Материал: Основы автоматизации проектирования беспроводных систем и сетей связи. Семёнов Р.В

При описании дерева подсистем наиболее часто используют функциональный подход: общая функция БСС разделяется на отдельные подфункции, решающие частные задачи. Выделение подсистем, таким образом, осуществляется в соответствии с тем, какую функцию они должны выполнять.

Корнем дерева подсистем может выступать система более высокого порядка, чем проектируемая подсистема, включающая также системы окружающей среды, релевантные по отношению к проектируемой системе. Дерево формируется за счет последовательной декомпозиции подсистем на все более мелкие подсистемы. При декомпозиции каждая подсистема порождает свой подуровень. Порождающая подсистема является материнской, а подсистемы, составляющие подуровень, - дочерними.

Таким образом, иерархическую модель БСС можно представить, как совокупность моделей подуровней, связанных древовидным отношением. Формирование любого подуровня может осуществляться с помощью операции оснований декомпозиции. Пример декомпозиции для БСС на основе технологии LTE приведен на рис. 3.3.

116

Рис. 3.3. Иерархическое представление БСС на основе технологии LTE

Аналогичным образом, можно представить любую подсистему БСС, например, базовую станцию (БС) (см. рис. 3.4).

Рис. 3.4. Иерархическое представление базовой станции

LTE

117

Рассмотрение БСС на любом из уровней иерархии предполагает не только выделение подсистем, но и взаимосвязей между ними. Поэтому помимо моделей подсистем в иерархическую модель необходимо включить модель взаимосвязей. Поскольку при переходе от верхних уровней к нижним количество подсистем растет, а значит, растет и число взаимосвязей между подсистемами, рассмотрение всех связей между всеми подсистемами сильно усложняет модель. Чтобы избежать излишней сложности часто целесообразно учитывать только взаимосвязи подсистем одного подуровня. Каждому подуровню будем сопоставлять одну или несколько моделей отношений дочерних подсистем. Таким образом, модель подуровня включает в себя множество моделей дочерних подсистем и модель отношений подсистем.

Для формирования множества экземпляров (вариантов) на основе описания класса, а также для выбора оптимальных экземпляров могут использоваться различные методы. Одни методы предназначены только для формирования экземпляров или только для выбора, с помощью других одновременно осуществляется и генерация и выбор, одни методы используют информацию о зависимостях между атрибутами, другие - нет. Можно выделить следующие группы методов:

-методы ввода экземпляров, позволяющие вводить значения атрибутов для некоторого экземпляра подсистемы в интерактивном режиме или считывать из файла;

-методы генерации экземпляров, использующие переборный метод: варьируя возможные значения атрибутов, мы можем получить множество вариантов подсистемы, соответствующие различным комбинациям значений. Один из наиболее распространенных методов генерации - метод морфологического анализа, позволяющий сократить количество рассматриваемых вариантов по сравнению с методом полного перебора;

-методы поиска экземпляров, позволяющие из всего множества введенных или сгенерированных экземпляров выбирать те, которые удовлетворяют заданным ограничениям;

118

-методы сравнения экземпляров, в частности методы отображения (визуализации) результатов сравнения экземпляров по некоторому атрибуту в виде графиков или диаграмм (столбиковых, круговых и т.д.);

-методы оценки и выбора оптимальных экземпляров, в том числе методы однокритериального и многокритериального выбора (по интегральным критериям различного вида) на основе экспертных оценок экземпляров.

Таким образом, одной из основных проблем, стоящих перед разработчиками БСС, является проблема формирования

ивыбора наилучшего варианта системы на ранних этапах проектирования, реализация которого обеспечит в дальнейшем большее разнообразие и прирост качества информационных услуг, представляемых потенциальным пользователям, при минимальных или приемлемых затратах ресурсов. В этих условиях существенно возрастает роль построения адекватных математических моделей формирования и выбора вариантов БСС.

С позиций системного подхода задачи формирования и выбора вариантов БСС можно представить следующим набором информации:

Ввыражении (3.11) приняты следующие обозначения: Т

–постановка задачи (например, t1 - сгенерировать варианты и

выбрать наилучший вариант системы; t2 - сгенерировать и выбрать вариант, наиболее близкий по свойствам к заданному техническому заданию или прототипу (лидеру рынка); t3 - сге-

нерировать варианты и упорядочить весь набор вариантов по степени сходства к заданному объекту и др.); X – множество допустимых альтернатив для реализации обобщенных функциональных подсистем (х1 - альтернатива реализует одну функцию из рассматриваемой морфологической таблицы, x2 -

альтернатива реализует более одной функции); Q – множество критериев оценки альтернатив и выбора варианта системы; А –

119

множество методов измерения предпочтений альтернатив ( a1 - использование номинальной - классификационной шкалы; a2 -

использование ранговой шкалы; а3 – использование количественной шкалы; а4 - экспертное оценивание с помощью комментариев; а5 - экспериментальное оценивание; а6 – оценивание на основе продукционных правил); F – отображение множества допустимых альтернатив, реализующих функции в множество критериальных оценок; G – система предпочтений решающего элемента (g1 - формирование предпочтений одним лицом; g2 - формирование предпочтений коллективом); L – способы исследования системы (l1 - исследование целостной системы; l2 – исследование системы по частям); М – методы оценивания вариантов (m1 - оценивание варианта в целом после его синтеза из частей; т2 - оценивание отдельных подсистем, альтернатив и их сочетаний до начала процедуры синтеза); N – процедуры выбора вариантов (n1 - последовательный перебор всех вариантов по принципу лексикографического упорядочивания; п2 -последовательный перебор; n3 – случайное зондирование морфологического множества; n4 – детерминированное зондирование); С – вид целевой функции (c1 – аддитивная; с2 - мультипликативная; c3 – целевая функция на основе мер сходства и различия); Р – число рассматриваемых уровней системы (p1 – один; р2 – более одного); S – уровень формализации постановки и решения задачи (s1 - не формализованный эвристический подход; s2 – формальноэвристический подход; s3 - полностью формализованный подход); D – решающее правило, отражающее систему предпочтений.

Задача формирования и выбора вариантов любых сложных систем, в частности БСС, на начальных этапах проектирования относится к слабо структурированным проблемам, в описании которых преобладает информация качественного и интервального характера. Поэтому для ее решения требуется привлечение методов искусственного интеллекта.

120