 구비한다.
이때 상기 각 테이블(13∼16)에 저장되는 데이터들은 망관리 시스템에 내장되어 있는 데이터베이스(도면에는 도시하지 않음)로부터 추출해낸 값들을 이용한다.
상기와 같은 구성을 구비하는 제8도의 동작 과정은 제9도를 참조하여 설명하는 바, 제9도는 상기 제8도에 도시된 처리부(21) 내의 세부 기능을 블록으로 나타낸 도면으로, 각 테이블(13∼16)을 자료입력부(22)로 나타내었으며, 각 계산된 값을 저장하는 영역들(17∼20)을 자료출력부(23)로 나타낸다.
처리부(21)는 추정치X의 초기치를 설정하는 X초기치 산출부(211)와;
특정 루트의 시설이 사용된 비율을 나타내는 값(rij(s, d))을 계산하는 rij(s, d)값 산출부(212)와;
상기 X초기치 산출부(211)와 rij(s, d)값 산출부(212)를 통해 입력된 값(ΔY, ΔO, ΔT, rij(s,d))을 이용하여 방향벡터를 계산하는 방향벡터 산출부(213)와;
상기 방향벡터 산출부(213)를 통해 출력된 값에 스텝 사이즈를 곱하고, 상기 현재 추정된 X값에 상기 곱해진 결과치(ΔX)를 더하므로써, 새로운 추정치X 값을 계산하는 추정치 갱신부(214); 및
상기 추정치 갱신부(214)를 통해 출력된 갱신된 추정치X를 통해 재 계산된 방향벡터의 오차율을 계산한 다음 상기 계산된 오차율을 앞단계에서 계산된 오차율과 비교하여 추정치 반복 수행 과정을 판단하는 추정오차 산출부(215)를 구비한다.
상기와 같은 구성을 가지는 처리부(21)의 동작은 상기에서 설명한 제7도의 동작과 동일한 바, 간략하게 설명하면 본 발명에 의해 새로 제안된 제약조건인 rij(s,d)값과 초기값을 이용하여 방향벡터를 구하고, 상기 계산된 방향벡터 값을 통해 오차율을 계산하여 오차범위내에 속하면 계산을 중단하고, 오차범위내에 해당하지 않으면 다시 방향벡터 산출부(213)를 통해 방향벡터를 재 계산한다.
즉, 현재 계산된 방향벡터 값의 오차율이 앞전 단계에서 계산된 방향벡터 값의 오차율 보다 줄어들지 않을 경우 반복 동작을 중단한다.
제10도, 제11도, 제12도, 제13도는 각각 망 토폴로지 테이블(13), 루트 트래픽 테이블(14), 사무소 트래픽 테이블(15), 루팅 규칙 테이블(16)의 구성을 도시한 설명도로, 망토폴로지 테이블(13)에는 지정된(prefix)송신노드, 지정된 수신노드, 루트운반트래픽(Usage), 시도호 수(Peg Count), 홀딩 타임(holding time), 오버플로우율(Overflow rate)이 저장되어 있고, 루트트래픽 테이블(14)에는 지정된 송신노드, 지정된 수신노드, 설치회선수, 가용회선수에 대한 정보가 저장되어 있으며, 사무소 트래픽 테이블(15)에는 지정된 교환노드, 총발신 출중계 트래픽, 총입중계 착신 트래픽에 대한 정보가 저장되어 있다.
그리고 루팅 규칙 테이블(16)에는 지정된 발신노드, 지정된 착신노드, 시도 루트수, 지정된 1차시도루트수신단, 지정된 2차시도루트수신단, 이하 지정된 n차시도루트수신단에 관한 정보가 저장되어 있다.
한편, 상기에 기술한 바와 같은 과정을 통해 계산되는 본 발명의 발견적 단대단시도 트래픽 추정 방법을 적용하여 추정된 단대단 트래픽 결과 자료를 제14도에 도시하였는 바, 도면에 도시된 바와 같이 각 단대단에 대한 상대 추정오차의 가중 평균치 즉, 평균 추정 오차가 대략 6.30%임을 보여준다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이, 본 발명은 추정치 임의값의 초기값을 초기화한 후, 방향벡터 및 스텝 사이즈의 곱만큼 반복적으로 그리고 단계적으로 증가시키므로써, 새로운 제약조건 및 방향벡터를 손쉽게 발견할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명은 통신망 관리, 제어 설계 등의 분야의 핵심정보로서 유용한 단대단 트래픽 자료를 효율적으로 확보할 수 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 추정하고자 하는 단대단 시도 트래픽 추정치(X)의 초기치를 영값으로 설정하는 제1과정과 ; 루트(i, j)에 대한 루트시설이 사용된 비율을 나타내는 값(rij(s, d))을 구하고, 계산된 추정치를 이용하여 루트 트래픽(ΔY)값, 교환노드의 총발신 트래픽(ΔO)값, 교환노드의 총착신 트래픽(ΔT)값을 구한 후, 상기 각 값을 이용해 방향벡터(Z)를 산출하는 제2과정과 ; 상기 산출된 방향벡터의 오차율을 계산하여 스텝 사이즈를 곱한 후, 이 값을 상기 추정치에 더하여 새로운 추정치를 계산하는 추정값 갱신 처리를 수행하는 제3과정과 ; 상기 갱신된 추정치를 통해 재 계산된 방향벡터의 오차율을 계산한 다음 상기 계산된 오차율이 앞단계에서 계산된 오차율과 동일하지 않을 경우 상기 제2과정과 제3과정을 반복 수행하도록 하며, 동일할 경우 추정치 계산 과정을 중단하는 제4과정을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 단대단 트래픽 추정 방법. (상기 (s, d)는 특정 통화시도에 대한 발신 노드, 착신 노드임)
  2. 제1항에 있어서, 상기 추정치(X)의 초기치를 설정하는 과정이, 1차 시도 루트를 독점적으로 사용하는 단대단에 대한 추정치를 그 1차 시도 트래픽으로 하는 것을 특징으로 하는 단대단 트래픽 추정 방법.
  3. 추정하고자 하는 단대단 시도 트래픽 추정치(X)의 초기치를 설정하는 X초기치 산출부와 ; 특정 루트(i, j)의 시설이 사용된 비율을 나타내는 값(rij(s, d))을 계산하는 (rij(s, d))값 산출부와 ; 상기 X초기치 산출부와, (rij(s, d))값 산출부를 통해 입력된 값 및 망관리 시스템에서 제공하는 데이터를 저장하는 자료 입력부를 통해 입력된 값(ΔY, ΔO, ΔT, rij(s, d))들을 이용하여 방향벡터를 계산하는 방향벡터 산출부와 ; 상기 방향벡터 산출부를 통해 출력된 값에 스텝 사이즈를 곱하고, 상기 현재 추정된 X값에 상기 곱해진 결과치(ΔX)를 더하므로써, 새로운 추정치 X값을 계산하는 추정치 갱신부 ; 및 상기 추정치 갱신부를 통해 출력된 갱신된 추정치 X를 통해 재 계산된 방향 벡터의 오차율을 계산한 다음 상기 계산된 오차율을 앞단계에서 계산된 오차율과 비교하여 추정치 반복 수행 과정을 판단하는 추정오차 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 단대단 트래픽 추정 시스템. (상기 (s, d)는 특정 통화시도에 대한 발신 노드, 착신 노드임)
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