Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н icon

Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н




Скачати 68.52 Kb.
НазваСт гр. Ткс-98а Лозинская В. Н
Дата01.07.2012
Розмір68.52 Kb.
ТипДокументи

Нейросетевые модели в системах управления маршрутизацией телекоммуникационных сетей.


Ст.гр. ТКС-98а Лозинская В.Н.

В последнее время область применения искусственных нейросетей постоянно расширяется. В телекоммуни­кационных системах они находят применение при решении следующих важных задач [1]: управ­ление коммутацией, адаптивная маршрутизация, управление трафиком, оптимальное распределение загрузки каналов сети. Кроме того, перспективным является использование нейросетевых алгоритмов в задачах кодиро­вания и декодирования информации.

Адаптивная маршрутизация является одной из важнейших задач для телекоммуникационных сетей различ­ного назначения. Эти задачи, связанные с выбором маршрута, планированием работы маршрутизаторов относятся к классу комбинаторно-оптимизационных задач, не имеющих простых аналитических решений. Кроме того, вычислительные затраты экспоненциально возрастают при увеличении количества узлов в сети. В то же время для решения таких задач можно использовать модели построения на основе нейронной сети Хоп­филда, впервые примененные для решения задачи коммивояжера. Большинство последующих работ в этой об­ласти так или иначе базируются на использовании таких моделей [2].

Применительно к классической задаче коммивояжера, задача формулируется следующим образом [3]: в ней­ронной сети из нейронов из n!/2n маршрутов выбрать один с наименьшей длиной. Причем состояние каждого нейрона описывается двумя индексами.

Для решения данной задачи составляется функция вычислительной энергии для нейронной сети, предназна­ченной для решения задачи коммивояжера. Пусть состояние с наименьшей энергией соответствует самому короткому маршруту. В общем виде такая функция для рассматриваемой нейронной сети может иметь следующий вид [2]:

, (1)

где - искусственная энергия сети, wij - вес от входа нейрона i к входу нейрона j, Yj - выход нейрона j, Ij – внешний вход нейрона j, Tj – порог нейрона j.

Изменение энергии, вызванное изменением состояния j – нейрона, можно вычислить следующим образом:

, (2)

где - изменение выхода j-го нейрона.

Развитие системы – нахождение из множе­ства состояний такое, в котором энергия достигнет минимального значения.

Однако для рассматриваемой системы функция энергии должна удовлетворять следующим требованиям [4]. Во-первых, она должна поддерживать устойчивые состояния. Во-вторых, из всех возможных решений функция энергии должна поддерживать те, которые соответствуют коротким маршрутам. Этим требованиям удовлетворяет функция энергии вида (при этом, =0,1): .(3)

Первые три члена выражения (3) поддерживает первое требование, четвертый член – второе; A, B, C, D – положительные множители. Первый член равен нулю, если посещается город только один раз, второй член равен нулю, если в каждый момент посещается только один город. Третий член равен нулю, если посещаются все города. Таким образом, при правильно решенной задаче коммивояжера, без учета четвертого члена, функция энергии имеет минимумы во всех состояниях, соответствующих посещению всех городов, причем в каждый момент посещается только один город и каждый город посещается один раз. Все другие состояния имеют более высокую энергию. Короткие маршруты поддерживает четвертый член. В нем индексы i, беруться по modn, для того, чтобы показать, что i –й город соседствует в маршруте с (n-1) –м и первым. Т.е. Yk,n+j =Ykj. Четвертый член численно равен длине маршрута.

Раскрывая скобки в (3) и приравнивая коэффициенты при квадратичных и линейных членах в полученном выражении и общей формуле:

x(k+1)=f(x(k),u(k)), (4)

где u(k)–вектор входных сигналов, x(k+1)- вектор выходных сигналов, k=0,1,.. -дискретное время.

Определяем матрицу связей и внешние взаимодействия:

wxi,ki = -Adxk(1-dij) – Bdij(1-dxk) – C - Ddxk (dj,i+1+dj,i-1), (5)

где, dij =1, если i=j, в противном случае dij =0. Кроме того, каждый нейрон имеет смешанный вес Ixi=Cn.

