Lilik Ferenc. doktori tézisek. témavezető: Dr. Kóczy T. László Széchenyi István Egyetem

Hasonló dokumentumok
Lilik Ferenc. Intelligens informatikai modellek és eljárások alkalmazása infokommunikációs linkek előminősítésében

UTP kábelszegmens átviteltechnikai paramétereinek vizsgálata (HW1-B)

Irányítási struktúrák összehasonlító vizsgálata. Tóth László Richárd. Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Anyagtudományok Doktori Iskola

Szélessávú kényszerpálya. Budapest,

Tormási Alex. Felismerési feladatok megoldása számítási intelligencia eszközökkel. Ph.D. tézisfüzet

Publikációs lista. Dr. Molnárka-Miletics Edit Széchenyi István Egyetem Matematika és Számítástudományi Tanszék

NÉGY EGYLÉPÉSES FUZZY SZABÁLY-INTERPOLÁCIÓS MÓDSZER ÁTTEKINTÉSE

P-gráf alapú workflow modellezés fuzzy kiterjesztéssel

GDF Fuzzy Robot Műhely

AZ A PRIORI ISMERETEK ALKALMAZÁSA

AZ LTS PROJEKT LTS-210 DSL AZONOSITÓ DETEKTOR

Kétdimenziós mesterséges festési eljárások. Hatások és alkalmazások

Publikációs lista. Gódor Győző július 14. Cikk szerkesztett könyvben Külföldön megjelent idegen nyelvű folyóiratcikk...

Hipotézis STATISZTIKA. Kétmintás hipotézisek. Munkahipotézis (H a ) Tematika. Tudományos hipotézis. 1. Előadás. Hipotézisvizsgálatok

Idő-frekvencia transzformációk waveletek

MULTIMÉDIA ALAPÚ OKTATÁSI TECHNOLÓGIÁK GYAKORLATI ALKALMAZÁSÁNAK VIZSGÁLATA A KATONAI SZAKNYELVOKTATÁSBAN

I. BESZÁLLÍTÓI TELJESÍTMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE

Intelligens Induktív Érzékelők

FUZZY KÖVETKEZTETÉS SŰRŰ ÉS RITKA SZABÁLYBÁZISOK ESETÉN. Johanyák Zsolt Csaba 1 Kovács Szilveszter 2

Gál László. Doktori tézisek. Témavezető: Dr. Kóczy T. László, Dsc. egyetemi tanár, az MTA doktora. Széchenyi István Egyetem Automatizálási Tanszék

Autópálya forgalomszabályozás felhajtókorlátozás és változtatható sebességkorlátozás összehangolásával és fejlesztési lehetőségei

Central monitoring system: rubic mini

Drótposta: ; ; Honlapom:

Mérnök informatikus mesterszak mintatanterve (GE-MI) nappali tagozat/ MSc in, full time Érvényes: 2011/2012. tanév 1. félévétől, felmenő rendszerben

JÓVÁHAGYÁS. szervezet. Név Dr. Szakonyi Lajos KPI Oktatási Minisztérium

Smart Strategic Planner

Wavelet transzformáció

Mérés és modellezés 1

Fuzzy rendszerek és neurális hálózatok alkalmazása a diagnosztikában

Tájékoztató. Értékelés. 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%.

Méréselmélet MI BSc 1

A KUTATÁS EREDMÉNYEI ZÁRÓJELENTÉS

Idő-frekvencia transzformációk waveletek

Antenna Hungária Jövőbe mutató WiFi megoldások

VALÓS HULLÁMFRONT ELŐÁLLÍTÁSA A SZÁMÍTÓGÉPES ÉS A DIGITÁLIS HOLOGRÁFIÁBAN PhD tézisfüzet

MÉLYFÚRÁSI GEOFIZIKAI ADATOK ÉRTELMEZÉSÉNEK MODERN INVERZIÓS MÓDSZEREI

AKTUÁTOR MODELLEK KIVÁLASZTÁSA ÉS OBJEKTÍV ÖSSZEHASONLÍTÁSA

Dr. FEHÉR PÉTER Magyarországi szervezetek digitális transzformációja számokban - Tények és 1trendek

Mérési jegyzőkönyv UTP kábel mérés Bacsu Attila, Halász András, Bauer Patrik, Bartha András

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Megerősítéses tanulási módszerek és alkalmazásaik

Mérés és modellezés Méréstechnika VM, GM, MM 1

Korszerű információs technológiák

Előrenéző és paraméter tanuló algoritmusok on-line klaszterezési problémákra

Bevezetés a kvantum informatikába és kommunikációba Féléves házi feladat (2013/2014. tavasz)

A hálózattervezés alapvető ismeretei

Mi is volt ez? és hogy is volt ez?

Baranyáné Dr. Ganzler Katalin Osztályvezető

BitTorrent felhasználók értékeléseinek következtetése a viselkedésük alapján. Hegedűs István

SZABAD FORMÁJÚ MART FELÜLETEK

B/16. számú melléklet Önéletrajz sablon

Idő-frekvencia transzformációk waveletek

MŰSZAKI TUDOMÁNY AZ ÉSZAK-KELET MAGYARORSZÁGI RÉGIÓBAN 2012

Intelligens irányítások

PUBLIKÁCIÓS JEGYZÉK KÓCZY T. LÁSZLÓ

Fuzzy szabályalapú modellek és rendszerek felépítése evolúciós technikák segítségével

Mérési útmutató a Mobil infokommunikáció laboratórium 1. méréseihez

ÚTMUTATÓ AZ ÜZLETI INTERNETKAPCSOLATRÓL

Kutatási beszámoló február. Tangens delta mérésére alkalmas mérési összeállítás elkészítése

BAGME11NNF Munkavédelmi mérnökasszisztens Galla Jánosné, 2011.

ICT ÉS BP RENDSZEREK HATÉKONY TELJESÍTMÉNY SZIMULÁCIÓJA DR. MUKA LÁSZLÓ

Módszer köztes tárolókat nem tartalmazó szakaszos működésű rendszerek ütemezésére

MŰSZAKI TUDOMÁNY AZ ÉSZAK-KELET MAGYARORSZÁGI RÉGIÓBAN 2012

SZIPorkázó optikai hálózatok telepítési és átadás-átvételi mérései

Több komponensű brikettek: a még hatékonyabb hulladékhasznosítás egy új lehetősége

I. HUMÁN TELJESÍTMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE

Térbeli folyamatok elemzése WiFi alapú virtuális szenzor hálózattal

FUZZY SZABÁLYINTERPOLÁCIÓT TÁMOGATÓ ELJÁRÁSGYŐJTEMÉNY FEJLESZTÉSE MATLAB RENDSZERBEN

SZOFTVEREK A SORBANÁLLÁSI ELMÉLET OKTATÁSÁBAN

Fuzzy következtetô rendszerek alkalmazása mobil hálózatok felügyeletében

Meteorológiai adatok azonosítása hálózatfelügyeleti mérésekből

Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Anyagtudományok Doktori Iskola

Adaptív dinamikus szegmentálás idősorok indexeléséhez

T E R M É K T Á J É K O Z TAT Ó

Hibatűrő TDMA ütemezés tervezése ciklikus vezeték nélküli hálózatokban. Orosz Ákos, Róth Gergő, Simon Gyula. Pannon Egyetem

Ballagi Áron. Doktori tézisek. Témavezetők: Dr. Kóczy T. László egyetemi tanár, az MTA doktora Széchenyi István Egyetem Automatizálási Tanszék

Mérnök informatikus (BSc) alapszak levelező tagozat (BIL) / BSc in Engineering Information Technology (Part Time)

Kategória Összeg Búr Márton A Sik Tamás Dávid A Balangó Dávid B Barta Ágnes B Cseppentő Lajos B Gönczi Tamás B 50000

Algoritmusok Tervezése. Fuzzy rendszerek Dr. Bécsi Tamás

A mérések általános és alapvető metrológiai fogalmai és definíciói. Mérések, mérési eredmények, mérési bizonytalanság. mérés. mérési elv

Számítási intelligencia

DOKTORI (PHD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI SZAFNER GÁBOR

Smart City Tudásbázis

Fuzzy halmazok jellemzői

Botzheim János szakmai önéletrajza

Mérési hibák

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

FUZZY RENDSZER GENERÁLÁSA SZABÁLYBÁZIS BŐVÍTÉSSEL FUZZY SYSTEM GENERATION BY RULE BASE EXTENSION

Fókuszban a MEGOLDÁSOK KTS 560 / KTS 590. Vezérlőegység diagnosztika az ESI[tronic] használatával

Név KP Blokk neve KP. Logisztika I. 6 LOG 12 Dr. Kovács Zoltán Logisztika II. 6 Logisztika Dr. Kovács Zoltán

MAGYARORSZÁG DIGITÁLIS OKTATÁSI STRATÉGIÁJA

Fuzzy Kognitív Térképek és redukált változataik viselkedésének vizsgálata

ITIL alapú IT környezet kialakítás és IT szolgáltatás menedzsment megvalósítás az FHB-ban

LÉTRADIAGRAM FORDÍTÓK ELMÉLETE PLC VEZÉRLÉSEK SZÁMÁRA II.

WLAN lefedettségi terv készítés - Site Survey

YANG ZIJIAN GYŐZŐ 杨子剑

30 MB INFORMATIKAI PROJEKTELLENŐR

Városi légszennyezettség vizsgálata térinformatikai és matematikai statisztikai módszerek alkalmazásával

A helyhez kötött (vezetékes) internethozzáférési szolgáltatás minőségi célértékei

Átírás:

Lilik Ferenc Intelligens informatikai modellek és eljárások alkalmazása infokommunikációs linkek előminősítésében doktori tézisek témavezető: Dr. Kóczy T. László Széchenyi István Egyetem Infrastrukturális Rendszerek Modellezése és Fejlesztése Multidiszciplináris Műszaki Tudományi Doktori Iskola 2016.

1. Bevezetés A hozzáférési hálózatokban lévő, rézvezetőjű érpárakból álló infokommunikációs linkek adatátviteli teljesítőképessége pontosan csak adott átviteli technológiák berendezéseinek telepítését követően, azok felhasználásával mérhető meg. Az ilyen vizsgálatok költségesek és időigényesek, hiszen a teljesítőképesség vizsgálatot megelőzően szolgáltatás üzembe helyezést is kell végezni. Ehhez szükséges a kívánt berendezések megléte, azok konfigurálása, a legtöbb esetben a bejutási lehetőség az ügyfél telephelyére, és a telepítést végző szakember munkáján kívül az üzemeltető mérnök vagy technikus közreműködése, aki a szolgáltatást aktiválja. Az összeköttetések tényleges kiépítése előtt az elérhető teljesítmény becslése a tényleges teljesítménymérésnél olcsóbb és gyorsabb. Vonalminősítés alapvetően kétféle okból történik. Az egyik az ügyfél igénybejelentésének hatására indul. Ez az úgynevezett on-demand vonalminősítés. Ilyenkor az ügyfél által benyújtott szolgáltatásigénylést vonalvizsgálat követi, melynek során a szolgáltató eldönti, hogy a rendelkezésre álló vonal alkalmas-e a kért szolgáltatás nyújtására. A másik fajta vonalminősítést nem az ügyfél igénybejelentése váltja ki, hanem a szolgáltató saját szándéka szerint, tervezetten végzi annak érdekében, hogy például egy adott területen célzott marketing akciót indíthasson. A magyar szóhasználatban ezeket a vonalvizsgálatokat előminősítésnek nevezik. Szimmetrikus helyi hálózatok érpárainak előminősítésével számos tanulmány foglalkozik. Az alkalmazott módszerek pontossága és a költségek között azonban különbségek vannak. Általánosan kijelenthető, hogy a kis költségigényű módszerekkel nyert eredmények kisebb mértékben közelítik meg a vizsgált vonalak valós teljesítőképességét, mint a költségesebb módszerek eredményei. Érdekes megfigyelni, hogy bár a különböző DSL technológiák adatátviteli sebességének növelésével nagyon sok tudományos publikáció foglalkozik, az adatátviteli sebesség előzetes becslésével, azaz az előminősítéssel kapcsolatos munkák üzleti okokból nem tudományos publikációkban, hanem szabadalmi leírásokban találhatók meg. Az eljárások pontos és lényeges részleteit a gyártók üzleti titokként kezelik. 2

A szolgáltatók által kezdeményezett vonalminősítő eljárások jól kidolgozottak, és széles eszközrendszerrel rendelkeznek. Habár az ilyen rendszerek általában gyorsak és egyszerűek, használatuk a beszerzési és üzemeltetési költségek miatt csak tömeges vonalminősítés esetén gazdaságos. Pontosságukat jelentősen befolyásolja, hogy egyoldalas méréseken alapulnak, így az átviteli közegnek azon jellemzőit (pl. beiktatási csillapítás), melyek az átvitelt befolyásolják közvetlenül mérni nem, csak közvetett módon becsülni képesek. Az on-demand vonalminősítő vizsgálatok eszközrendszere kevésbé kidolgozott. Ilyen vizsgálatok elvégezhetők az adott technológia ideiglenes telepítésével de ez nem minden esetben lehetséges, vagy egyéb módszerekkel, melyek jórészt távolságalapú becslésen alapulnak. Az ilyen vonalminősítések esetében különösen nagy szerepe van a lehető legnagyobb pontosságnak, hiszen ezeknek az eredményén általában üzleti ajánlatok, szerződések alapulnak. Az értekezés által bemutatott kutatási eredmények tárgya egy olyan előminősítő módszer kidolgozása, mely kétoldali mérések segítségével képes hatékonyan és pontosan megbecsülni a helyi hálózatok szimmetrikus érpárainak adatátviteli teljesítőképességét anélkül, hogy az adott szolgáltatást és a hozzá tartozó technológiai berendezéseket ténylegesen üzembe kellene helyezni. A módszer adaptálható bármilyen típusú kommunikációs linkek adatátviteli célú előminősítésére. 2. A kutatás során alkalmazott módszerek összefoglalása Az elméleti alapok megteremtése érdekében áttekintettem a hazai és nemzetközi szakirodalmat. A szakirodalomból származó elméleti ismereteket kiegészítette gyakorlati tapasztalatom, melyet több, mint tizenöt éven át a távközlés területén, adatkommunikációval foglalkozó villamosmérnökként a hazai piacon működő, nemzetközi távközlési vállalatnál szereztem. A helyi hálózatok rézvezetőjű érpárain többféle digitális adatátviteli technológi- 3

át használnak. Ezek ma már szinte kizárólag a DSL család tagjai. Vizsgálataim tárgyául az SHDSL [5, 6] technológiát választottam. E választásomat két tényező motiválta. Az egyik a vizsgálatok elvégezhetőségének egyszerűsége, az alkalmazható mérési módszerek alapos kidolgozottsága volt. HN 404 típusú SHDSL (IEEE 802.3 ah) berendezések alkalmazásával egyszerűen tudtam SHDSL összeköttetéseket létrehozni anélkül, hogy a CPE modemet nagyegységű központi SHDSL node-okhoz kellett volna csatlakoztatnom. (Központ-oldali berendezésként HN 404 U típusú eszközt használtam.) A mérésekhez használt modemtípus képes az aktuális adatátviteli jellemzők vizsgálatára. Az eszközök vezérlése, és a vizsgálati eredmények összegyűjtése is számítógéppel történik, ami a méréseket és az eredmények feldolgozását és tárolását is egyszerűvé és kényelmessé tette. Az SHDSL technológia választásának másik oka az SHDSL célú érpár előminősítés a szakirodalomban megtalálható módszertanának szegényessége volt. Mivel SHDSL összeköttetéseket jellemzően az üzleti szegmens szolgáltatásaiban létesítenek, ezek száma jóval alacsonyabb, mint a lakossági szegmensben alkalmazott ADSL összeköttetéseké. Az SHDSL célú vonalminősítési feladatokat a szolgáltatók on-demand vonalminősítésként végzik el. Tömeges SHDSL célú érpár előminősítésre alkalmas módszer, vagy rendszer nem létezik, ráadásul az egyedi vonalminősítések módszertana is korlátozott, így eredményeim közvetlenül is haszonnal alkalmazhatók. Vizsgálataimhoz tényleges üzemelő helyi hálózatok szimmetrikus érpárain végeztem méréseket, tehát eredményeim nem laboratóriumi, hanem valóságos, üzemi körülmények között végrehajtott mérésekből származnak. Méréseim során több, mint 190000 mért adatot rögzítettem. A vonalak kiválasztása során figyelmet fordítottam arra, hogy a rajtuk végzett mérések eredményei általánosan is érvényesek legyenek, ezért a vizsgálatokat több településen, eltérő tápterületeken, a tápterületeken belül különböző kábeleket felhasználva végeztem. Az érpárak vegyesen, nagyelosztós és törzsvégponti struktúrájú hálózatokból, nagyvárosi és vidéki, valamint ipari és lakóövezeti környezetekből kerültek kiválasztásra. A vonali jellemzők mérését és az adatátviteli vizsgálatokat is magam végeztem. A vonali jellemzők méréséhez TELMO LTS 100 vonalvizsgáló kéziműszert hasz- 4

náltam. A műszer párban használva (vezérlő-követő módban) a vizsgálat szempontjából lényeges frekvenciatartományokban alkalmas a szimmetrikus érpárak egyenáramúés frekvenciafüggő fizikai jellemzőinek mérésére. A vizsgálatok során a következő jellemzőket mértem: szigetelési ellenállás hurokellenállás beiktatási csillapítás vonali zaj távolvégi áthallás közelvégi áthallás reflexiós csillapítás vonali impedancia jel-zaj viszony földszimmetria Az adatátviteli sebességre vonatkozó méréseket az alkalmazott, HN 404 típusú eszközök segítségével végeztem. Ezek a berendezések alkalmasak arra, hogy több érpár együttes használatával megsokszorozzák az elérhető adatátviteli sebességet. Munkám célkitűzése nem az ily módon összefogott érpárak teljesítőképességének vizsgálata volt ezeket az eszközöket csak egyszerű telepíthetőségük és könnyű vizsgálhatóságuk miatt választottam, így a HN 404 berendezéspárt a mérések során mindig csak egyetlen érpárra csatlakoztattam. Az eszközök konfigurációját úgy végeztem el, hogy azok automatikusan a megfelelő minőség mellett (BER<10 6 ) az elérhető legnagyobb adatátviteli sebességre szinkronizáljanak. Az elért legnagyobb adatátviteli sebességet a CPE eszközhöz csatlakoztatott számítógép segítségével kérdeztem le. 5

A megfelelő módon csoportosított vonalak mérési eredményei alapján szabály alapú fuzzy modelleket alkottam, melyek a kiválasztott fizikai jellemzők és az elérhető adatátviteli sebességek közötti kapcsolatot írják le. Ezeket a fuzzy modelleket kétféle módon hoztam létre. A mért adatokat közvetlenül felhasználva, statisztikai számításokon alapuló módszerrel több, a kimeneti állapottér számosságának megfelelő mennyiségű szabályt tartalmazó szabálybázist alkottam, melyekben az egyes szabálykimenetek egyértelműen megfelelnek a vizsgált problémához tartozó kimeneti állapottér elemeinek. Más szabálybázisokat Levenberg-Marquardt helyi keresést alkalmazó bakteriális memetikus algoritmus segítségével készítettem [1, 2]. Az előállított szabálybázisok háromszög vagy trapéz alakú normális (1 magasságú) fuzzy halmazokat tartalmaznak Kutatásom első fázisában a minősítendő érpárak mért adatainak fuzzy szabálybázisokkal történő kiértékelését Mamdani-típusú következtető rendszerrel végeztem, a fuzzy következtetéseket pedig súlypont módszerrel (COG) defuzzifikáltam [8, 9]. Később, mivel a problémára jellemző kimeneti állapottér diszkrét, és rendezett elemeket tartalmaz, egyszerűbbnek mutatkozott módosított, vagy egyszerűsített Mamdaniféle következtető rendszer alkalmazása, ahol a szabálykimenetek diszkrét értékek, esetemben az egyes bitsebesség-csoportok sorszámait tartalmazó címkék. Ebben az esetben a legnagyobb súlyú szabályhoz tartozó kimeneti érték a rendszer végkövetkeztetése. Ha a következtetés során több szabály is azonos mértékben tüzelve éri el a legnagyobb súlyt, a műszaki problémához illeszkedő, konzervatív előminősítést adó least of max stratégiát követtem. A keletkező ritka szabálybázisok okozta problémák lefedésére a Stabilizált KH fuzzy interpolációs eljárást alkalmaztam [7]. Munkámban egyes fuzzy szabálybázisok létrehozásához wavelet analízist alkalmaztam. A transzformációkat mind Haar-, mind Daubechies-típusú, illetve ortogonális és biortogonális waveletekkel, valamint coifletekkel és symmletekkel is elvégeztem [3, 4]. 6

