Title Višekriterijsko usmjeravanje telekomunikacijskog prometa stohastičkim automatima u neizrazitim okolinama Title (english) Multicriteria telecommunication traffic routing based on stochastic automata in fuzzy environments Author Krešimir Lukač Mentor Mladen Tkalić (mentor)Committee member Marijan Kunštić (predsjednik povjerenstva)Committee member Mladen Tkalić (član povjerenstva)Committee member Luka Neralić (član povjerenstva)Committee member Mladen Kos (član povjerenstva)Committee member Nikola Bogunović (član povjerenstva)Granter University of Zagreb Defense date and country 2003, Croatia Scientific / art field, TECHNICAL SCIENCES Universal decimal classificationUDC ) 621.3 - Electrical engineering Abstract Radikalne promjene koje se dešavaju u području telekomunikacija uvjetovane prije svega kompleksnom kombinacijom tehnoloških, ekonomskih i političkih faktora stavljajuju nove izazove pred telekomunikacijske operatore. Deregulacija tržišta je jedan od najvažnijih čimbenika koji strateški određuje novi način interakcija među operatorima. U disertaciji su naznačeni osnovni pokretači promjena koji određuju ponašanje u ovakvoj okolini, te koji se ciljevi i izazovi postavljaju pred telekomunikacijsku industriju. Koncept softverskih agenata ima ključnu ulogu pri upravljanju uslugama u ovakvoj izrazito kompleksnoj okolini. Stohastički automati predstavljaju jedan obećavajući pristup za realizaciju koncepta inteligentnih agenata jer posjeduju jedno od njegovih najvažnijih svojstava – mogućnost učenja na osnovu prošlog iskustva. U disertaciji je analizirano jedno još uvijek otvoreno pitanje unutar teorije stohastičkih automata - problem interakcije automata s okolinama koje imaju više učitelja pri čemu okoline mogu imati različite ciljeve i biti međusobno povezane na različite načine. Dan je novi pristup rješenju navedenog problema. Riječ je o hibridnom modelu koji u sebi kombinira teoriju učećih automata zajedno s neizrazitom logikom. Definiran je novi tip stohastičkog automata nazvan F automat. F automat predstavlja generalizaciju dobro poznatih P, Q i S modela automata. Također, analiziran je problem opisa različitih logičkih relacija između neizrazitih okolina s kojima međudjeluje F automat kao i problem ponderirane agregacije neizrazitih okolina, te je dano njegovo rješenje. Također, dana je kvantitativna osnova za ocjenu performansi novog modela stohastičkih automata u neizrazitim okolinama. Osim toga dane su definicije poželjnih oblika ponašanja kao što su svrsishodnost, optimalnost i ε - optimalnost. Također, dani su uvjeti koji moraju biti zadovoljeni kako bi predloženi automat bio ergodičan i svrsishodan. Efikasnost novouvedenog pristupa je verificirana na problemu ponderiranog višekriterijskog usmjeravanja prometa u konekcijski orjentiranim telekomunikacijskim mrežama pri čemu se uzima u obzir kvaliteta mreže izražena preko blokiranja poziva kao i trošak poziva u cilju maksimizacije dobiti ili nekog drugog cilja ovisno o izabranoj strategiji usmjeravanja poziva. Za razliku od svih dosadašnjih istraživanja primjene učećih automata kod problema jednokriterijskog usmjeravanja prometa ovdje je po prvi puta istražena efikasnost stohastičkih automata kod višekriterijskog usmjeravanja prometa. Definirane su različite F sheme usmjeravanja. Kako bi se istražila efikasnost ovih shema razvijena je simulacija, te je provedena čitava serija eksperimenata. Novouvedeni koncept F automata u okolinama s više učitelja omogućava da se samo s jednim modelom pokrije mnoštvo različitih strategija usmjeravanja dobivenih varijacijom pondera blokiranja mreže i troška poziva, počevši od jedne krajnosti kao što je Best Quality Routing koji ima za cilj minimizaciju blokiranja mreže pa sve do druge krajnosti kao što je Least Cost Routing pri čemu je cilj minimizirati trošak korištenih ruta. Dobiveni rezultati potvrđuju uspješnu realizaciju gornjih strategija primjenom F shema usmjeravanja prometa. Također, valja naglasiti da primjena modela F automata nije ograničena samo na istraženi problem višekriterijskog usmjeravanja prometa u telekomunikacijskim mrežama. Ovaj model je moguće primijeniti i na sve ostale primjene u kojima se javlja problem višekriterijske kontrole sustava pri čemu ne postoji kompletno znanje o pojedinoj okolini (kriteriju). Preduvjet za primjenu F automata je postojanje povratne reakcije okoline na izvedenu akciju automata.