Первый член в (5) задает связи нейронов в каждой строке, второй – внутри каждого столбца, третий и четвертый глобальные связи. И в (3) и в (5) три первых члена отвечают за общие ограничения для любой задачи коммивояжера и приводят нейронную сеть в устойчивое состояние. Четвертый член управляет тем, какое из возможных различных финальных состояний соответствует самому короткому маршруту.

Рассмотрим другую постановку задачи [2]. Выбор маршрутов, максимизирующих степень узла в сети, предоставляет возможность планирования работы сети таким образом, чтобы время выполнения работы в сети было бы минимальным. Степень узла определяется как сумма всех потоков, поступающих в узел и исходящих от узла. Критерий качества работы, который выбирается для задач маршрутизации, должен отражать цели, связанные с соответствующей задачей, составления плана работы линий связи.

Пусть задана сеть, состоящая из нескольких узлов и линий связи, соединяющих эти узлы. Считаем, что трафик в такой сети примерно одинаковый. Однако при приближении к ЧНН (час наибольшей нагрузки) нагрузка на узлы извне лавинообразно возрастает, а внутри сети имеются маршруты, по которым может быть распределен приходящий трафик. Требуется выбрать маршрут между парой источник – приемник с таким расчетом, чтобы минимизировать критерий качества работы.

Показатель качества работы должен согласовываться со структурой нейронной сети Хопфилда. Итак, по аналогии с вышерассмотренной моделью, показатель, называемый “энергией перегрузки” задается формулой:

, (6)

где Pijj-ый маршрут между i-ой парой источник – приемник,

- число узлов, которые совместно используют маршруты Pij и Pkl ,

Np(i) – число вариантов маршрутов, определенных между i –ой парой источник – приемник.

Нейронная сеть эволюционирует от некоторого начального состояния до состояния равновесия функции энергии Ляпунова, которая составляется по аналогии с (1) :

, (7)

где Tij,kl –вес соединения между нейронами ij и kl, Iij –ток смещения, прикладываемый к нейрону.

Задача имеет целый ряд ограничений, которыми можно пренебречь, если ввести ограничения на целевую функцию.Учитывая эти обстоятельства можно сказать, что конечное состояние зависит от начального состояния.


Список литературы

  1. Галушкин А.И. Нейрокомпьютеры в разработке военно техники США – Зарубежная радиоэлектроника, 1995. №6 стр. 4-21.

  2. Комашинский В.И.. Смирнов Д.А. Внедрение в нейро-информационные технологии. – СПб.:Тема,1999.

  3. Комашинский В.И.. Смирнов Д.А. Нейронные сети и их применение в системах управления и связи. М.: Горячая линия – Телеком,2002.

  4. Уоссерман Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика.- М.: Мир,1990.

Схожі:

Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconГруппа ткс-08з Дата Время Дисциплина Контрол Преподаватель Ассистент Аудит

Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconГруппа ткс-08з Дата Время Дисциплина Контрол Преподаватель Ассистент Аудит

Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconГруппа ткс-09з Дата Время Дисциплина Контрол Преподаватель Ассистент Аудит

Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconГруппа ткс-09з Дата Время Дисциплина Контрол Преподаватель Ассистент Аудит

Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconГруппа ткс,суаз-12 Дата Время Дисциплина Контрол Преподаватель Ассистент Аудит

Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconСистема управления маршрутизацией телекоммуникационной сети. Лозинская В. Н
Характерной особенностью является непрерывное изменение трафика во времени как по величине, так и по направлениям. Это приводит к...
Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconГруппа ткс-07з
Бойко В. В. Игнатенко 8416 23. 04. 2012 11. 40-13. 05 эл снабж сист связ л Константинов 8414
Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconГруппа суа-09з Дата Время Дисциплина Контрол Преподаватель Ассистент Аудит
Су кп Борисов О. О. Валуева 8001 18. 06. 2013 13. 30-14. 30 основы от+ткс конс Бутузов 9311
Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconСтуденческий День Cisco в Харькове
Неформальное общение в академии Cisco при кафедре ткс хнурэ. Ответы на вопросы. Мозговой штурм
Ст гр. Ткс-98а Лозинская В. Н iconГруппа ткс-09з Дата Время Дисциплина Контрол Преподаватель Ассистент Аудит
Бойко В. В. Ступак 8801 03. 02. 2014 15. 20-18. 25 совр схемот инф сет л Ямилов В. К. 8608
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи