交換網(wǎng)絡(luò)阻塞率仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

何偉剛

摘 要：程控交換網(wǎng)絡(luò)阻塞率分析方法復(fù)雜，教師難教，學(xué)生難學(xué)。教學(xué)中利用MATLAB極強(qiáng)的仿真功能，可以很好地解決交換網(wǎng)絡(luò)阻塞率仿真演示。通過演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解，能取得好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)阻塞率；MATLAB仿真；仿真演示

一、前言

交換網(wǎng)絡(luò)課程是高校電子信息和通信工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課。網(wǎng)絡(luò)阻塞率概念抽象，理論性強(qiáng)，基本概念及原理不容易理解，所以有在講述工作原理時(shí)加以輔助的仿真實(shí)驗(yàn)演示，在教學(xué)過程中應(yīng)借助現(xiàn)代教育技術(shù)來(lái)加強(qiáng)教學(xué)效果。

MATLAB是MathWorks公司推出的一種科學(xué)計(jì)算軟件。它是一種以矩陣為基本編程單元的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，不但擁有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算功能、圖形表達(dá)功能，還具有可視化的仿真環(huán)境。在移動(dòng)通信教學(xué)中引入MATLAB，可以使一些不易理解的抽象知識(shí)比較直觀地顯示出來(lái)，便于學(xué)生理解和接受。從而使學(xué)生加深對(duì)交換機(jī)本質(zhì)的理解，進(jìn)一步掌握課堂內(nèi)容。

二、接線器工作原理

在多級(jí)接線器結(jié)構(gòu)中，由于第一級(jí)的每一個(gè)接線器與第二級(jí)的每一個(gè)接線器之間僅存在一條內(nèi)部鏈路，因此任何時(shí)刻在一對(duì)接線器之間只能有一對(duì)出、入線接通。例如，當(dāng)?shù)谝患?jí)第1個(gè)接線器的1號(hào)入線與第2個(gè)接線器的m號(hào)出線接通時(shí)，第一級(jí)第1個(gè)接線器的其他入線都無(wú)法再與第二級(jí)第2個(gè)接線器的其余出線接通。這種雖然入、出線空閑，但因沒有空閑級(jí)鏈路而無(wú)法接續(xù)的現(xiàn)象稱為交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞，當(dāng)進(jìn)一步增加網(wǎng)絡(luò)的輸入線數(shù)時(shí)，可依照相同的方法將二級(jí)接線器結(jié)構(gòu)擴(kuò)展為三級(jí)或更多級(jí)（如圖1）。

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圖1多級(jí)接線器結(jié)構(gòu)圖

三、仿真演示

設(shè)當(dāng)級(jí)間鏈路數(shù)x=1時(shí)二級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻塞率是Bi2，三級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻塞率是Bi3，由仿真結(jié)果圖可知：當(dāng)接線器出線一定時(shí)，隨著話務(wù)量的增加網(wǎng)絡(luò)的阻塞率也隨著變大；當(dāng)話務(wù)量一定時(shí)，接線器出線的數(shù)值越大，網(wǎng)絡(luò)的阻塞率就越小。當(dāng)級(jí)間鏈路數(shù)x=3時(shí)，二級(jí)、三級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的阻塞率都比x=1時(shí)小，而當(dāng)級(jí)間鏈路數(shù)x=5時(shí)，二級(jí)、三級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的阻塞率都比x=3時(shí)小。由此可知，二級(jí)交換網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的阻塞率總是比三級(jí)的小，比混合型網(wǎng)絡(luò)阻塞率的大。增加級(jí)數(shù)雖然擴(kuò)大了交換網(wǎng)可接續(xù)的容量，但也增加了網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部塞率。擴(kuò)大級(jí)間鏈路數(shù)可減小網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞率。通信網(wǎng)絡(luò)中的話務(wù)量與呼叫損失，主要是受到通信話線路的數(shù)量的影響，當(dāng)通信線路一定時(shí)，話務(wù)量越大，呼叫損失越大，當(dāng)話務(wù)量一定時(shí)，通信線路越多，呼叫損失越小。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)綜合考慮話務(wù)量與呼叫損失的關(guān)系，做好市場(chǎng)調(diào)查，當(dāng)話務(wù)量不大時(shí)，在一定的呼叫損失的情況下，通話線路數(shù)可以適當(dāng)?shù)刈稣{(diào)整，以達(dá)到最小的成本、最高的效益與最大的利潤(rùn)（如圖2）。

