话务量仿真研究综述

【摘要】本文介绍了话务量仿真的各种方法，并针对不同的仿真方法进行了较为细致的论述，可对从事话务量仿真研究工作方面的人员提供一定的参考。

【关键词】电话网  话务量  仿真

【中图分类号】G71                              【文献标识码】A      【文章编号】2095-3089（2015）05-0020-02

一、概述

话务量的大小取决于一定时间里发生的呼叫次数和每次呼叫占用交换设备的时长。话务量仿真是评估电话网性能的有效方法，尤其是电话网升级、拓扑结构改变时，话务量数据可为实际电话网规划时提供依据。

二、话务量仿真方法

获取话务量数据一般有三种方法：

1.测量法

（1）测量之前必须存在一个网络实体，成本较高。为完成实验需维持一个正运行的网络，经济代价很高;

（2）测量过程中为了适时取值，实验可能持续过久;

（3）可能带来一定风险，这要看正运行的网络中的厂商提供的测量和监视工具是否把它们作为网络软件不可分割的部分。

常用的测量工具有：HP Netmetrix流量监控系统、Netscout网络探针、Sniffer工具。

2.解析法

用解析模型来评价网络的各项性能，网络模型设计者需要很大的努力才能设计出精确反映被研究的系统的性能模型。精简的解析模型一般求解很快，但容易求解的数学模型并不能直接用来描述实际通信网络的性能和系统特性;复杂模型虽然精度高，但往往消耗大量的时间，获得性能十分困难。

（1）容量比重法

根据交换局的交换机容量来进行流量分配求解的一种方法。容量比重法求解话务流量的方法有两种形式。一种是根据交换局的容量求解;另一种是完全依据话务量求解局间话务流量。

容量比重法是一种理想的方法，在做最佳经济分析时使用;由于它以建局时的因素作为依据，随着电话网的升级改造，不同地理因素会导致各局间流量产生较大偏差。

（2）吸引系数法

通信网内各局间的吸引系数表示各局用户间实际联系的密切程度。吸引系数法适于容量比较小的城市进行短期预测，而吸引系数的确定首先是根据地理位置、两局间的经济、文化状况及行政关系等因素给出初始值，然后不断加以调整并随着电话网的发展而修正。

（3）重力法

当已知某局总发话话务量的预测值，但缺乏相关各局话务量的历史数据和现状数据时，为了将其总发话话务量的预测值分配到各局去，可采用重力法得到局间话务流量预测值。根据统计分析得出，两局间的话务流量与两局的用户数的乘积成正比，而与距离的k次方成反比，重力法适于话务量变化较大的本地话务或长途话务预测，但其存在很大不足：

①局间距离并不代表用户间真正平均距离;

②本局间距离为零，不能使用重力法求解本局话务量，而实际上本局用户间存在距离，因此只能人为确定本局话务量。

由于规划期内局所数目将要变动，局所有大小之分，利用重力法表现在预测结果上就是某些局来去话务量严重失衡。

（4）双因子平衡法

在已知各局来流量、去流量预测值的条件下，在现有已知的流量矩阵的基础上，通过反复调整迭代，使得网中各局的去流量之和与来流量之和两个因子相等或近似相等，且迭代的结果应保证来流量之和、去流量之和与预测值之间的误差小于规定值。适于没有新局出现（如扩容）的情况下的流量预测。

3.模拟法

通过建立电话网的计算机模拟模型评估电话网性能。使用模拟技术可以任意详细地构建网络模型，无需严格的数学抽象，建模过程也比较直接。

（1）真实服务过程法

以简化的网络系统服务的随机过程作为仿真模型。主要用于任何复杂结构的交换系统和电话网络的仿真。

（2）马尔可夫过程

描述交换系统服务过程的基本的数学模型，属于无时钟算法。交换系统中发生的随机过程是一个状态离散的马尔可夫过程，过程的状态不断变化着。马尔可夫过程需要对数据进行处理。如对系统状态概率分布的确定、话务量呼损的计算、溢出比的收集。

（3）Petri 网模型

一种系统描述和分析的工具。对于一个系统如果能构造出它的Petri网模型，并对其进行彻底分析，就能揭示出被模拟系统在结构和动态行为方面的许多重要信息。如果对Petri网的定义加以扩展，就可以用来描述通信网内部各实体和动态过程。目前Petri网已用于设计和开发通用的通信网络模拟系统。

三、常用网络仿真软件

当前的主流网络仿真软件有OPNET和NS2。

1. OPNET软件

OPNET公司起源于麻省理工学院，1987年OPNET公司发布了它的第一个商业化的网络性能仿真软件，使得具有预测性的网络性能管理和仿真成为可能。至今OPNET已经发行到了16.0上版本。它的产品除Modeler外，还包括IT Guru、SP Guru、OPNET Development Kit和WDM Guru等。

2. NS2软件

NS2是一种面向对象的网络仿真器，由UC Berkeley开发而成。可以用于仿真各种不同的IP网，NS2也为进行局域网的仿真而实现了多播以及一些MAC 子层协议。事件调度器计算仿真时间，并且激活事件队列中的当前事件，执行一些相关的事件，网络组件通过传递分组来相互通信，但这并不耗费仿真时间。所有需要花费的仿真时间来处理分组的网络组件都必须要使用事件调度器。

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