RU210691U1 - DEVICE FOR CALCULATION OF OPTIMUM PARAMETERS FOR SMOOTHING FRACTAL TRAFFIC BY CRITERION OF MAXIMUM CORRESPONDENCE OF AVERAGE RATE AND GREATEST SURGE OF INPUT AGGREGATED FLOW UNDER THE CONDITION OF NO PACKET LOSS DUE TO BUFFER OVERFLOW - Google Patents

DEVICE FOR CALCULATION OF OPTIMUM PARAMETERS FOR SMOOTHING FRACTAL TRAFFIC BY CRITERION OF MAXIMUM CORRESPONDENCE OF AVERAGE RATE AND GREATEST SURGE OF INPUT AGGREGATED FLOW UNDER THE CONDITION OF NO PACKET LOSS DUE TO BUFFER OVERFLOW Download PDF

Info

Publication number
RU210691U1
RU210691U1 RU2022101827U RU2022101827U RU210691U1 RU 210691 U1 RU210691 U1 RU 210691U1 RU 2022101827 U RU2022101827 U RU 2022101827U RU 2022101827 U RU2022101827 U RU 2022101827U RU 210691 U1 RU210691 U1 RU 210691U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
input
output
multiplication
equivalent
Prior art date
Application number
RU2022101827U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Николаевич Мартьянов
Павел Юрьевич Белов
Сергей Сергеевич Рыбас
Константин Сергеевич Мирошник
Original Assignee
Анатолий Николаевич Мартьянов
Павел Юрьевич Белов
Сергей Сергеевич Рыбас
Константин Сергеевич Мирошник
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Николаевич Мартьянов, Павел Юрьевич Белов, Сергей Сергеевич Рыбас, Константин Сергеевич Мирошник filed Critical Анатолий Николаевич Мартьянов
Priority to RU2022101827U priority Critical patent/RU210691U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU210691U1 publication Critical patent/RU210691U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/12Avoiding congestion; Recovering from congestion
    • H04L47/125Avoiding congestion; Recovering from congestion by balancing the load, e.g. traffic engineering

Abstract

Полезная модель относится к области техники сетей передачи данных с коммутацией пакетов. Техническим результатом является создание устройства для вычисления оптимального значения скорости сглаживания и объема буфера сглаживания, обеспечивающих отсутствие потерь из-за переполнения буфера и максимальное соответствие величине средней скорости и наибольшего всплеска входного агрегированного потока пакетов. Устройство содержит блок ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета; блок ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов; блок ввода единичного уровня сигнала; блок ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста; блок ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов; блок вычитания; блок вычисления обратной величины; пять блоков умножения; блок деления; блок логарифмирования; два блока возведения в степень; блок вычисления модуля; блок вычисления квадратного корня; блок ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов; два блока сложения; блок отображения оптимальной скорости сглаживания; блок отображения оптимального буфера сглаживания, и организации связей между ними позволяет реализовать вычисление оптимальных параметров сглаживания фрактального трафика по критерию максимального соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока при условии отсутствия потерь пакетов из-за переполнения буфера. 2 ил.The utility model relates to the field of packet-switched data networks. The technical result is the creation of a device for calculating the optimal value of the smoothing rate and the volume of the smoothing buffer, ensuring the absence of losses due to buffer overflow and the maximum compliance with the average rate and the largest burst of the input aggregated packet stream. The device contains a signal input unit, equivalent to the value of the maximum packet size; a block for inputting a signal equivalent to an estimate value of the standard deviation of the rate of the input packet stream; input unit of a single signal level; a signal input unit equivalent to the value of the Hurst exponent; a signal input unit equivalent to the number of received packets; subtraction block; reciprocal calculation unit; five multiplication blocks; division block; logarithm block; two exponentiation blocks; module calculation unit; square root calculation block; a block for inputting a signal equivalent to the value of the average rate of the input packet stream; two addition blocks; display unit of the optimal smoothing speed; the block for displaying the optimal smoothing buffer, and organizing links between them, makes it possible to calculate the optimal parameters for smoothing fractal traffic according to the criterion of maximum correspondence between the average speed and the largest burst of the input aggregated stream, provided there are no packet losses due to buffer overflow. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области техники сетей передачи данных с коммутацией пакетов и может быть использована для вычисления оптимального значения скорости сглаживания и объема буфера сглаживания, обеспечивающих отсутствие потерь из-за переполнения буфера и максимальное соответствие величине средней скорости и наибольшего всплеска входного агрегированного потока пакетов.The utility model relates to the field of technology for packet-switched data transmission networks and can be used to calculate the optimal value of the smoothing rate and the size of the smoothing buffer, ensuring no loss due to buffer overflow and maximum compliance with the average speed and the largest burst of the input aggregated packet flow.

Известны устройства [1, 2], близкие по предназначению предлагаемого устройства. Входящие в состав устройств [1, 2] элементы в основном нацелены на оптимизацию параметров сети связи за счет изменения маршрута или пропускной способности, при этом процесс буферизации не описан.Known devices [1, 2], similar in purpose of the proposed device. The elements included in the devices [1, 2] are mainly aimed at optimizing the parameters of the communication network by changing the route or throughput, while the buffering process is not described.

В устройстве [1] производят преобразование транспортного потока MPEG в IP-пакеты для широковещания в WLAN, причем данное устройство содержит в своем составе пакетировщик, но состав устройства пакетирования не раскрывается, а лишь оговорено, что формирование пакетов осуществляется в соответствии с некими межсетевыми протоколами и специфической для программ информации. Формирование пакетов, таким образом, не позволяет обеспечить отсутствие потерь из-за переполнения буфера и одновременное сглаживание входного потока.The device [1] converts the MPEG transport stream into IP packets for broadcasting in a WLAN, and this device contains a packetizer, but the composition of the packetizer is not disclosed, but it is only stipulated that the formation of packets is carried out in accordance with certain internetwork protocols and program-specific information. Formation of packages, thus, does not allow to ensure the absence of losses due to buffer overflow and simultaneous smoothing of the input stream.

Устройство [2], которое реализует подход изменяемых длин пакета для передач с высокой скоростью передачи пакетных данных в сети доступа (AN), содержит узел управления скоростью передачи данных (DRC) для приема запросов скорости передачи данных от терминалов доступа, причем каждый запрос скорости передачи данных указывает, по меньшей мере, одну скорость передачи, которую терминал доступа запрашивает у устройства сети доступа для передачи данных терминалу доступа; узел выработки пакета физического уровня (PL), выполненный с возможностью приема запросов скорости передачи данных от DRC-узла на основании запросов скорости передачи, выбора, по меньшей мере, двух терминалов доступа для получения данных из многопользовательского PL-пакета, выбора длины из набора длин для многопользовательского PL-пакета, выбора скорости передачи из набора скоростей передачи для передачи многопользовательского PL-пакета и выработки многопользовательского PL-пакета выбранной длины; и передатчик для передачи многопользовательского PL-пакета терминалам доступа.An apparatus [2] that implements a variable packet length approach for high packet data rate transmissions in an access network (AN) comprises a data rate control (DRC) node for receiving data rate requests from access terminals, with each rate request data indicates at least one transmission rate that the access terminal requests from the access network device to transmit data to the access terminal; a physical layer (PL) packet generation node configured to receive data rate requests from the DRC node based on the rate requests, select at least two access terminals to receive data from the multi-user PL packet, select a length from a set of lengths for the multi-user PL packet, selecting a transmission rate from a set of transmission rates for transmitting the multi-user PL packet, and generating a multi-user PL packet of the selected length; and a transmitter for transmitting the multi-user PL packet to the access terminals.

Недостатком данного технического решения является выбор размера пакета исходя из запрошенной скорости передачи, причем набор возможных размеров пакета соответствующий конкретной скорости передачи заранее определен, к тому же не обеспечивается оптимальное сглаживание без потерь в условиях пульсирующего информационного потока.The disadvantage of this technical solution is the selection of the packet size based on the requested transmission rate, and the set of possible packet sizes corresponding to a specific transmission rate is predetermined, moreover, optimal lossless smoothing is not provided in conditions of a pulsating information flow.

Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является устройство [3], которое производит вычисление оптимального размера пакета по критерию минимума задержки воспроизведения цифровых сжатых изображений в условиях оптимального сглаживания без потерь.The closest in technical essence and selected as a prototype is the device [3], which calculates the optimal packet size according to the criterion of minimum delay in the reproduction of digital compressed images under conditions of optimal lossless smoothing.