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圖2 接線器阻塞率仿真圖

四、結(jié)束語(yǔ)

程控交換是電子信息專業(yè)的重要專業(yè)課，由于該課程涉及的內(nèi)容龐雜、概念多、分析方法復(fù)雜，所以教師難教、學(xué)生難學(xué)。教學(xué)中許多重難點(diǎn)需要通過演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解，才能取得較好的效果。利用MATLAB的仿真功能，可以很好地解決課堂仿真演示實(shí)驗(yàn)，收到了很好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]程鈴，徐冬冬.Matlab仿真在通信原理教學(xué)的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（2）：117－119．

[2]徐明遠(yuǎn)，邵玉斌.Matlab仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010．

[3]劉震霞.程控交換技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006．

摘 要：程控交換網(wǎng)絡(luò)阻塞率分析方法復(fù)雜，教師難教，學(xué)生難學(xué)。教學(xué)中利用MATLAB極強(qiáng)的仿真功能，可以很好地解決交換網(wǎng)絡(luò)阻塞率仿真演示。通過演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解，能取得好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)阻塞率；MATLAB仿真；仿真演示

一、前言

交換網(wǎng)絡(luò)課程是高校電子信息和通信工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課。網(wǎng)絡(luò)阻塞率概念抽象，理論性強(qiáng)，基本概念及原理不容易理解，所以有在講述工作原理時(shí)加以輔助的仿真實(shí)驗(yàn)演示，在教學(xué)過程中應(yīng)借助現(xiàn)代教育技術(shù)來(lái)加強(qiáng)教學(xué)效果。

MATLAB是MathWorks公司推出的一種科學(xué)計(jì)算軟件。它是一種以矩陣為基本編程單元的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，不但擁有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算功能、圖形表達(dá)功能，還具有可視化的仿真環(huán)境。在移動(dòng)通信教學(xué)中引入MATLAB，可以使一些不易理解的抽象知識(shí)比較直觀地顯示出來(lái)，便于學(xué)生理解和接受。從而使學(xué)生加深對(duì)交換機(jī)本質(zhì)的理解，進(jìn)一步掌握課堂內(nèi)容。

二、接線器工作原理

在多級(jí)接線器結(jié)構(gòu)中，由于第一級(jí)的每一個(gè)接線器與第二級(jí)的每一個(gè)接線器之間僅存在一條內(nèi)部鏈路，因此任何時(shí)刻在一對(duì)接線器之間只能有一對(duì)出、入線接通。例如，當(dāng)?shù)谝患?jí)第1個(gè)接線器的1號(hào)入線與第2個(gè)接線器的m號(hào)出線接通時(shí)，第一級(jí)第1個(gè)接線器的其他入線都無(wú)法再與第二級(jí)第2個(gè)接線器的其余出線接通。這種雖然入、出線空閑，但因沒有空閑級(jí)鏈路而無(wú)法接續(xù)的現(xiàn)象稱為交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞，當(dāng)進(jìn)一步增加網(wǎng)絡(luò)的輸入線數(shù)時(shí)，可依照相同的方法將二級(jí)接線器結(jié)構(gòu)擴(kuò)展為三級(jí)或更多級(jí)（如圖1）。