Abstract (english) Undergoing radical changes in telecommunication industry have been caused by complex combination of technological, economic and political factors. They impose new challenges for telecom operators. Market deregulation is one of the most important drivers that has strategic impact on the new way of interaction between operators. The most important factors that determine new behavior in this environment are presented. New goals and challenges for telecommunication industry are given as well. One of the most attractive approaches for managing services in such complex environment is based on the software agents concept. Stochastic automata present one of the most promising methods for implementation of this concept since they posses one of the most important intelligent agents features – they are able to learn from the past experience. An analysis of one still open issue inside learning automata theory is presented. It is about interaction between learning automaton and multiteacher environments whereby individual environments could be mutually connected in different ways having distinguished goals as well. A new approach to the solution of this problem is given. It is based on the hybrid model that combines learning automata and fuzzy logic theory. A new type of stochastic automaton called F automaton is introduced. Well known learning automata of P, Q and S types are special cases of F type automata. A modeling of logical relations between fuzzy environments interacting with F automaton is analyzed. The solution for the weighted aggregation problem of different fuzzy environments at calculation of resulting reward/penalty fire strengths which present an input to the automaton is given as well. A quantitative basis for assessing performance of suggested automata in fuzzy environments is presented. Definitions of favorable behaviors such as expediency, optimality and ε - optimality are given. Finally, conditions in order to be ergodic and expedient are provided. An efficiency of suggested approach has been verified at the weighted multicriteria routing problem at connection oriented telecommunication networks. Network quality as well as route price have been taken into account in order to obtain maximum economic gain for operator or to achieve some other goal according specified routing strategy. Hence, for the first time the behavior of stochastic automata at the multimodal routing problem has been investigated since so far only the research related to the operation of learning automata in unimodal routing problem has been published. A set of F routing schemes is defined. In order to test their efficiency a new simulation tool has been developed and series of experiments has been conducted. A single F routing scheme based on the F automaton concept covers a variety of routing strategies obtained by varying network quality and price weights ranging from the Best Quality Routing that minimizes the overall network blocking up to the Least Cost Routing that minimizes costs of the routes used. Obtained results have confirmed successful implementation of above strategies by applying F routing schemes. It has to be also stressed that application of F automata is not limited to the investigated multicriteria routing problem. The model could be applied to the all multicriteria system control problems whereby complete knowledge about each environment (criteria) doesn’t exist. A precondition for the application of F automata type is an existence of the environment feedback to the executed automaton action.
Keywords
Informacijski sustavi
Učeći automati
Neizrazita logika
Telekomunikacijske mreže
Višekriterijsko usmjeravanje prometa
Keywords (english)
Information system
Learning automata
Fuzzy logic
Telecommunication networks
Multicriteria traffic routing
Language croatian URN:NBN urn:nbn:hr:168:514965 Study programme Title: Doctoral study programme "Electrical Engineering and Computing" Catalog URL http://lib.fer.hr:8080/cgi-bin/koha/catalogue/detail.pl?biblionumber=29025 Type of resource Text Extent VIII, 262 str. ; 30 cm File origin Born digital Access conditions Closed access Terms of use Created on 2019-06-12 09:23:13