Технический результат устройства-налога [3] обеспечивается за счет применения блока ввода значения размера служебной части пакета; блока ввода значения максимального размера сжатого кадра; блока ввода значения частоты следования кадров; блока ввода значения скорости работы устройства декомпрессии; блока ввода значения скорости работы передатчика; блока ввода значения скорости работы приемника; восьми блоков умножения; блока вычисления минимума; шести блоков деления; двух блоков вычисления обратной величины; блока вычисления квадратного корня; блока округления до ближайшего целого вверх; блока округления до ближайшего целого вниз; пяти блоков сложения; блока сравнения; блока инверсии; блока отображения результата, причем: выход 1 блока 1 ввода значения размера служебной части пакета соединен с входом 1 блока 7 умножения, с входом 1 блока 22 умножения и с входом 2 блока 33 сложения; выход 1 блока 2 ввода значения максимального размера сжатого кадра соединен с входом 2 блока 7 умножения, входом 1 блока 8 умножения, с входом 1 блока 10 деления и с входом 1 блока 25 деления; выход 1 блока 3 ввода частоты следования кадров соединен с входом 2 блока 8 умножения; выход 1 блока 4 ввода значения скорости работы устройства декомпрессии соединен с входом 2 блока 25 деления и с входом 2 блока 9 вычисления минимума; выход 1 блока 5 ввода значения скорости передатчика соединен с входом 3 блока 9 вычисления минимума и с входом 1 блока 12 вычисления обратной величины; выход 1 блока 6 ввода значения скорости приемника соединен с входом 4 блока 9 вычисления минимума и с входом 1 блока 11 вычисления обратной величины; выход 1 блока 7 умножения соединен с входом 1 блока 13 деления и с входом 1 блока 16 деления; выход 1 блока 8 умножения соединен с входом 1 блока 9 вычисления минимума; выход 1 блока 9 вычисления минимума соединен с входом 2 блока 10 деления, с входом 2 блока 13 деления и с входом 2 блока 15 умножения; выход 1 блока 10 деления соединен с входом 3 блока 26 сложения и с входом 2 блока 27 сложения; выход 1 блока 11 вычисления обратной величины соединен с входом 1 блока 14 сложения; выход 1 блока 12 вычисления обратной величины соединен с входом 2 блока 14 сложения; выход 1 блока 13 деления соединен с входом 1 блока 19 деления и с входом 1 блока 21 деления; выход 1 блока 14 сложения соединен с входом 1 блока 15 умножения, с входом 2 блока 24 умножения, с входом 2 блока 23 умножения и с входом 2 блока 22 умножения; выход 1 блока 15 умножения соединен с входом 2 блока 16 деления; выход 1 блока 16 деления соединен с входом 1 блока 17 вычисления квадратного корня; выход 1 блока 17 вычисления квадратного корня соединен с входом 1 блока 20 округления вниз и с входом 1 блока 18 округления вверх; выход 1 блока 18 округления вверх соединен с входом 2 блока 19 деления, с входом 1 блока 23 умножения и с входом 1 блока 29 умножения; выход 1 блока 19 деления соединен с входом 5 блока 26 сложения; выход 1 блока 20 округления вниз соединен с входом 2 блока 21 деления, с входом 1 блока 24 умножения и с входом 2 блока 31 умножения; выход 1 блока 21 деления соединен с входом 4 блока 27 сложения; выход 1 блока 22 умножения соединен с входом 2 блока 26 сложения и с входом 3 блока 27 сложения; выход 1 блока 23 умножения соединен с входом 4 блока 26 сложения; выход 1 блока 24 умножения соединен с входом 5 блока 27 сложения; выход 1 блока 25 деления соединен с входом 1 блока 26 сложения и с входом 1 блока 27 сложения; выход 1 блока 26 сложения соединен с входом 1 блока 28 сравнения; выход 1 блока 27 сложения соединен с входом 2 блока 28 сравнения; выход 1 блока 28 сравнения соединен с входом 2 блока 29 умножения и с входом 1 блока 30 инверсии; выход 1 блока 29 умножения соединен с входом 2 блока 32 сложения; выход 1 блока 30 инверсии соединен с входом 1 блока 31 умножения; выход 1 блока 31 умножения соединен с входом 1 блока 32 сложения; выход 1 блока 32 сложения соединен с входом 1 блока 33 сложения; выход 1 блока 33 сложения соединен с входом 1 блока 34 отображения результата.The technical result of the device-tax [3] is provided through the use of the block input value of the size of the service part of the package; block for entering the value of the maximum size of the compressed frame; block for entering the value of the frame rate; a block for inputting the value of the speed of the decompression device; block for inputting the value of the speed of the transmitter; block for inputting the value of the speed of the receiver; eight multiplication blocks; minimum calculation block; six division blocks; two blocks for calculating the reciprocal; square root calculation block; block rounding up to the nearest integer; block rounding down to the nearest integer; five addition blocks; comparison block; inversion block; the result display unit, wherein: the output 1 of the block 1 for entering the value of the size of the service part of the packet is connected to the input 1 of the multiplication block 7, to the input 1 of the multiplication block 22 and to the input 2 of the addition block 33; output 1 block 2 input values of the maximum size of the compressed frame is connected to the input 2 block 7 multiplication, input 1 block 8 multiplication, input 1 block 10 division and input 1 block 25 division; output 1 block 3 input frame rate is connected to the input 2 block 8 multiplication; output 1 block 4 input value of the speed of the decompression device is connected to the input 2 block 25 division and input 2 block 9 calculate the minimum; the output 1 of the block 5 input values of the speed of the transmitter is connected to the input 3 of the block 9 to calculate the minimum and to the input 1 of the block 12 to calculate the reciprocal; the output 1 of the block 6 input values of the speed of the receiver is connected to the input 4 of the block 9 to calculate the minimum and to the input 1 of the block 11 to calculate the reciprocal; output 1 block 7 multiplication connected to the input 1 block 13 division and input 1 block 16 division; the output 1 of the multiplication block 8 is connected to the input 1 of the block 9 for calculating the minimum; the output 1 of the block 9 calculation of the minimum is connected to the input 2 of the division 10, with the input 2 of the division 13 and with the input 2 of the multiplication block 15; output 1 block 10 division is connected to the input 3 block 26 addition and input 2 block 27 addition; the output 1 of the block 11 calculating the reciprocal is connected to the input 1 of the block 14 addition; the output 1 of the block 12 calculating the reciprocal is connected to the input 2 of the block 14 addition; output 1 of division 13 is connected to input 1 of division 19 and to input 1 of division 21; output 1 of block 14 addition is connected to input 1 of block 15 multiplication, with input 2 of block 24 of multiplication, with input 2 of block 23 of multiplication and with input 2 of block 22 of multiplication; output 1 block 15 multiplication is connected to the input 2 block 16 division; the output 1 of the block 16 division is connected to the input 1 of the block 17 for calculating the square root; the output 1 of the square root calculation block 17 is connected to the input 1 of the round-down block 20 and to the input 1 of the round-up block 18; output 1 of block 18 rounding up connected to input 2 of block 19 division, with input 1 of block 23 of multiplication and with input 1 of block 29 of multiplication; the output 1 of the block 19 division is connected to the input 5 of the block 26 addition; output 1 block 20 rounding down connected to the input 2 block 21 division, input 1 block 24 multiplication and input 2 block 31 multiplication; output 1 block 21 division connected to the input 4 block 27 addition; output 1 block 22 multiplication connected to the input 2 block 26 addition and input 3 block 27 addition; output 1 block 23 multiplication connected to the input 4 block 26 addition; output 1 block 24 multiplication connected to the input 5 block 27 addition; output 1 block 25 division is connected to the input 1 block 26 addition and input 1 block 27 addition; output 1 block 26 addition is connected to the input 1 block 28 comparison; output 1 block 27 addition connected to the input 2 block 28 comparison; output 1 block 28 comparison is connected to the input 2 block 29 multiplication and input 1 block 30 inversion; output 1 block 29 multiplication connected to the input 2 block 32 addition; output 1 block 30 of the inversion is connected to the input 1 of the block 31 multiplication; output 1 block 31 multiplication connected to the input 1 block 32 addition; output 1 block 32 addition is connected to the input 1 block 33 addition; output 1 block 33 addition is connected to the input 1 block 34 display the result.

Устройство-аналог [3] обладает следующими основными недостатками:The analogue device [3] has the following main disadvantages:

1. Не производят оптимизацию потока реального времени, для которого не известна трафиковая трасса (накопительная функция поступления входного потока).1. Do not optimize the real-time stream for which the traffic path is not known (accumulative function of the input stream arrival).

2. Не обеспечивают сбалансированное соотношение скорости сглаживания и объема буфера сглаживания, при которых несущественное изменение одного параметра не приводит к значительному изменению другого.2. They do not provide a balanced ratio between the smoothing speed and the size of the smoothing buffer, in which an insignificant change in one parameter does not lead to a significant change in the other.

3. Не обеспечивают максимизацию соответствия параметров сглаживания характеристикам входного потока.3. Do not provide maximization of the correspondence of smoothing parameters to the characteristics of the input stream.

4. Оптимизируют только процесс передачи мультимедийного потока.4. Optimize only the process of transferring the media stream.

В предлагаемой полезной модели устраняются отмеченные недостатки.In the proposed utility model, the noted disadvantages are eliminated.

Цель (технический результат) полезной модели - создание устройства вычисления оптимальных параметров сглаживания фрактального трафика по критерию максимального соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока при условии отсутствия потерь пакетов из-за переполнения буфера.The purpose (technical result) of the utility model is to create a device for calculating the optimal parameters for smoothing fractal traffic according to the criterion of maximum compliance with the average speed and the largest burst of the input aggregated stream, provided there are no packet losses due to buffer overflow.

Поставленная цель достигается тем, что данное устройство за счет применения:This goal is achieved by the fact that this device through the use of:

блока ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета;a signal input block equivalent to the value of the maximum packet size;

блока ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов; блока ввода единичного уровня сигнала;a signal input unit equivalent to an estimate value of the standard deviation of the rate of the input packet stream; input unit of a single signal level;

блока ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста; блока ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов; блока вычитания;a signal input unit equivalent to the value of the Hurst exponent; a signal input unit equivalent to the number of received packets; subtraction block;

блока вычисления обратной величины;reciprocal calculation unit;

пяти блоков умножения;five multiplication blocks;

блока деления;division block;

блока логарифмирования;logarithm block;

двух блоков возведения в степень;two exponentiation blocks;

блока вычисления модуля;module calculation block;

блока вычисления квадратного корня;square root calculation block;

блока ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов;block input signal, equivalent to the value of the average rate of the input stream of packets;

двух блоков сложения;two addition blocks;

блока отображения оптимальной скорости сглаживания; блока отображения оптимального буфера сглаживания, причем:a block for displaying the optimal smoothing speed; of the block for displaying the optimal smoothing buffer, and:

выход 1 блока 1 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета соединен с входом 1 блока 22 сложения;output 1 block 1 input signal equivalent to the value of the maximum packet size is connected to the input 1 block 22 addition;

выход 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов, соединен с входом 1 блока 8 умножения;output 1 block 2 input signal, equivalent to the value of the estimate of the standard deviation of the rate of the input stream of packets, connected to the input 1 block 8 multiplication;

выход 1 блока 3 ввода единичного уровня сигнала соединен с входом 1 блока 6 вычитания;output 1 block 3 input of a single signal level is connected to the input 1 block 6 subtraction;

выход 1 блока 3 ввода единичного уровня сигнала соединен с входом 1 блока 6 вычитания;output 1 block 3 input of a single signal level is connected to the input 1 block 6 subtraction;

выход 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста, соединен с входом 2 блока 6 вычитания, с входом 1 блока 9 деления и с входом 2 блока 12 возведения в степень;output 1 block 4 input signal, equivalent to the value of the Hurst exponent, connected to the input 2 block 6 subtraction, input 1 block 9 division and input 2 block 12 exponentiation;

выход 1 блока 5 ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов, соединен с входом 1 блока 7 вычисления обратного значения;output 1 block 5 input signal, equivalent to the number of received packets, connected to the input 1 block 7 calculation of the inverse value;

выход 1 блока 6 вычитания соединен с входом 2 блока 8 умножения и с входом 2 блока 9 деления;output 1 block 6 subtractor connected to the input 2 block 8 multiplication and input 2 block 9 division;

выход 1 блока 7 вычисления обратного значения соединен с входом 1 блока 10 логарифмирования;the output 1 of the block 7 calculation of the inverse value is connected to the input 1 of the block 10 of the logarithm;

