Оценка показателей качества обслуживания в сети IMS с применением тензорного подхода

Abstract

In this work, we propose methods of tensor analysis for the IMS network QoS characteristic estimation. Modern communication networks are representing a set of devices, systems and networks with the given interaction structure for a heterogeneous information streams processing. QoS support is a necessary mechanism for rendering of services in a modern communication networks but it increase cost and complexity equipment of service providers. In present, the main mathematical apparatus of QoS estimation is a queuing theory but it has some drawbacks. It should be noted that the base of next generation networks is an IP Multimedia Subsystem (IMS). IMS network have a many systems and complicated topology. Consequently, the task of supply QoS and QoS characteristic estimation in IMS is a very important for communications development. However, the efficient allocation of network resource management is complicated because it needs management many systems and processing the considerable amount information streams with a specified QoS for every type of the streams. Tensor analysis of networks provide opportunities to take into account the process-structure interaction and the application flexibility that result in the compute cost decreasing, the delay reducing due to dynamic management infocommunication systems and the good network scalability.

В данной статье представлены методы оценки качества обслуживания (QoS) информационных потоков в сетях IMS с использованием тензорного подхода. Современные сети связи обеспечивают обработку гетерогенных информационных потоков и представляют собой набор устройств, систем и сетей с заданной структурой взаимодействия. Обеспечение QoS является необходимым механизмом для предоставления услуг в современных сетях связи, но приводит к значительному увеличению стоимости и сложности оборудования оператора связи. Следовательно, задачи поддержки QoS и оценки характеристик качества обслуживания являются актуальными для развития инфокоммуникационных сетей. На сегодняшний день основным математическим аппаратом оценки показателей QoS выступает теория массового обслуживания, но использование классических методов данной теории для сетей связи связано с большими сложностями. Следует отметить, что основой для построения сетей связи следующего поколения (NGN) является концепция IMS (IP Multimedia Subsystem – подсистема обработки мультимедийной информации на основе IP сетей). Кроме того, сеть IMS состоит из множества систем и имеет сложную топологию. Это приводит к тому, что процесс управления эффективным распределением сетевых ресурсов значительно усложняется, что связано также с необходимостью поддержки QoS для большого количества информационных и сигнальных потоков с индивидуальными характеристиками качества обслуживания для каждого потока. Тензорный анализ сетей, обладающий возможностями по учету процессно-структурного взаимодействия и гибкости применения, позволяет обеспечить приемлемые вычислительные затраты, уменьшение задержек при динамическом управлении инфокоммуникационными системами и хорошую масштабируемость.