3. Tézisek 1. tézis A szakirodalmi eredményekből kiindulva nagyszámú mérés elvégzése alapján infokommunikációs hálózati linkek esetében meghatároztam azon frekvenciafüggő fizikai jellemzők körét, melyek figyelembevételével ezen linkek SHDSL adatátviteli előminősítése elvégezhető. Javaslatot tettem az előminősítés során használt frekvenciában folytonos függvények véges számú diszkrét értékkel való helyettesítésére. E diszkrét értékek nagyszámú méréssel, kísérletileg igazolt kis elemszámú részhalmaza a bemeneti függvények hat karakterisztikus frekvencián felvett értéke. Több, mint 190000 mérési eredmény segítségével igazoltam, hogy ha a hat karakterisztikus frekvencia a frekvenciatartományban közel egyenletesen oszlik el (pl. 100 khz, 500 khz, 750 khz, 1000 khz, 1250 khz, 1500 khz), akkor a megfelelő döntéstámogató algoritmus alkalmazása esetén az előminősítés az irodalomból ismert illetve a mérnöki gyakorlatban használatos előminősítő módszereknél mindegyikénél pontosabb eredményt ad. Az ismertetett karakterisztikus frekvenciák alkalmazásával az elvégzett tesztek során a vizsgált vonalak 84,0%-ának előminősítése helyes, 5,8%-ának előminősítése pedig elfogadható (eggyel a biztonság irányában tévedő) volt, hibás előminősítés pedig 10,2%-ban fordult elő. [L1, L2, L3, L4, L5] 2. tézis Javaslatot tettem két alternatív, az infokommunikációs linkek SHDSL előminősítésében alkalmazható hierarchikus fuzzy szabálybázisos döntéstámogató rendszerre. 2.1. altézis A bemeneti jellemzők mért adataiból statisztikai módszerrel közvetlen módon előminősítésre alkalmas, háromszög alakú tagsági függvényeket tartalmazó fuzzy modellt alkottam. A modellben lévő antecedens fuzzy halmazok 7

tartójának infimuma az adott antecedenshez tartozó mért értékek minimuma, tartójának szuprémuma pedig ugyanezen értékek maximuma, végül magpontja ezen értékek átlaga. Közel 70 valóságos vonal méréses vizsgálatával igazoltam, hogy e modell eredményessége jelentősen meghaladja a jelenleg alkalmazott valamennyi módszer eredményességét, ugyanis az ismert módszerek 72,5%-os legjobb pontosságával szemben a javasolt eljárás pontossága 81%- os. A 18,8% tévesztésből 13% tévesen felfele becsült, szemben az irodalomban található legjobb módszer 15,9%-val. 2.2. altézis Javaslatot tettem egy pontosabb, trapéz alakú fuzzy tagsági függvényeket tartalmazó modellváltozatra. A tagsági függvények karakterisztikus pontjainak meghatározására az irodalomból ismert igen jó hatékonyságú bakteriális (evolúciós) memetikus optimalizációs metaheurisztika alkalmazását javasoltam. Kísérleti eredményeim igazolták, hogy a bakteriális memetikus módszerrel optimalizált szabálybázisos döntéstámogató rendszer eredményessége mind a irodalomból ismert módszerek, mind a 2.1. altézisben lévő háromszög alakú fuzzy halmazokat tartalmazó szabálybázisos rendszer pontosságát meghaladta; a tesztek során 84,2%-ban pontos, 6,0%-ban elfogadható, 9,8%-ban pedig hibás előminősítést eredményezve. A tézishez tartozó publikációk: [L6, L7, L8, L9, L10] 3. tézis Infokommunikációs linkek SHDSL előminősítéséhez alkalmas, statisztikai módszerrel létrehozható modellcsaládot dolgoztam ki, amely a közvetlen bemeneti függvények helyett azok wavelet-transzformáltjain alapul. Megállapítottam, hogy az így előállítható szabálybázisok mindegyike fuzzy fedőrendszer értelemben ritka, ezért e modellekben a döntési algoritmus csak interpolációs eljárásokkal valósítható meg. A kiértékeléshez a szakirodalomban található, a legjobb approximációs tulajdonságokkal bíró, úgynevezett sta- 8