выход 1 блока 8 умножения соединен с входом 1 блока 17 умножения и с входом 1 блока 18 умножения;output 1 block 8 multiplication connected to the input 1 block 17 multiplication and input 1 block 18 multiplication;

выход 1 блока 9 деления соединен с входом 1 блока 11 возведения в квадрат и с входом 1 блока 12 возведения в степень;the output 1 of the division block 9 is connected to the input 1 of the squaring block 11 and to the input 1 of the exponentiation block 12;

выход 1 блока 10 логарифмирования соединен с входом 1 блока 13 вычисления модуля;output 1 block 10 logarithm is connected to the input 1 block 13 calculation module;

выход 1 блока 11 возведения в квадрат соединен с входом 2 блока 17 умножения;output 1 block 11 squaring connected to the input 2 block 17 multiplication;

выход 1 блока 12 возведения в степень соединен с входом 1 блока 15 умножения;output 1 block 12 exponentiation is connected to the input 1 block 15 multiplication;

выход 1 блока 13 вычисления модуля соединен с входом 1 блока 14 умножения на два;output 1 block 13 calculation of the module is connected to the input 1 block 14 multiplication by two;

выход 1 блока 14 умножения на два соединен с входом 2 блока 15 умножения;output 1 block 14 multiplication by two is connected to the input 2 of the block 15 multiplication;

выход 1 блока 15 умножения соединен с входом 1 блока 16 вычисления квадратного корня;output 1 block 15 multiplication connected to the input 1 block 16 calculate the square root;

выход 1 блока 16 вычисления квадратного корня соединен с входом 3 блока 17 умножения и входом 2 блока 18 умножения;output 1 block 16 calculate the square root is connected to the input 3 block 17 multiplication and input 2 block 18 multiplication;

выход 1 блока 17 умножения соединен с входом 2 блока 20 сложения;output 1 block 17 multiplication is connected to the input 2 block 20 addition;

выход 1 блока 18 умножения соединен с входом 2 блока 22 сложения;output 1 block 18 multiplication is connected to the input 2 block 22 addition;

выход 1 блока 19 ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов, соединен с входом 1 блока 20 сложения;output 1 block 19 input signal, equivalent to the value of the average rate of the input stream of packets, connected to the input 1 block 20 addition;

выход 1 блока 20 сложения соединен с входом 1 блока 21 отображения оптимальной скорости сглаживания;the output 1 of the addition block 20 is connected to the input 1 of the optimal smoothing speed display block 21;

выход 1 блока 22 сложения соединен с входом 1 блока 23 отображения оптимального буфера сглаживания.output 1 block 22 addition is connected to the input 1 block 23 mapping the optimal smoothing buffer.

Благодаря новой совокупности признаков за счет дополнительного введения: блока ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета; блока ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов; блока ввода единичного уровня сигнала; блока ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста; блока ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов; блока вычитания; блока логарифмирования; двух блоков возведения в степень; блока вычисления модуля; блока ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов; блока отображения оптимальной скорости сглаживания; блока отображения оптимального буфера сглаживания, за счет удаления: блока ввода значения размера служебной части пакета; блока ввода значения максимального размера сжатого кадра; блока ввода значения частоты следования кадров; блока ввода значения скорости работы устройства декомпрессии; блока ввода значения скорости работы передатчика; блока ввода значения скорости работы приемника; трех блоков умножения; блока вычисления минимума; пяти блоков деления; блока вычисления обратной величины; блока округления до ближайшего целого вверх; блока округления до ближайшего целого вниз; трех блоков сложения; блока сравнения; блока инверсии; блока отображения результата и организации связей между ними, производят вычисление оптимальных параметров сглаживания фрактального трафика по критерию максимального соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока при условии отсутствия потерь пакетов из-за переполнения буфера.Thanks to a new set of features due to the additional introduction of: a signal input block equivalent to the value of the maximum packet size; a signal input unit equivalent to an estimate value of the standard deviation of the rate of the input packet stream; input unit of a single signal level; a signal input unit equivalent to the value of the Hurst exponent; a signal input unit equivalent to the number of received packets; subtraction block; logarithm block; two exponentiation blocks; module calculation block; block input signal, equivalent to the value of the average rate of the input stream of packets; a block for displaying the optimal smoothing speed; a block for displaying the optimal smoothing buffer, by removing: a block for entering the value of the size of the service part of the packet; block for entering the value of the maximum size of the compressed frame; block for entering the value of the frame rate; a block for inputting the value of the speed of the decompression device; block for inputting the value of the speed of the transmitter; block for inputting the value of the speed of the receiver; three multiplication blocks; minimum calculation block; five division blocks; reciprocal calculation unit; block rounding up to the nearest integer; block rounding down to the nearest integer; three addition blocks; comparison block; inversion block; of the result display unit and organization of connections between them, calculate the optimal parameters for smoothing fractal traffic according to the criterion of maximum compliance with the average speed and the largest burst of the input aggregated stream, provided there are no packet losses due to buffer overflow.

Полезная модель может найти широкое применение в системах связи использующих механизмы синхронизации при шифровании или помехоустойчивом кодировании, а также при организации потоковой передачи данных с использованием сглаживающих буферов.The utility model can be widely used in communication systems using synchronization mechanisms for encryption or error-correcting coding, as well as for streaming data transmission using smoothing buffers.

Использование предлагаемого устройства позволяет вычислять такие оптимальные значения скорости сглаживания и объема буфера сглаживания, при которых обеспечивается максимизация соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока при условии отсутствия потерь пакетов из-за переполнения буфера.The use of the proposed device makes it possible to calculate such optimal values of the smoothing rate and smoothing buffer size, which ensure the maximization of the correspondence between the average speed and the largest burst of the input aggregated stream, provided there are no packet losses due to buffer overflow.

Устройство реализует следующие теоретические положения.The device implements the following theoretical provisions.

В конце 90-х годов было обнаружено, что телекоммуникационному трафику присуще свойство долговременной зависимости, с этого времени было разработано большое количество статистических моделей для описания одиночного и агрегированного фрактального мультимедийного, и не только, потока. Кроме того, с тех пор широко исследовалось влияние долговременной памяти, характерной для реального трафика, на производительность сети связи. В это же время активно развивалась другая философия для решения проблемы описания трафика. Она была основана на понятии линейно-ограниченного процесса поступления (LBAP), впервые введенного в [4]. LBAP-процесс - это процесс поступления, ограниченный линейной границей общего объема данных, сформированных источником трафика за любой интервал времени. Для формирования трафика в соответствии с понятием LBAP-процесса были введены в обиход такие алгоритмы профилирования и формирования трафика как «маркерное ведро» и «дырявое ведро», которые в данном случае рассматриваются эквивалентными. Этот подход позволяет всего по двум параметрам: тангенсу наклона r прямой линии - скорость «маркеров» в единицу времени и аддитивной константы b - размер «ведра», характеризующий берстность потока, получить полную характеристику худшего случая для источника телекоммуникационного трафика. Интуитивно понятно, что для данного источника трафика, набор пар (скорость «маркеров» r и размер «ведра» b) которые, удовлетворяют LBAP-ограничению, в общем случае бесконечен, а определение минимального набора LBAP пар, то есть его замыкания, требует офлайн обработки всей трассы. Кроме того, выбор подходящей пары на этой кривой зависит от условий, накладываемых на задержку при оптимизации параметров телекоммуникационного трафика. Обобщая вышесказанное, можно положить, что LBAP-кривая описывает множество пар (r,b), параметров устройства профилирования пульсирующего потока, при которых отсутствуют потери из-за переполнения буфера.At the end of the 90s, it was discovered that telecommunications traffic has a long-term dependence property; since that time, a large number of statistical models have been developed to describe a single and aggregated fractal multimedia, and not only, flow. In addition, since then, the impact of long-term memory, characteristic of real traffic, on the performance of a communication network has been widely studied. At the same time, another philosophy was actively developed to solve the problem of traffic description. It was based on the concept of a linearly bounded arrival process (LBAP), first introduced in [4]. An LBAP process is an incoming process bounded by a linear boundary of the total amount of data generated by a traffic source in any time interval. To shape traffic in accordance with the concept of the LBAP process, such profiling and traffic shaping algorithms as “token bucket” and “leaky bucket” were introduced, which in this case are considered equivalent. This approach allows only two parameters: the slope r of the straight line - the speed of the "markers" per unit time and the additive constant b - the size of the "bucket", which characterizes the burstiness of the flow, to obtain a complete characterization of the worst case for the source of telecommunication traffic. It is intuitively clear that for a given traffic source, the set of pairs (the rate of "markers" r and the size of the "bucket" b) that satisfy the LBAP constraint is generally infinite, and the determination of the minimum set of LBAP pairs, that is, its closure, requires offline processing of the entire route. In addition, the choice of a suitable pair on this curve depends on the conditions imposed on the delay when optimizing the parameters of telecommunication traffic. Summarizing the above, we can assume that the LBAP-curve describes a set of pairs (r,b), parameters of the bursty flow profiling device, for which there are no losses due to buffer overflow.

LBAP-кривая описывает ограничение трафика, который генерирует источник с формирователем по алгоритму «маркерного ведра» в течение любого интервала времени Δt, линейной функцией от этого временного интервала.The LBAP curve describes the restriction of traffic generated by the source with the shaper according to the "token bucket" algorithm during any time interval Δt, by a linear function of this time interval.

Если обозначить через А (Δt), объем трафика, переданного источником за интервал времени Δt, то трафик называется LBAP-трафиком, то есть обладающим линейно-ограниченным процессом прибытия, если существует пара (r,b), такая, чтоIf we denote by A (Δt), the amount of traffic transmitted by the source during the time interval Δt, then the traffic is called LBAP traffic, that is, having a linearly limited arrival process, if there is a pair (r, b) such that

Figure 00000001
Figure 00000001

где r представляет собой долгосрочную среднюю скорость источника, а b - это максимальный всплеск трафика от источника, который может быть отправлен за любой интервал времени длительностью Δt. Заметим, что b представляет собой максимальное отклонение, которое источник может проявлять по отношению к своему долгосрочному среднему поведению. LBAP-кривая - это набор пар (кортежей) из r и b, при которых производится линеаризация (сглаживание) потока и обеспечивается отсутствие потерь из-за переполнения буфера.where r is the long-term average source rate, and b is the maximum burst of traffic from the source that can be sent in any time interval of duration Δt. Note that b is the maximum deviation that a source can exhibit with respect to its long-term average behavior. An LBAP curve is a set of pairs (tuples) of r and b, under which the stream is linearized (smoothed) and no losses due to buffer overflow are ensured.