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圖1多級(jí)接線器結(jié)構(gòu)圖

三、仿真演示

設(shè)當(dāng)級(jí)間鏈路數(shù)x=1時(shí)二級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻塞率是Bi2，三級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻塞率是Bi3，由仿真結(jié)果圖可知：當(dāng)接線器出線一定時(shí)，隨著話務(wù)量的增加網(wǎng)絡(luò)的阻塞率也隨著變大；當(dāng)話務(wù)量一定時(shí)，接線器出線的數(shù)值越大，網(wǎng)絡(luò)的阻塞率就越小。當(dāng)級(jí)間鏈路數(shù)x=3時(shí)，二級(jí)、三級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的阻塞率都比x=1時(shí)小，而當(dāng)級(jí)間鏈路數(shù)x=5時(shí)，二級(jí)、三級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的阻塞率都比x=3時(shí)小。由此可知，二級(jí)交換網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的阻塞率總是比三級(jí)的小，比混合型網(wǎng)絡(luò)阻塞率的大。增加級(jí)數(shù)雖然擴(kuò)大了交換網(wǎng)可接續(xù)的容量，但也增加了網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部塞率。擴(kuò)大級(jí)間鏈路數(shù)可減小網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞率。通信網(wǎng)絡(luò)中的話務(wù)量與呼叫損失，主要是受到通信話線路的數(shù)量的影響，當(dāng)通信線路一定時(shí)，話務(wù)量越大，呼叫損失越大，當(dāng)話務(wù)量一定時(shí)，通信線路越多，呼叫損失越小。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)綜合考慮話務(wù)量與呼叫損失的關(guān)系，做好市場(chǎng)調(diào)查，當(dāng)話務(wù)量不大時(shí)，在一定的呼叫損失的情況下，通話線路數(shù)可以適當(dāng)?shù)刈稣{(diào)整，以達(dá)到最小的成本、最高的效益與最大的利潤(rùn)（如圖2）。

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圖2 接線器阻塞率仿真圖

四、結(jié)束語(yǔ)

程控交換是電子信息專業(yè)的重要專業(yè)課，由于該課程涉及的內(nèi)容龐雜、概念多、分析方法復(fù)雜，所以教師難教、學(xué)生難學(xué)。教學(xué)中許多重難點(diǎn)需要通過演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解，才能取得較好的效果。利用MATLAB的仿真功能，可以很好地解決課堂仿真演示實(shí)驗(yàn)，收到了很好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]程鈴，徐冬冬.Matlab仿真在通信原理教學(xué)的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（2）：117－119．

[2]徐明遠(yuǎn)，邵玉斌.Matlab仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010．

[3]劉震霞.程控交換技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006．

摘 要：程控交換網(wǎng)絡(luò)阻塞率分析方法復(fù)雜，教師難教，學(xué)生難學(xué)。教學(xué)中利用MATLAB極強(qiáng)的仿真功能，可以很好地解決交換網(wǎng)絡(luò)阻塞率仿真演示。通過演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解，能取得好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)阻塞率；MATLAB仿真；仿真演示

一、前言

交換網(wǎng)絡(luò)課程是高校電子信息和通信工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課。網(wǎng)絡(luò)阻塞率概念抽象，理論性強(qiáng)，基本概念及原理不容易理解，所以有在講述工作原理時(shí)加以輔助的仿真實(shí)驗(yàn)演示，在教學(xué)過程中應(yīng)借助現(xiàn)代教育技術(shù)來(lái)加強(qiáng)教學(xué)效果。

MATLAB是MathWorks公司推出的一種科學(xué)計(jì)算軟件。它是一種以矩陣為基本編程單元的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，不但擁有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算功能、圖形表達(dá)功能，還具有可視化的仿真環(huán)境。在移動(dòng)通信教學(xué)中引入MATLAB，可以使一些不易理解的抽象知識(shí)比較直觀地顯示出來(lái)，便于學(xué)生理解和接受。從而使學(xué)生加深對(duì)交換機(jī)本質(zhì)的理解，進(jìn)一步掌握課堂內(nèi)容。

