Kỹ thuật mô phỏng và ứng dụng trong đào tạo, nghiên cứu viễn thông

Tóm tắt: Trong những năm gần đây, trên 50% các nghiên cứu được công bố trên các tạp chíviễn thông là kết quả của mô phỏng. Điều đó nói lên tầm quan trọng và mức độ ứng dụngrộng rãi của mô phỏng trong nghiên cứu về viễn thông. Mô phỏng cho phép đánh giá đượchiệu năng của một hệ thống mạng với các điều kiện, cấu hình khác nhau trong trường hợpcác phương pháp đánh giá trực tiếp trên các hệ thống thật hoặc qua phân tích tính toán bằngtoán học không khả thi.......
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật mô phỏng và ứng dụng trong đào tạo, nghiên cứu viễn thôngHéi nghÞ khoa häc lÇn thø IX KỸ THUẬT MÔ PHỎNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐÀO TẠO, NGHIÊN CỨU VIỄN THÔNG Simulation and Applications in Reseaching and Training Telecommunicatons ThS Nguyễn Xuân Hoàng, Khoa Viễn Thông 1, Học viện công nghệ Bưu chính Viễn thôngTóm tắt: Trong những năm gần đây, trên 50% các nghiên cứu được công bố trên các tạp chíviễn thông là kết quả của mô phỏng. Điều đó nói lên tầm quan trọng và mức độ ứng dụngrộng rãi của mô phỏng trong nghiên cứu về viễn thông. Mô phỏng cho phép đánh giá đượchiệu năng của một hệ thống mạng với các điều kiện, cấu hình khác nhau trong trường hợpcác phương pháp đánh giá trực tiếp trên các hệ thống thật hoặc qua phân tích tính toán bằngtoán học không khả thi. Đặc biệt, trong môi trường đào tạo hiện nay, mô phỏng là một lựachọn tốt cho quá trình tìm hiểu hoạt động của các hệ thống cũng như nghiên cứu thử nghiệmcác hệ thống, các giao thức mạng mới. Tuy nhiên, để có thể thực hiện mô phỏng hiệu quả,chính xác và đáng tin cậy là điều không hề dễ dàng. Bài báo này sẽ trình bày tổng quan về kỹthuật mô phỏng, các vấn đề đặt ra trong quá trình thực hiện mô phỏng. Sau đó các phần mềmmô phỏng thông dụng sẽ được xem xét và đánh giá ứng dụng của chúng trong nghiên cứu,đào tạo về viễn thông. công thức toán học, không có biến thay đổi1. Giới thiệu chung theo thời gian.Trong quá trình nghiên cứu, thiết kế một Đối với mạng viễn thông, mô phỏng được sửmạng viễn thông, hoặc đánh giá hiệu quả của dụng rất rộng rãi, từ tính toán tắc nghẽn choviệc áp dụng một giao thức, một công nghệ các hệ thống tổng đài chuyển mạch kênh, tốimới trên mạng viễn thông sẵn có, có thể sử ưu về sử dụng tài nguyên cho các mạng gói,dụng phương pháp phân tích bằng các mô đánh giá hiệu quả của một giao thức mới,hình toán học, hoặc thử nghiệm trực tiếp trên hoặc so sánh hiệu quả của các phương pháphệ thống thực. Tuy nhiên, đối với các hệ mã hóa kênh trên một môi trường kênh vôthống phức tạp, việc phân tích bằng các mô tuyến. Đặc biệt trong môi trường đào tạo,hình toán nhiều khi không khả thi. Việc thử thông qua mô phỏng, người học sẽ hiểu đượcnghiệm trực tiếp trên các hệ thống thực cũng rất sâu về hoạt động của một hệ thống cũngrất khó, hoặc là do đang trong quá trình thiết như sự liên kết hoạt động của các phần tử,kế, chưa tồn tại hệ thống thật, hoặc các hệ các giao thức trong một hệ thống.thống đang hoạt động trên mạng lưới, việc Bài báo này sẽ có cấu trúc như sau. Phần 2thử nghiệm có thể gây nên những hiệu quả sẽ trình bày về các bước trong mô phỏng mộtkhông lường trước được cho toàn mạng. hệ thống và các vấn đề cần quan tâm. Phần 3Trong các trường hợp đó, sử dụng kỹ thuật sẽ đánh giá các công cụ mô phỏng được sửmô phỏng là một giải pháp thích hợp nhất. dụng phổ biển cho viễn thông hiện nay. PhầnMô phỏng (simulation), nói một cách tổng 4 sẽ là kết luận.quát là quá trình thiết kế một mô hình củamột hệ thống thật, và thực hiện các thử 2. Tổng quan về ký thuật mô phỏngnghiệm trên mô hình đó nhằm mục đích hiểu Như đã đề cập ở trên, mục đích cuối cùngđược hoạt động và/hoặc đánh giá các cấu của mô phỏng là giúp đánh giá hiệu năng củahình, tham số khác nhau của hệ thống [1]. một hệ thống thông qua một mô hình của hệMô hình được sử dụng cho mô phỏng được thống đó. Trước hết, ta xem xét mối liênxây dựng bằng phần mềm, là mô hình động, quan giữa các khái niệm hệ thống (system),có nghĩa là có bao gồm các tham số ngẫu mô hình (model) và mô phỏng.nhiên thay đổi theo thời gian. Nó khác với 2.1 Hệ thống, mô hình và mô phỏngmô hình tĩnh là mô hình được mô tả bằng cácKû niÖm 10 n¨m thµnh lËp Häc viÖn c«ng nghÖ b−u chÝnh viÔn th«ng 194Héi nghÞ khoa häc lÇn thø IXHệ thống được định nghĩa là một tập hợp các được sử dụng phổ biến trong mô phỏng vềphần tử có mối quan hệ với nhau, tương tác mạng viễn thông.với nhau để thực hiện một công việc, chức Để nghiên cứu, đánh giá một hệ thống, cónăng nào đó. Tùy thuộc vào mục đích cần các cách tiếp cận như trên hình vẽ 1.nghiên cứu về hệ thống là gì mà các phần tử 2.1.1 Thử nghiệm trên hệ thống thực vàcủa hệ thống có thể khác nhau. Ví dụ như khi thử nghiệm trên mô hình của hệ thống: Vềmuốn so sánh hiệu năng (BER chẳng hạn) nguyên tắc, có thể thực hiện các thí nghiệmkhi áp dụng các kỹ thuật mã hóa kênh khác trực tiếp trên các hệ thống thực. Tuy nhiên,nhau trên kênh vô tuyến thì ta không cần có 2 khó khăn đối với phương pháp này là nóquan tâm đến kênh vô tuyến đó mang giao có thể gây hậu quả nghiêm trọng đến hệthức gì, mà chỉ cần quan tâm đến đặc tính thống thực, nhất là ...