Одним из наиболее распространенных подходов к получению, LBAP-кривой с параметрами (r,b) для источника является использование регулятора типа «маркерное ведро». С теоретической точки зрения, пара (r,b), которая удовлетворяет LBAP-ограничению, не является уникальной. Напротив, решения (1), лежат в двумерном множестве, граница которого представляет собой кривую из бесконечных минимальных пар (r,b), которые подчиняются соотношению (1). Эту кривую, будем называть LBAP-кривой и обозначать ее уравнением

Figure 00000002
которое аппроксимирует множество минимальных пар (r,b), обеспечивающих передачу данных без переполнения буфера.One of the most common approaches to obtaining an LBAP-curve with parameters (r,b) for the source is to use a "marker bucket" controller. From a theoretical point of view, a pair (r,b) that satisfies the LBAP constraint is not unique. On the contrary, solutions (1) lie in a two-dimensional set whose boundary is a curve of infinite minimal pairs (r,b) that obey relation (1). This curve will be called the LBAP-curve and denoted by the equation
Figure 00000002
which approximates the set of minimal pairs (r,b) that ensure data transfer without buffer overflow.

Интуитивно понятно, что когда r приближается к среднему значению скорости источника справа, простое рассуждение об очередях говорит, что соответствующее значение b быстро возрастает до бесконечности, в то время как при увеличении r до достижения пикового значения скорости источника, b монотонно стремиться к нулю. На фиг. 1 показан пример LBAP-кривой, полученной при анализе пульсирующего агрегированного потока.Intuitively, as r approaches the average source velocity from the right, simple queuing reasoning says that the corresponding value of b increases rapidly to infinity, while as r increases until the source velocity peaks, b tends monotonically to zero. In FIG. 1 shows an example of an LBAP curve obtained from the analysis of a bursty aggregated flow.

В то время как все пары (r,b), лежащие на LBAP-кривой, удовлетворяют описанию LBAP, ориентированному на отсутствие отказов в обслуживании, можно задуматься об использовании дополнительной степени свободы для оптимизации по некоторым заранее определенным критериям. LBAP-кривая - это есть ни что иное как набор оптимальных по критерию отсутствия потерь параметров «маркерного ведра».While all pairs (r,b) lying on the LBAP curve satisfy the non-denial-of-service description of LBAP, one might consider using an additional degree of freedom to optimize according to some predetermined criteria. LBAP-curve is nothing else than a set of “marker bucket” parameters that are optimal according to the criterion of the absence of losses.

Проведенные исследования, показывают, что для многих обычных реальных трасс (функций поступления трафика), LBAP-кривая демонстрирует четко выраженную область изгиба «область колена», за пределами которой, каждый из параметров r и b соответственно, быстро возрастают при незначительных изменениях другого параметра.The studies carried out show that for many conventional real paths (traffic arrival functions), the LBAP curve shows a well-defined knee region, beyond which, each of the parameters r and b, respectively, increase rapidly with minor changes in the other parameter.

Этот факт наталкивает на мысль о выборе в качестве наиболее подходящей пары (r*,b*), такой пары, которая лежит в окрестности области изгиба. Стоит отметить, что когда пиковая скорость PLBAP источника трафика известна, можно получить слегка уточненную характеристику, понимая при этом, что общий объем трафика, генерируемого источником в этом случае, ограничен следующим образомThis fact prompts the idea of choosing as the most appropriate pair (r*,b*) a pair that lies in the vicinity of the bending region. It is worth noting that when the peak rate P LBAP of the traffic source is known, it is possible to obtain a slightly refined characteristic, while understanding that the total amount of traffic generated by the source in this case is limited as follows

Figure 00000003
Figure 00000003

Источник, удовлетворяющий такому ограничению, называется регулятором типа «двойное дырявое ведро», с параметрами (r,b,PLBAP).A source that satisfies this constraint is called a "double leaky bucket" regulator with parameters (r,b,P LBAP ).

Для учета влияния пульсаций в сетях связи на функционирование формирователей трафика типа «маркерное ведро», проведем обобщение применяемой терминологии и фундаментальных понятий о КВЗ- и ДВЗ-процессах.To take into account the influence of ripples in communication networks on the operation of traffic shapers of the "token bucket" type, we will generalize the terminology used and the fundamental concepts of short-wave and long-range reflection processes.

Пусть A(t) - общий объем трафика (в единицах пакетов, байтов или битов), сгенерированный одним или несколькими источниками за интервал времени t. Разобьем интервал времени t на единичные неперекрывающиеся интервалы длительностью Ти. Пусть Xn представляет собой объем трафика (также называемый работой) зарегистрированный за n-ю единицу времени, такой, что Xn является процессом приращения для A(t). Предположим, что Xn является стационарной стохастической последовательностью в широком смысле со средним значением

Figure 00000004
и автоковариационной функцией вида:Let A(t) be the total volume of traffic (in units of packets, bytes, or bits) generated by one or more sources over a time interval t. Let us divide the time interval t into single non-overlapping intervals of duration T and . Let X n be the amount of traffic (also called work) recorded in the nth unit of time, such that X n is the increment process for A(t). Assume that X n is a stationary stochastic sequence in the broad sense with mean value
Figure 00000004
and an autocovariance function of the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

Но так как размер трассы конечен, то уместнее говорить о выборочной автоковариационной функции вида:But since the size of the trace is finite, it is more appropriate to speak of a sample autocovariance function of the form:

Figure 00000006
Figure 00000006

где n - количество интервалов разбиения битового потока поступления данных. Процесс Xn называется:where n is the number of intervals for splitting the bit stream of data arrival. The process X n is called:

кратковременно зависимым (КВЗ), или с короткой памятью, еслиshort-term dependent (SCD), or with a short memory, if

Figure 00000007
Figure 00000007

долговременно зависимым (ДВЗ), или с долгой памятью, еслиlong-term dependent (LTD), or long-term memory if

Figure 00000008
Figure 00000008

Таким образом, в долговременно зависимых процессах ряды, ассоциированные с автоковариационными функциями, расходятся. Кроме того, оказывается, что сама автоковариационная функция убывает до нуля при увеличении k, в соответствии со степенной формой k, для некоторого 0<α<1. Это свойство позволяет получить несколько наглядных результатов. Для этого может быть использован как визуальный просмотр, так и количественный анализ, в результате которого возможно определить является ли процесс долговременно зависимым и степень этой долговременной зависимости.Thus, in long-term dependent processes, the series associated with autocovariance functions diverge. In addition, it turns out that the autocovariance function itself decreases to zero as k increases, in accordance with the power form k , for some 0<α<1. This property allows you to get some visual results. For this, both visual inspection and quantitative analysis can be used, as a result of which it is possible to determine whether the process is long-term dependent and the degree of this long-term dependence.

Вышеупомянутые характеристики ДВЗ-процессов вызывают ряд проблем с описанием LBAP-характеристик для ДВЗ-трафика. В частности, научный интерес представляет поведение LBAP-кривой при наличии трафика, который имеет одинаковые макроскопические параметры в части средней битовой скорости и пиковой битовой скорости, но при этом он является ДВЗ или КВЗ процессом. Интуитивно понятно, что пульсирующий характер трафика, зависящий от долговременной зависимости, предполагает, что при одной и той же выбранной средней скорости r, соответствующее значение берстности b, для ДВЗ-трафика будет выше, чем для КВЗ-трафика. Поскольку значение параметра b связано с буферным пространством, которое предварительно выделяется (резервируется) в каждом промежуточном узле на маршруте потока во время установления соединения протоколами резервирования ресурсов, то большое значение b будет формировать избыточное буферное пространство, а это приведет к большой сквозной задержке. С другой стороны, ожидаемо, что для фиксированного выбора параметра размера «маркерного ведра» b, ДВЗ-трафик потребует более высокого уровня скорости r маркеров для удовлетворения LBAP-ограничению. Описывая качественную характеристику регулятора трафика в виде LBAP-кривой необходимо отметить, что она показывает, как соотносятся r и b, обеспечивающие передачу без потерь.The above characteristics of the TIR processes cause a number of problems with the description of the LBAP characteristics for TIR traffic. In particular, of scientific interest is the behavior of the LBAP curve in the presence of traffic that has the same macroscopic parameters in terms of average bit rate and peak bit rate, but at the same time it is a DVZ or SVZ process. It is intuitively clear that the pulsating nature of the traffic, which depends on the long-term dependence, implies that, for the same chosen average speed r, the corresponding value of the burstiness b for DVZ traffic will be higher than for SVZ traffic. Since the value of the b parameter is related to the buffer space that is pre-allocated (reserved) at each intermediate node on the flow path during the connection establishment by resource reservation protocols, a large value of b will generate excess buffer space, and this will lead to a large end-to-end delay. On the other hand, for a fixed choice of the token bucket size parameter b, DVD traffic is expected to require a higher token rate r to satisfy the LBAP constraint. Describing the qualitative characteristic of the traffic regulator in the form of an LBAP curve, it should be noted that it shows how r and b correlate, ensuring lossless transmission.

В большинстве случаев выбор пары (r*,b*) параметров «маркерного ведра» осуществляется эвристическим методом, с помощью качественных рассуждений об области перегиба на LBAP-кривой. Хотя такой подход и является допустимым, но научную ценность представляет более формализованная постановка и решение данной научной задачи. Несмотря на то, что все точки LBAP-кривой обеспечивают отсутствие потерь из-за переполнения буфера, задача выбора точки, которая бы являлась оптимальной по критерию максимального соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока, является актуальной с точки зрения обеспечения гарантированного качества связи.In most cases, the choice of a pair (r*,b*) of the “marker bucket” parameters is carried out by a heuristic method, using qualitative reasoning about the inflection area on the LBAP curve. Although such an approach is acceptable, a more formalized formulation and solution of this scientific problem is of scientific value. Despite the fact that all points of the LBAP curve ensure the absence of losses due to buffer overflow, the problem of choosing a point that would be optimal according to the criterion of maximum correspondence between the average speed and the largest burst of the input aggregated stream is relevant from the point of view of ensuring guaranteed communication quality.

Таким образом, при выборе оптимальных параметров «маркерного ведра» с фрактальным входным потоком, будем использовать максимальный размер пакета

Figure 00000009
.Thus, when choosing the optimal parameters of the "marker bucket" with a fractal input stream, we will use the maximum packet size
Figure 00000009
.