二、接線器工作原理

在多級(jí)接線器結(jié)構(gòu)中，由于第一級(jí)的每一個(gè)接線器與第二級(jí)的每一個(gè)接線器之間僅存在一條內(nèi)部鏈路，因此任何時(shí)刻在一對(duì)接線器之間只能有一對(duì)出、入線接通。例如，當(dāng)?shù)谝患?jí)第1個(gè)接線器的1號(hào)入線與第2個(gè)接線器的m號(hào)出線接通時(shí)，第一級(jí)第1個(gè)接線器的其他入線都無(wú)法再與第二級(jí)第2個(gè)接線器的其余出線接通。這種雖然入、出線空閑，但因沒有空閑級(jí)鏈路而無(wú)法接續(xù)的現(xiàn)象稱為交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞，當(dāng)進(jìn)一步增加網(wǎng)絡(luò)的輸入線數(shù)時(shí)，可依照相同的方法將二級(jí)接線器結(jié)構(gòu)擴(kuò)展為三級(jí)或更多級(jí)（如圖1）。

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圖1多級(jí)接線器結(jié)構(gòu)圖

三、仿真演示

設(shè)當(dāng)級(jí)間鏈路數(shù)x=1時(shí)二級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻塞率是Bi2，三級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻塞率是Bi3，由仿真結(jié)果圖可知：當(dāng)接線器出線一定時(shí)，隨著話務(wù)量的增加網(wǎng)絡(luò)的阻塞率也隨著變大；當(dāng)話務(wù)量一定時(shí)，接線器出線的數(shù)值越大，網(wǎng)絡(luò)的阻塞率就越小。當(dāng)級(jí)間鏈路數(shù)x=3時(shí)，二級(jí)、三級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的阻塞率都比x=1時(shí)小，而當(dāng)級(jí)間鏈路數(shù)x=5時(shí)，二級(jí)、三級(jí)接線器結(jié)構(gòu)的阻塞率都比x=3時(shí)小。由此可知，二級(jí)交換網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的阻塞率總是比三級(jí)的小，比混合型網(wǎng)絡(luò)阻塞率的大。增加級(jí)數(shù)雖然擴(kuò)大了交換網(wǎng)可接續(xù)的容量，但也增加了網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部塞率。擴(kuò)大級(jí)間鏈路數(shù)可減小網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞率。通信網(wǎng)絡(luò)中的話務(wù)量與呼叫損失，主要是受到通信話線路的數(shù)量的影響，當(dāng)通信線路一定時(shí)，話務(wù)量越大，呼叫損失越大，當(dāng)話務(wù)量一定時(shí)，通信線路越多，呼叫損失越小。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)綜合考慮話務(wù)量與呼叫損失的關(guān)系，做好市場(chǎng)調(diào)查，當(dāng)話務(wù)量不大時(shí)，在一定的呼叫損失的情況下，通話線路數(shù)可以適當(dāng)?shù)刈稣{(diào)整，以達(dá)到最小的成本、最高的效益與最大的利潤(rùn)（如圖2）。

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圖2 接線器阻塞率仿真圖

四、結(jié)束語(yǔ)

程控交換是電子信息專業(yè)的重要專業(yè)課，由于該課程涉及的內(nèi)容龐雜、概念多、分析方法復(fù)雜，所以教師難教、學(xué)生難學(xué)。教學(xué)中許多重難點(diǎn)需要通過演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解，才能取得較好的效果。利用MATLAB的仿真功能，可以很好地解決課堂仿真演示實(shí)驗(yàn)，收到了很好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]程鈴，徐冬冬.Matlab仿真在通信原理教學(xué)的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（2）：117－119．

[2]徐明遠(yuǎn)，邵玉斌.Matlab仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010．

[3]劉震霞.程控交換技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006．