bilizált KH interpolációs eljárást alkalmaztam. Több tízezer mérési eredményen alapuló vizsgálatok alapján kimutattam, hogy a vizsgált wavelet-típusok közül legjobbnak a Haar-waveleten alapuló, négypontos felbontási szintű, stabilizált KH interpolációval kiértékelt modell bizonyult, amelyben a végső minősítési eredmény az interpoláció során keletkezett konklúziós érték egyszerű kerekítésével állt elő. Ez a modell a vizsgált vonalak várható adatátviteli teljesítményét 89,23%-ban helyesen, 10,77%-ban pedig elfogadható módon (1-gyel a biztonság irányában tévedve) becsülte, és a vizsgált tesztvonalak esetében hibás eredményre egyetlen esetben sem vezetett. Megállapítottam, hogy a becslés jóságában ezt a modellt a 8 és 4 pontos felbontási szintű Daubechies-féle wavelet-transzformáción alapuló modellek követik (81,54% helyes és 18,46% elfogadható minősítéssel a 8 pontos, valamint 63,08% helyes és 36,92% elfogadható minősítéssel a 4 pontos modellek esetében). 3.1. altézis Megmutattam, hogy ha az előminősítésben alkalmazott modell a javasol hat karakterisztikus frekvencián mért beiktatási csillapítás értékek helyett a teljes frekvenciatartományról információt tartalmazó wavelet-transzformáltat használja, akkor a jó előminősítő rendszer felállításához hatnál kevesebb (négy) pont is elegendő, sőt, ilyen esetben hierarchikus modellek alkalmazására sincs szükség, az előminősítés egyszintes döntéstámogató modellel elvégezhető pusztán a wavelet-transzformált beiktatási csillapítás alapján. A tézishez kapcsolódó publikációk: [L11, L12, L13] 9

4. Összefoglalás, jövőbeli kutatási tervek Kutatásom során távközlési helyi hálózatok linkjeinek SHDSL összeköttetésekhez alkalmazható előminősítésével foglalkoztam. Bár az SHDSL-hez hasonló műszaki megoldásokat alkalmazó helyi hálózatos adatátviteli ADSL technológiához használható előminősítő rendszerek a piacon elérhetők, ezek egyrészt a szóban forgó linkek SHDSL célú előminősítésére nem használhatók, másrészt módszertanuk sem publikált, így a távközlési szolgáltatók és a hálózattulajdonosok olyan előminősítő módszereket kénytelenek használni, melyek egyszerű találgatásnál alig nyújtanak jobb eredményt. Munkám során olyan módszert dolgoztam ki, mely a helyi hálózatos linkek mért fizikai jellemzői alapján alkalmas a vizsgált linkek SHDSL célú előminősítésére. Bár a kutatást SHDSL összeköttetések vizsgálatával végeztem, javasol eljárásom adaptálható a DSL átviteltechnikai család többi tagjához is. A szakirodalom tanulmányozásával és üzemelő helyi hálózatok szabad érpárain végzett mérésekkel meghatároztam azon fizikai jellemzőket, melyek a vizsgált érpárakon elérhető SHDSL adatátviteli sebességet befolyásolják, az előminősítés során figyelembe vehetők. A vizsgált fizikai jellemzők frekvenciafüggők, és folytonos függvényekkel leírhatók. Nagyszámú (198800) mérési eredményre alapozva javaslatot tettem e frekvenciában folytonos függvények helyett e függvények hat karakterisztikus frekvencián felvett értékeinek használatára az előminősítésben és bemutattam e karakterisztikus frekvenciák egy lehetséges halmazát. A karakterisztikus frekvenciák felhasználásával kétféle alternatív, a linkek előminősítésében alkalmazható fuzzy modellt alkottam. Az egyik modelltípust a mért adatokból közvetlenül, statisztikai módszerrel készítettem. Ez a modell pontosan illeszkedik a szabálybázisok létrehozását megelőző mérések eredményeihez. A második modelltípust az az irodalomból ismert igen jó hatékonyságú bakteriális evolúciós memetikus optimalizációs metaheurisztika alkalmazásával hoztam létre. Az előzetesen mért adatokat tanító mintaként használtam. Az antecedens fuzzy fedőrendszerek tekintetében mindkét modelltípus ritka, így 10