Идея состоит в том, чтобы найти корректную целевую функцию ϕц(r,b), которая должна быть минимизирована, удовлетворяя при этом ограничению

Figure 00000010
для LBAP-кривой. Результирующая точка (r*,b*), является оптимальным решением этой двухпараметрической задачи условной оптимизации. Если будет обеспечено выполнение математического выражения
Figure 00000011
то эта оптимизационная задача может быть решена хорошо известным методом неопределенных множителей Лагранжа.The idea is to find a correct objective function ϕ u (r,b), which must be minimized, while satisfying the constraint
Figure 00000010
for the LBAP curve. The resulting point (r*,b*), is the optimal solution to this two-parameter conditional optimization problem. If the mathematical expression will be satisfied
Figure 00000011
then this optimization problem can be solved by the well-known method of indefinite Lagrange multipliers.

С учетом того, что точка LBAP-кривой, которая расположена наиболее близко к точке

Figure 00000012
обеспечивает максимум соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока и отсутствие потерь из-за переполнения буфера при пульсирующем входном потоке, то целевая функция, которую требуется рассматривать, примет вид:Taking into account the fact that the point of the LBAP-curve, which is located closest to the point
Figure 00000012
provides maximum compliance with the average speed and the largest burst of the input aggregated stream and the absence of losses due to buffer overflow with a pulsating input stream, then the objective function that needs to be considered will take the form:

Figure 00000013
Figure 00000013

где:

Figure 00000014
- является Евклидовой нормой вектора, представляющего собой разность векторов (r,b) и
Figure 00000015
.where:
Figure 00000014
- is the Euclidean norm of the vector, which is the difference of the vectors (r,b) and
Figure 00000015
.

Физический смысл минимизации целевой функции, заданной выражением (7), состоит в обеспечении отсутствия потерь из-за переполнения буфера и соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока.The physical meaning of minimizing the objective function given by expression (7) is to ensure that there are no losses due to buffer overflow and that the average rate and the largest burst of the input aggregated flow correspond.

Предположим следующую математическую модель, описывающую объем агрегированного трафика, сгенерированного различными источниками за интервал времени [0,t][5]:Assume the following mathematical model describing the amount of aggregated traffic generated by various sources over the time interval [0,t][5]:

Figure 00000016
Figure 00000016

где

Figure 00000017
- это среднее значение объема трафика за интервал [0,t], а BH (t) - это процесс ФБД:where
Figure 00000017
is the average value of the traffic volume over the interval [0,t], and B H (t) is the FWA process:

Figure 00000018
Figure 00000018

где:where:

1) 0<Н<1 - показатель Харста;1) 0<H<1 - Hurst exponent;

2) ƒ(t,y) - ядро процесса, задаваемое выражением:2) ƒ(t,y) - the core of the process, given by the expression:

Figure 00000019
Figure 00000019

где IA - индикаторная функция множества А;where I A - indicator function of the set A;

Figure 00000020
Figure 00000020

4) dB(y) - основной белый гауссовский шум.4) dB(y) - basic white Gaussian noise.

Процесс ФБД - это нестационарный ДВЗ-процесс с гауссовым маргинальным распределением N(0,σ2t2H), стационарными приращениями и BH(0)=0. Объем трафика, сгенерированный источником за любой интервал времени Δt определяется выражением вида:The FBD process is a nonstationary DVZ process with a Gaussian marginal distribution N(0,σ 2 t 2H ), stationary increments and B H (0)=0. The volume of traffic generated by the source for any time interval Δt is determined by an expression of the form:

Figure 00000021
Figure 00000021

Имея дело со стохастическим процессом, LBAP ограничение может быть выражено как вероятность несоответствия профилю трафика (переполнения буфера). LBAP-граница для удобства аппроксимируется показательной функцией

Figure 00000022
а ниже будет показано, что полученное решение также является экспоненциально убывающим. В данном случае ограничение, выраженное через вероятность отказа в обслуживании, примет следующий вид [5]:When dealing with a stochastic process, the LBAP constraint can be expressed as a probability of mismatching the traffic profile (buffer overflow). For convenience, the LBAP-boundary is approximated by the exponential function
Figure 00000022
and below it will be shown that the resulting solution is also exponentially decreasing. In this case, the constraint, expressed in terms of the probability of denial of service, will take the following form [5]:

Figure 00000023
Figure 00000023

с соответствующей LBAP-кривой вида [275]:with the corresponding LBAP-curve of the form [275]:

Figure 00000024
Figure 00000024

Условие (14) может быть преобразовано к виду [5]:Condition (14) can be transformed to the form [5]:

Figure 00000025
Figure 00000025

где для вероятности пропуска одного пакета Pотк(r,b) существует асимптотическое выражение, полученное Норросом в виде [5]:where for the probability of missing one packet P otk (r,b) there is an asymptotic expression obtained by Norros in the form [5]:

Figure 00000026
Figure 00000026

приat

Figure 00000027
Figure 00000027

Важнейшим аспектом является выбор максимально допустимой вероятности несоответствия трафика, установленному профилю

Figure 00000028
, то есть ситуации отказа в обслуживании из-за переполнения буфера. Поскольку реальная LBAP-кривая строится для детерминированного ограничения (2), то параметр
Figure 00000029
выбирается в диапазоне значений, близких к абсолютному значению натурального логарифма минимальной вероятности несоответствия очередного пакета, установленному профилю трафика, оцениваемой по фактически измеренной трассе, то естьThe most important aspect is the choice of the maximum allowable probability of traffic inconsistency with the established profile.
Figure 00000028
, that is, denial-of-service situations due to buffer overflows. Since the real LBAP curve is constructed for the deterministic constraint (2), the parameter
Figure 00000029
is selected in the range of values close to the absolute value of the natural logarithm of the minimum probability of the next packet mismatch with the established traffic profile, estimated from the actually measured path, i.e.

Figure 00000030
Figure 00000030

где Nпак - количество пакетов (кадров, фреймов) в измеренной трассе.where N pack is the number of packets (frames, frames) in the measured trace.

Окончательно, LBAP-кривая с учетом того, что при пакетной передаче размер буфера не может быть нулевым и должен обеспечивать возможность хранения данных как минимум одного полного пакета максимальной длинны, может быть записана для случая передачи агрегированного пакетного трафика в следующем виде:Finally, the LBAP curve, taking into account the fact that during packet transmission, the buffer size cannot be zero and must provide the ability to store data of at least one full packet of maximum length, can be written for the case of transmission of aggregated packet traffic in the following form:

Figure 00000031
Figure 00000031

Данное выражение уточняет математическую модель LBAP-кривой Норроса, описанную в [5], что графически представляет приподнимание хвоста показательной функции на величину максимально всплеска

Figure 00000032
.This expression refines the mathematical model of the LBAP-Norros curve described in [5], which graphically represents the lifting of the tail of the exponential function by the value of the maximum burst
Figure 00000032
.

Уточненная математическая модель (19), более точно описывает характер поведения LBAP-кривой в условиях пакетной передачи пульсирующего телекоммуникационного трафика в сетях связи.The refined mathematical model (19) more accurately describes the behavior of the LBAP curve under conditions of packet transmission of pulsating telecommunication traffic in communication networks.

Далее будут представлены аналитические выражений для получения оптимальной пары в соответствии с сформулированным критерием оптимальности. Решения были получены с использованием метода неопределенных множителей Лагранжа. А именно, была определена функция вида:Next, analytical expressions will be presented to obtain the optimal pair in accordance with the formulated optimality criterion. The solutions were obtained using the method of indefinite Lagrange multipliers. Namely, a function of the form was defined:

Figure 00000033
Figure 00000033

и решена система из трех нелинейных алгебраических уравнений, путем приравнивания частных производных для функции F(r,b,λ) по параметрам r, b и условия

Figure 00000034
к нулю.and a system of three nonlinear algebraic equations is solved by equating the partial derivatives for the function F(r,b,λ) with respect to the parameters r, b and the conditions
Figure 00000034
to zero.

В соответствии с методом неопределенных множителей Лагранжа найдем частные производные функции (20) при целевой функции (7) по оптимизируемым параметрам r и b. В результате получим систему уравнений вида:In accordance with the method of indefinite Lagrange multipliers, we find the partial derivatives of the function (20) with the objective function (7) with respect to the optimized parameters r and b. As a result, we obtain a system of equations of the form:

Figure 00000035
Figure 00000035

После элементарных алгебраических преобразований, решение примет вид:After elementary algebraic transformations, the solution will take the form:

Figure 00000036
Figure 00000036

Figure 00000037
Figure 00000037

Устройство, реализующее указанные теоретические положения, представлено на фиг. 2.The device that implements these theoretical provisions is shown in Fig. 2.

Устройство вычисления оптимальных параметров сглаживания фрактального трафика по критерию максимального соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока при условии отсутствия потерь пакетов из-за переполнения буфера содержит: блок 1 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета; блок 2 ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов; блок 3 ввода единичного уровня сигнала; блок 4 ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста; блок 5 ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов; блок 6 вычитания; блок 7 вычисления обратной величины; блоки 8, 14, 15, 17, 18 умножения; блок 9 деления; блок 10 логарифмирования; блоки 11, 12 возведения в степень; блок 13 вычисления модуля; блок 16 вычисления квадратного корня; блок 18 ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов; блоки 20,22 сложения; блок 21 отображения оптимальной скорости сглаживания; блок 23 отображения оптимального буфера сглаживания.The device for calculating the optimal parameters for smoothing fractal traffic according to the criterion of maximum compliance with the average speed and the largest burst of the input aggregated stream, provided there are no packet losses due to buffer overflow, contains: block 1 for inputting a signal equivalent to the value of the maximum packet size; block 2 input signal, equivalent to the value of the estimate of the standard deviation of the rate of the input packet stream; block 3 input of a single signal level; block 4 input signal equivalent to the value of the Hurst exponent; block 5 input signal equivalent to the number of received packets; block 6 subtraction; block 7 calculating the reciprocal; blocks 8, 14, 15, 17, 18 multiplication; division block 9; logarithm unit 10; exponentiation blocks 11, 12; block 13 calculation of the module; block 16 calculating the square root; block 18 input signal equivalent to the value of the average rate of the input stream of packets; blocks 20.22 addition; block 21 display the optimal speed of smoothing; block 23 display the optimal smoothing buffer.

Функционирование устройства осуществляется следующим образом. В блок 1 вводят сигнал, эквивалентный значению максимального размера пакета

Figure 00000038
.The operation of the device is as follows. In block 1, a signal is injected that is equivalent to the value of the maximum packet size
Figure 00000038
.

В блок 2 вводят сигнал, эквивалентный значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов

Figure 00000039
.In block 2, a signal is introduced that is equivalent to the value of the estimate of the standard deviation of the rate of the input packet stream
Figure 00000039
.

В блок 3 вводят единичный уровень сигнала.In block 3 enter a single signal level.

В блок 4 вводят сигнал, эквивалентный значению показателя Харста Нпот. In block 4 enter a signal equivalent to the value of the Hurst exponent N sweat.

В блок 5 вводят сигнал, эквивалентный числу принятых пакетов Nпак.In block 5 enter the signal equivalent to the number of received packets N pack .

На вход 1 блока 6 вычитания с выхода 1 блока 3 ввода единичного уровня сигнала и на вход 2 блока 6 вычитания с выхода 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста, подают сигналы, эквивалентные, 1 и Нпот соответственно, и на выходе 1 блока 6 вычитания, формируется сигнал, эквивалентный 1-Hпот.To the input 1 of block 6 subtracting from output 1 of block 3 input of a single signal level and to input 2 of block 6 subtracting from output 1 of block 4 signal input equivalent to the value of the Hurst exponent, signals equivalent to 1 and H sweat , respectively, and at output 1 subtraction block 6, a signal equivalent to 1-H pot is generated.

На вход 1 блока 7 вычисления обратного значения с выхода 1 блока 5 ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов, подают сигнал, эквивалентный Nпак, и на выходе 1 блока 7 вычисления обратного значения, формируется сигнал, эквивалентный

Figure 00000040
.At the input 1 of the block 7 for calculating the inverse value from the output 1 of the block 5 for the signal input equivalent to the number of received packets, a signal equivalent to N pack is supplied, and at the output 1 of the block 7 for calculating the inverse value, a signal is generated that is equivalent to
Figure 00000040
.

На вход 1 блока 8 умножения с выхода 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов, и на вход 2 блока 8 умножения с выхода 1 блока 6 вычитания подают сигналы, эквивалентные

Figure 00000041
и 1-Нпот соответственно, и на выходе 1 блока 8 умножения, формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000042
.At the input 1 of block 8 of multiplication from output 1 of block 2 of the input signal, equivalent to the value of the estimate of the standard deviation of the rate of the input packet stream, and at the input of 2 of block 8 of multiplication from output 1 of block 6 of subtraction, signals equivalent to
Figure 00000041
and 1-H sweat , respectively, and at the output 1 of the multiplication block 8, a signal is generated that is equivalent to
Figure 00000042
.

На вход 1 блока 9 деления с выхода 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста, и на вход 2 блока 9 деления с выхода 1 блока 6 вычитания подают сигналы, эквивалентные Нпот и 1-Нпот соответственно, и на выходе 1 блока 9 деления формируется сигнал, эквивалентный

Figure 00000043
To the input 1 of the division block 9 from the output 1 of the signal input block 4, equivalent to the value of the Hurst exponent, and to the input 2 of the division block 9 from the output 1 of the subtractor 6, signals equivalent to H sweat and 1-H sweat , respectively, are supplied, and at the output 1 of the block 9 divisions a signal equivalent to
Figure 00000043

На вход 1 блока 10 логарифмирования с выхода 1 блока 7 вычисления обратного значения подают сигнал, эквивалентный

Figure 00000044
, и на выходе 1 блока 10 логарифмирования формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000045
At the input 1 block 10 logarithm output 1 block 7 calculation of the reciprocal value is fed a signal equivalent to
Figure 00000044
, and at the output 1 of the block 10 of the logarithm, a signal equivalent to
Figure 00000045

На вход 1 блока 11 возведения в квадрат с выхода 1 блока 9 деления подают сигнал, эквивалентный

Figure 00000046
и на выходе 1 блока 11 возведения в квадрат формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000047
.At the input 1 block 11 squaring output 1 block 9 division serves a signal equivalent to
Figure 00000046
and at the output 1 of the squaring block 11, a signal equivalent to
Figure 00000047
.

На вход 1 блока 12 возведения в степень с выхода 1 блока 9 деления и на вход 2 блока 12 возведения в степень с выхода 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста, подают сигналы, эквивалентные

Figure 00000048
и Нпот соответственно, и на выходе 1 блока 12 возведения в степень формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000049
.To the input 1 of the exponentiation block 12 from the output 1 of the dividing block 9 and to the input 2 of the exponentiation block 12 from the output 1 of the signal input block 4, equivalent to the value of the Hurst exponent, signals equivalent to
Figure 00000048
and H sweat , respectively, and at the output 1 of the exponentiation block 12, a signal is generated that is equivalent to
Figure 00000049
.

На вход 1 блока 13 вычисления модуля с выхода 1 блока 10 логарифмирования подают сигнал, эквивалентный

Figure 00000050
, и на выходе 1 блока 13 вычисления модуля формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000051
To the input 1 of the block 13 of the module calculation from the output 1 of the logarithm block 10, a signal equivalent to
Figure 00000050
, and at the output 1 of block 13 of the calculation of the module, a signal equivalent to
Figure 00000051

На вход 1 блока 14 умножения на 2 с выхода 1 блока 13 вычисления модуля подают сигнал, эквивалентный

Figure 00000052
и на выходе 1 блока 14 умножения на 2 формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000053
To the input 1 of the block 14 multiplication by 2 from the output 1 of the block 13 calculation of the module, a signal equivalent to
Figure 00000052
and at the output 1 of block 14 multiplication by 2, a signal equivalent to
Figure 00000053

На вход 1 блока 15 умножения с выхода 1 блока 12 возведения в степень и на вход 2 блока 15 умножения с выхода 1 блока 14 умножения на 2 подают сигналы, эквивалентные

Figure 00000054
и
Figure 00000055
соответственно, и на выходе 1 блока 15 умножения формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000056
.To the input 1 of the block 15 of multiplication from the output 1 of the block 12 of exponentiation and to the input 2 of the block 15 of the multiplication from the output 1 of the block 14 of multiplication by 2, signals equivalent to
Figure 00000054
and
Figure 00000055
respectively, and at the output 1 of the multiplication block 15, a signal is generated that is equivalent to
Figure 00000056
.

На вход 1 блока 16 вычисления квадратного корня с выхода 1 блока 15 умножения подают сигнал, эквивалентный

Figure 00000057
, и на выходе 1 блока 16 вычисления квадратного корня формируется сигнал , эквивалентный
Figure 00000058
.At the input 1 of the block 16 for calculating the square root from the output 1 of the multiplication block 15, a signal equivalent to
Figure 00000057
, and at the output 1 of block 16 for calculating the square root, a signal is generated that is equivalent to
Figure 00000058
.

На вход 1 блока 17 умножения, с выхода 1 блока 8 умножения, на вход 2 блока 17 умножения, с выхода 1 блока 11 возведения в квадрат и на вход 3 блока 17 умножения, с выхода 1 блока 16 вычисления квадратного корня подают сигналы, эквивалентные

Figure 00000059
,
Figure 00000060
и
Figure 00000061
соответственно, и на выходе 1 блока 17 умножения формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000062
.To the input 1 of the multiplication block 17, from the output 1 of the multiplication block 8, to the input 2 of the multiplication block 17, from the output 1 of the squaring block 11 and to the input 3 of the multiplication block 17, from the output 1 of the square root calculation block 16, signals equivalent to
Figure 00000059
,
Figure 00000060
and
Figure 00000061
respectively, and at the output 1 of the multiplication block 17, a signal is generated that is equivalent to
Figure 00000062
.

На вход 1 блока 18 умножения с выхода 1 блока 8 умножения и на вход 2 блока 18 умножения с выхода 1 блока 16 вычисления квадратного корня подают сигналы, эквивалентные

Figure 00000063
соответственно, и на выходе 1 блока 18 умножения формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000064
.To the input 1 of the multiplication block 18 from the output 1 of the multiplication block 8 and to the input 2 of the multiplication block 18 from the output 1 of the square root calculation block 16, signals equivalent to
Figure 00000063
respectively, and at the output 1 of the multiplication block 18, a signal equivalent to
Figure 00000064
.

В блок 19 вводят сигнал, эквивалентный значению средней скорости входного потока пакетов

Figure 00000065
.In block 19, a signal is introduced that is equivalent to the value of the average rate of the input packet stream
Figure 00000065
.

На вход 1 блока 20 сложения с выхода 1 блока 19 ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов и на вход 2 блока 20 сложения с выхода 1 блока 17 умножения, подают сигналы, эквивалентные

Figure 00000066
и
Figure 00000067
соответственно, и на выходе 1 блока 20 сложения формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000068
At the input 1 of the addition block 20 from the output 1 of the signal input block 19, equivalent to the value of the average rate of the input packet stream and at the input 2 of the addition block 20 from the output 1 of the multiplication block 17, signals equivalent to
Figure 00000066
and
Figure 00000067
respectively, and at the output 1 of the addition block 20, a signal equivalent to
Figure 00000068

На вход 1 блока 21 отображения оптимальной скорости сглаживания с выхода 1 блока 20 сложения подают сигнал, эквивалентный

Figure 00000069
, и производят его отображение на экране оператора. Полученный сигнал эквивалентен величине оптимальной скорости сглаживания, обеспечивающей отсутствие потерь из-за переполнения буфера.To the input 1 block 21 display the optimal rate of smoothing from the output 1 block 20 addition serves a signal equivalent to
Figure 00000069
, and display it on the operator's screen. The received signal is equivalent to the value of the optimal smoothing rate, which ensures the absence of losses due to buffer overflow.

На вход 1 блока 22 сложения с выхода 1 блока 1 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета, и на вход 2 блока 22 сложения с выхода 1 блока 18 умножения подают сигнал, эквивалентный

Figure 00000070
и
Figure 00000071
соответственно, и на выходе 1 блока 22 сложения формируется сигнал, эквивалентный
Figure 00000072
.At the input 1 of the addition block 22 from the output 1 of the signal input block 1, equivalent to the value of the maximum packet size, and at the input 2 of the addition block 22 from the output 1 of the multiplication block 18, a signal equivalent to
Figure 00000070
and
Figure 00000071
respectively, and at the output 1 of the addition block 22, a signal equivalent to
Figure 00000072
.

На вход 1 блока 23 отображения оптимального буфера сглаживания с выхода 1 блока 22 сложения подают сигнал, эквивалентный

Figure 00000073
, и производят его отображение на экране оператора. Полученный сигнал эквивалентен объему (размеру) оптимального буфера сглаживания, обеспечивающему отсутствие потерь из-за переполнения буфера.To the input 1 block 23 display the optimal smoothing buffer from the output 1 block 22 addition serves a signal equivalent to
Figure 00000073
, and display it on the operator's screen. The received signal is equivalent to the volume (size) of the optimal smoothing buffer, which ensures that there are no losses due to buffer overflow.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволит вычислять такие оптимальные значения скорости сглаживания и объема буфера сглаживания, при которых обеспечивается максимизация соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока при условии отсутствия потерь пакетов из-за переполнения буфера.Thus, the use of the proposed device will allow us to calculate such optimal values of the smoothing rate and smoothing buffer volume, which ensure the maximization of the correspondence between the average speed and the largest burst of the input aggregated stream, provided that there are no packet losses due to buffer overflow.

Это может быть полезно как при проектировании новых систем связи, так и при оптимизации параметров функционирования уже существующих систем.This can be useful both in designing new communication systems and in optimizing the parameters of functioning of existing systems.

При этом устраняются недостатки, присутствующие в прототипе [3], а именно:This eliminates the shortcomings present in the prototype [3], namely:

1. Производят оптимизацию потока реального времени, для которого неизвестна трафиковая трасса (накопительная функция поступления входного потока).1. Optimize the real-time stream for which the traffic path is unknown (cumulative function of the input stream arrival).

2. Обеспечивают сбалансированное соотношение скорости сглаживания и объема буфера сглаживания, при которых несущественное изменение одного параметра не приводит к значительному изменению другого.2. They provide a balanced ratio of smoothing speed and smoothing buffer volume, in which an insignificant change in one parameter does not lead to a significant change in another.

3. Обеспечивают максимизацию соответствия параметров сглаживания характеристикам входного потока.3. Provide maximization of the correspondence of smoothing parameters to the characteristics of the input stream.

4. Оптимизируют процесс передачи любых типов трафика.4. Optimize the process of transferring any type of traffic.

В описании полезной модели представлена функциональная схема устройства, которое содержитThe description of the utility model presents a functional diagram of a device that contains

блок ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета;block input signal, equivalent to the value of the maximum packet size;

блок ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов; блок ввода единичного уровня сигнала;a block for inputting a signal equivalent to an estimate value of the standard deviation of the rate of the input packet stream; input unit of a single signal level;

блок ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста; блок ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов; блок вычитания;a signal input unit equivalent to the value of the Hurst exponent; a signal input unit equivalent to the number of received packets; subtraction block;

блок вычисления обратной величины;reciprocal calculation unit;

пять блоков умножения;five multiplication blocks;

блок деления;division block;

блок логарифмирования;logarithm block;

два блока возведения в степень;two exponentiation blocks;

блок вычисления модуля;module calculation unit;

блок вычисления квадратного корня;square root calculation block;

блок ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов;a block for inputting a signal equivalent to the value of the average rate of the input packet stream;

два блока сложения;two addition blocks;

блок отображения оптимальной скорости сглаживания;display unit of the optimal smoothing speed;

блок отображения оптимального буфера сглаживания, с организацией связей между ними.block for displaying the optimal smoothing buffer, with the organization of links between them.

Каждый из этих блоков выполнен конструктивно в составе FPGA (Field-Programmable Gate Array, Программируемая Пользователем Вентильная Матрица, ППВМ). Как известно, FPGA - это устройство, изначально содержащее в своем составе множество логических или арифметических блоков с возможностью гибкой коммутации, при этом изменение коммутации в соответствии с фиг. 1 приводит к формированию нового устройства, которое используется для достижения технического результата, который состоит в вычислении оптимальной скорости сглаживания и объема буфера сглаживания для различных параметров канала связи и передаваемого трафика любых типов по критерию минимума потерь из-за переполнения буфера и максимума соответствия характеристикам входного потока.Each of these blocks is made structurally as part of the FPGA (Field-Programmable Gate Array, User-Programmable Gate Array, FPGA). As is known, an FPGA is a device that initially contains a plurality of logical or arithmetic blocks with the possibility of flexible switching, while changing the switching in accordance with FIG. 1 leads to the formation of a new device that is used to achieve a technical result, which consists in calculating the optimal smoothing rate and smoothing buffer size for various parameters of the communication channel and transmitted traffic of any type according to the criterion of minimum loss due to buffer overflow and maximum compliance with the characteristics of the input stream .

Для конструктивного выполнения устройства вычисления оптимальных параметров сглаживания фрактального трафика по критерию максимального соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока при условии отсутствия потерь пакетов из-за переполнения буфера, используется FPGA Xilinx серий Kintex-7. Формирование заявленного устройства осуществляется с использованием среды проектирования Quartus II, где создается графическая схема устройства в полном соответствии с фиг. 1. При этом каждый из используемых в устройстве блоков реализуется соответственно делителем, умножителем, вычитателем, сумматором, компаратором, инвертором и т.д. Все входящие в состав заявленного устройства функциональные блоки имеют реализацию в среде Quartus II, в виде элементарных арифметико-логических устройств, которые размещаются при проектировании на рабочей форме с организацией связей между ними в соответствии с фиг. 1.For the constructive implementation of the device for calculating the optimal parameters for smoothing fractal traffic according to the criterion of maximum compliance with the average speed and the largest burst of the input aggregated stream, provided there are no packet losses due to buffer overflow, Xilinx FPGA of the Kintex-7 series is used. The formation of the claimed device is carried out using the Quartus II design environment, where a graphic diagram of the device is created in full accordance with Fig. 1. In this case, each of the blocks used in the device is implemented, respectively, by a divider, multiplier, subtractor, adder, comparator, inverter, etc. All functional blocks included in the claimed device are implemented in the Quartus II environment, in the form of elementary arithmetic-logical units, which are placed on the working form during design with the organization of links between them in accordance with Fig. one.

После прошивки FPGA Kintex-7 получается новое устройство, в котором, каждый из входящих в его состав блоков (фиг. 1) выполнен конструктивно в составе вентильной матрицы.After flashing the FPGA Kintex-7, a new device is obtained, in which each of its constituent blocks (Fig. 1) is structurally made as part of a gate array.

Ввод исходных данных осуществляется посредством передачи сигнала соответствующего десятичному представлению значения входного параметра, а отображение результата работы устройства производится в десятичном формате на TFT дисплее, подключенном к плате Kintex-7.Initial data input is carried out by transmitting a signal corresponding to the decimal representation of the value of the input parameter, and the result of the device operation is displayed in decimal format on a TFT display connected to the Kintex-7 board.

Источники информацииInformation sources

1. RU 2370907, 2004.1. RU 2370907, 2004.

2. RU 2341903, 2004.2. RU 2341903, 2004.

3. RU 205444 U1, 2021.3. RU 205444 U1, 2021.

4. Jean-Yves Le Boudec and Patrick Thiran. Network Calculus: A Theory of Deterministic Queuing Systems for the Internet. Online Version, December 13,2019.4. Jean-Yves Le Boudec and Patrick Thiran. Network Calculus: A Theory of Deterministic Queuing Systems for the Internet. Online version, December 13, 2019.

5. Norros, I. On the Use of Fractional Brownian Motion in the Theory of Connectionless Networks / I. Norros // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. - 1995. - №13(6). - P. 953-962.5. Norros, I. On the Use of Fractional Brownian Motion in the Theory of Connectionless Networks / I. Norros // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. - 1995. - No. 13 (6). - P. 953-962.

Claims (1)

Устройство вычисления оптимальных параметров сглаживания фрактального трафика по критерию максимального соответствия средней скорости и наибольшему всплеску входного агрегированного потока при условии отсутствия потерь пакетов из-за переполнения буфера, содержащее блок ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета; блок ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов; блок ввода единичного уровня сигнала; блок ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста; блок ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов; блок вычитания; блок вычисления обратной величины; пять блоков умножения; блок деления; блок логарифмирования; два блока возведения в степень; блок вычисления модуля; блок вычисления квадратного корня; блок ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов; два блока сложения; блок отображения оптимальной скорости сглаживания; блок отображения оптимального буфера сглаживания, причем выход 1 блока 1 ввода сигнала, эквивалентного значению максимального размера пакета, соединен с входом 1 блока 22 сложения; выход 1 блока 2 ввода сигнала, эквивалентного значению оценки среднеквадратического отклонения скорости входного потока пакетов, соединен с входом 1 блока 8 умножения; выход 1 блока 3 ввода единичного уровня сигнала соединен с входом 1 блока 6 вычитания; выход 1 блока 3 ввода единичного уровня сигнала соединен с входом 1 блока 6 вычитания; выход 1 блока 4 ввода сигнала, эквивалентного значению показателя Харста, соединен с входом 2 блока 6 вычитания, с входом 1 блока 9 деления и с входом 2 блока 12 возведения в степень; выход 1 блока 5 ввода сигнала, эквивалентного числу принятых пакетов, соединен с входом 1 блока 7 вычисления обратного значения; выход 1 блока 6 вычитания соединен с входом 2 блока 8 умножения и с входом 2 блока 9 деления; выход 1 блока 7 вычисления обратного значения соединен с входом 1 блока 10 логарифмирования; выход 1 блока 8 умножения соединен с входом 1 блока 17 умножения и с входом 1 блока 18 умножения; выход 1 блока 9 деления соединен с входом 1 блока 11 возведения в квадрат и с входом 1 блока 12 возведения в степень; выход 1 блока 10 логарифмирования соединен с входом 1 блока 13 вычисления модуля; выход 1 блока 11 возведения в квадрат соединен с входом 2 блока 17 умножения; выход 1 блока 12 возведения в степень соединен с входом 1 блока 15 умножения; выход 1 блока 13 вычисления модуля соединен с входом 1 блока 14 умножения на два; выход 1 блока 14 умножения на два соединен с входом 2 блока 15 умножения; выход 1 блока 15 умножения соединен с входом 1 блока 16 вычисления квадратного корня; выход 1 блока 16 вычисления квадратного корня соединен с входом 3 блока 17 умножения и входом 2 блока 18 умножения; выход 1 блока 17 умножения соединен с входом 2 блока 20 сложения; выход 1 блока 18 умножения соединен с входом 2 блока 22 сложения; выход 1 блока 19 ввода сигнала, эквивалентного значению средней скорости входного потока пакетов, соединен с входом 1 блока 20 сложения; выход 1 блока 20 сложения соединен с входом 1 блока 21 отображения оптимальной скорости сглаживания; выход 1 блока 22 сложения соединен с входом 1 блока 23 отображения оптимального буфера сглаживания.A device for calculating the optimal parameters for smoothing fractal traffic according to the criterion of maximum compliance with the average speed and the largest burst of the input aggregated stream, provided there are no packet losses due to buffer overflow, containing a signal input block equivalent to the value of the maximum packet size; a block for inputting a signal equivalent to an estimate value of the standard deviation of the rate of the input packet stream; input unit of a single signal level; a signal input unit equivalent to the value of the Hurst exponent; a signal input unit equivalent to the number of received packets; subtraction block; reciprocal calculation unit; five multiplication blocks; division block; logarithm block; two exponentiation blocks; module calculation unit; square root calculation block; a block for inputting a signal equivalent to the value of the average rate of the input packet stream; two addition blocks; display unit of the optimal smoothing speed; block display optimal buffer smoothing, and the output 1 block 1 input signal equivalent to the value of the maximum packet size, connected to the input 1 block 22 addition; output 1 block 2 input signal, equivalent to the value of the estimate of the standard deviation of the rate of the input stream of packets, connected to the input 1 block 8 multiplication; output 1 block 3 input of a single signal level is connected to the input 1 block 6 subtraction; output 1 block 3 input of a single signal level is connected to the input 1 block 6 subtraction; output 1 block 4 input signal, equivalent to the value of the Hurst exponent, connected to the input 2 block 6 subtraction, input 1 block 9 division and input 2 block 12 exponentiation; output 1 block 5 input signal, equivalent to the number of received packets, connected to the input 1 block 7 calculation of the inverse value; output 1 block 6 subtractor connected to the input 2 block 8 multiplication and input 2 block 9 division; the output 1 of the block 7 calculation of the inverse value is connected to the input 1 of the block 10 of the logarithm; output 1 block 8 multiplication connected to the input 1 block 17 multiplication and input 1 block 18 multiplication; the output 1 of the division block 9 is connected to the input 1 of the squaring block 11 and to the input 1 of the exponentiation block 12; output 1 block 10 logarithm is connected to the input 1 block 13 calculation module; output 1 block 11 squaring connected to the input 2 block 17 multiplication; output 1 block 12 exponentiation is connected to the input 1 block 15 multiplication; output 1 block 13 calculation of the module is connected to the input 1 block 14 multiplication by two; output 1 block 14 multiplication by two is connected to the input 2 of the block 15 multiplication; output 1 block 15 multiplication connected to the input 1 block 16 calculate the square root; output 1 block 16 calculate the square root is connected to the input 3 block 17 multiplication and input 2 block 18 multiplication; output 1 block 17 multiplication is connected to the input 2 block 20 addition; output 1 block 18 multiplication is connected to the input 2 block 22 addition; output 1 block 19 input signal, equivalent to the value of the average rate of the input stream of packets, connected to the input 1 block 20 addition; the output 1 of the addition block 20 is connected to the input 1 of the optimal smoothing speed display block 21; output 1 block 22 addition is connected to the input 1 block 23 display the optimal smoothing buffer.
RU2022101827U 2022-01-27 2022-01-27 DEVICE FOR CALCULATION OF OPTIMUM PARAMETERS FOR SMOOTHING FRACTAL TRAFFIC BY CRITERION OF MAXIMUM CORRESPONDENCE OF AVERAGE RATE AND GREATEST SURGE OF INPUT AGGREGATED FLOW UNDER THE CONDITION OF NO PACKET LOSS DUE TO BUFFER OVERFLOW RU210691U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022101827U RU210691U1 (en) 2022-01-27 2022-01-27 DEVICE FOR CALCULATION OF OPTIMUM PARAMETERS FOR SMOOTHING FRACTAL TRAFFIC BY CRITERION OF MAXIMUM CORRESPONDENCE OF AVERAGE RATE AND GREATEST SURGE OF INPUT AGGREGATED FLOW UNDER THE CONDITION OF NO PACKET LOSS DUE TO BUFFER OVERFLOW

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022101827U RU210691U1 (en) 2022-01-27 2022-01-27 DEVICE FOR CALCULATION OF OPTIMUM PARAMETERS FOR SMOOTHING FRACTAL TRAFFIC BY CRITERION OF MAXIMUM CORRESPONDENCE OF AVERAGE RATE AND GREATEST SURGE OF INPUT AGGREGATED FLOW UNDER THE CONDITION OF NO PACKET LOSS DUE TO BUFFER OVERFLOW

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU210691U1 true RU210691U1 (en) 2022-04-27

Family

ID=81306651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2022101827U RU210691U1 (en) 2022-01-27 2022-01-27 DEVICE FOR CALCULATION OF OPTIMUM PARAMETERS FOR SMOOTHING FRACTAL TRAFFIC BY CRITERION OF MAXIMUM CORRESPONDENCE OF AVERAGE RATE AND GREATEST SURGE OF INPUT AGGREGATED FLOW UNDER THE CONDITION OF NO PACKET LOSS DUE TO BUFFER OVERFLOW

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU210691U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218141U1 (en) * 2023-03-06 2023-05-12 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Экспертно-аналитический центр" MODEM SPEED COMPUTATION DEVICE WITH GUARANTEED MAXIMUM DELAY FOR VARIABLE BIT RATE FLOW

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113630A2 (en) * 1999-12-31 2001-07-04 Nortel Networks Limited QoS and performance control techniques for packet-based networks characterized by self-similar traffic
RU2341903C2 (en) * 2003-02-18 2008-12-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Variable packet lengths for high-speed transfer of data packets
RU2370907C2 (en) * 2003-01-09 2009-10-20 Томсон Лайсенсинг С.А. Method and device for conversion of mpeg transport stream into ip-packets for broadcasting in wlan
RU2677373C1 (en) * 2017-12-13 2019-01-16 Федеральное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Fractal telecommunication traffic transmission quality increasing method
RU205444U1 (en) * 2021-04-09 2021-07-14 Анатолий Николаевич Мартьянов DEVICE FOR CALCULATING THE OPTIMAL PACKET SIZE BY THE CRITERION OF THE MINIMUM DELAYED DIGITAL COMPRESSED IMAGES IN THE CONDITIONS OF OPTIMAL Smoothing WITHOUT LOSS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113630A2 (en) * 1999-12-31 2001-07-04 Nortel Networks Limited QoS and performance control techniques for packet-based networks characterized by self-similar traffic
RU2370907C2 (en) * 2003-01-09 2009-10-20 Томсон Лайсенсинг С.А. Method and device for conversion of mpeg transport stream into ip-packets for broadcasting in wlan
RU2341903C2 (en) * 2003-02-18 2008-12-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Variable packet lengths for high-speed transfer of data packets
RU2677373C1 (en) * 2017-12-13 2019-01-16 Федеральное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Fractal telecommunication traffic transmission quality increasing method
RU205444U1 (en) * 2021-04-09 2021-07-14 Анатолий Николаевич Мартьянов DEVICE FOR CALCULATING THE OPTIMAL PACKET SIZE BY THE CRITERION OF THE MINIMUM DELAYED DIGITAL COMPRESSED IMAGES IN THE CONDITIONS OF OPTIMAL Smoothing WITHOUT LOSS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218141U1 (en) * 2023-03-06 2023-05-12 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Экспертно-аналитический центр" MODEM SPEED COMPUTATION DEVICE WITH GUARANTEED MAXIMUM DELAY FOR VARIABLE BIT RATE FLOW

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shroff et al. Improved loss calculations at an ATM multiplexer
US5883819A (en) Method and system for quality of service assessment for multimedia traffic under aggregate traffic conditions
US6779037B1 (en) Method of obtaining optimum use of a shared transmission medium for multimedia traffic
CN107360032B (en) Network flow identification method and electronic equipment
RU202244U1 (en) DEVICE FOR CALCULATING THE OPTIMUM PACKET SIZE BY THE CRITERION OF THE MINIMUM TOTAL MESSAGE TRANSMISSION TIME
US5864541A (en) Method and system for simultaneous service capacity calculation for multimedia services under aggregate traffic conditions
Akhtar CONGESTION CONTROL, IN A FAST PACKET
CN111404815B (en) Constrained routing method based on deep learning
RU210691U1 (en) DEVICE FOR CALCULATION OF OPTIMUM PARAMETERS FOR SMOOTHING FRACTAL TRAFFIC BY CRITERION OF MAXIMUM CORRESPONDENCE OF AVERAGE RATE AND GREATEST SURGE OF INPUT AGGREGATED FLOW UNDER THE CONDITION OF NO PACKET LOSS DUE TO BUFFER OVERFLOW
US6321245B1 (en) Method and system for performing fast division using non linear interpolation
RU225243U1 (en) DEVICE FOR MINIMIZING THE COSTS OF PULIZATING TRAFFIC SMOOTHING IN DATA PROCESSING CENTERS OF DEEP SPACE COMMUNICATIONS
US7769782B1 (en) Method and apparatus for using wavelets to produce data summaries
CN114448899A (en) Method for balancing network load of data center
CN103532759B (en) The acceptance controlling method of the aggregated flow of cloud service-oriented
RU205444U1 (en) DEVICE FOR CALCULATING THE OPTIMAL PACKET SIZE BY THE CRITERION OF THE MINIMUM DELAYED DIGITAL COMPRESSED IMAGES IN THE CONDITIONS OF OPTIMAL Smoothing WITHOUT LOSS
CN110351154B (en) Performance evaluation method of quantum secret communication network
RU205442U1 (en) DEVICE FOR MINIMIZING THE APPLICATION QUEUE IN MASS SERVICE SYSTEMS WITH PULSING INPUT FLOW
RU218141U1 (en) MODEM SPEED COMPUTATION DEVICE WITH GUARANTEED MAXIMUM DELAY FOR VARIABLE BIT RATE FLOW
Li et al. Balancing latency and accuracy on deep video analytics at the edge
Ouyang et al. Predictive bandwidth control for mpeg video: A wavelet approach for self-similar parameters estimation
RU217775U1 (en) DEVICE FOR CALCULATION OF RATE OF SMOOTHING OF PULSE TRAFFIC AT TRANSMITTER INPUT WITH IMPLEMENTATION OF REQUIREMENTS FOR MAXIMUM DELAY
CN113507712A (en) Resource allocation and calculation task unloading method based on alternative direction multiplier
RU203223U1 (en) DEVICE FOR CALCULATING THE OPTIMAL PACKET SIZE BY CRITERION OF MINIMUM DELAY AND MESSAGE TRANSMISSION TIME DIFFERENCE
Abbas Bandwidth price estimation for scalable and responsive rate control
Karpukhin et al. Mathematical simulation of infocommunication networks Applying chaos theory