a generált modellek interpolatív szabálybázisokat tartalmaznak. Az interpolációt a szakirodalomban fellelhető legkedvezőbb tulajdonságú, Stabilizált KH interpolációs eljárással végeztem. Mindkét modell felülmúlta a Magyarországon SHDSL előminősítésre használt összes módszer eredményeit, a tesztek során közülük a bakteriális evolúciós memetikus metaheurisztika segítségével létrehozott modellek mutatkoztak eredményesebbnek. A karakterisztikus frekvenciák használata a bemeneti adatok számának, így a következtetés bonyolultságának jelentős csökkenését eredményezi, ám közéjük eső frekvenciákon mérhető értékek figyelmen kívül hagyása a bizonytalanság növekedésével jár. Ennek a bizonytalanságnak a csökkentésére a karakterisztikus frekvenciapontokon mért értékek helyett a teljes függvény wavelet-analízise által eredményezett értékek használatára tettem javaslatot. Ily módon helyi hálózatos linkek előminősítéséhez használható modellcsaládot dolgoztam ki, melynek egyes tagjai különböző waveletekkel végzett transzformáció eredményeinek felhasználásával állnak elő. A wavelet-transzformáció alkalmazásával tovább javítottam a modellek által végzett előminősítések pontosságát. Vizsgálatokat végeztem Haar-, Daubechies-, biortogonális és fordított biortogonális waveletekkel valamint symmletekkel és coifletekkel. A tesztek során a négypontos felbontási szintű Haar wavelet-transzformáció bizonyult a legjobbnak. Az ezzel a módszerrel készített modell által végzett tesztek során a vonalak 89,23%-ának előminősítése volt helyes, 10,77%-ának előminősítése pedig elfogadható, azaz a biztonság irányában eggyel tévesztő. Ezt követték a nyolc és négy pontra transzformált Daubechies-waveletes szabálybázisok. Módszer családom jelenlegi formájában alkalmas helyi hálózatok vonalainak SHDSL célú előminősítésére és adaptálható egyéb DSL rendszerek szempontjából történő előminősítéshez is. Az elvégzett vizsgálatok megmutatták, hogy a bemutatott módszer felülmúlja a jelenleg alkalmazott módszerek hatékonyságát, ennek ellenére a jövőben újabb vizsgálatok tűnnek célszerűnek. A nem wavelet-alapú modellek esetében érdekes új eredményt hozhat a karakterisztikus frekvenciák bemutatott lineáris elrendezésén kívül más elrendezési módok 11

vizsgálata, mint például a frekvenciapontok logaritmikusan ekvidisztáns módon történő kiválasztása. Habár az ismertetett eredmények előállításában alkalmazott Stabilizált KH interpoláció a vizsgált problémában igen sikeres, egyéb fuzzy szabályinterpolációs eljárások hatékonyságának vizsgálatát is tervezem. Saját publikációk [L1] Lilik, F: Hálózatos előminősítő módszer adatátviteli sebességek előzetes becslésére, ENELKO 2010 XI. Nemzetközi Energetika-Elektrotechnika Konferencia, Szatmárnémeti, 2010, pp 177-182. [L2] Lilik, F, Botzheim, J: Fuzzy based prequalification methods for EoSHDSL technology, Acta Technica Jaurinensis, 4, 2011, pp 135-144. [L3] Lilik, F, Kóczy T L: Mamdani-type Fuzzy Conclusions in Testing Datacommunication Connections, Fifth Győr Symposium and First Hungarian-Polish Joint Conference on Computational Intelligence, Győr, 2012, pp 166-172. [L4] Lilik, F, Simonyi, P, Kóczy, L T: A novel proactive method of improving the service level of ADSL connections, International Congress on Control and Information Processing (ICCIP 13). Krakow. 2013, pp 1-9. [L5] Lilik, F, Simonyi, P, Kóczy, L, T: Computational intelligence in performance evaluation and fault prognosis in telecommunication access networks, Technical Transactions - Automatic Control 2-AC, 2013, pp 99-118. [L6] Lilik, F, Kóczy, L T:The line noise as the optional antecedent parameter of performance evaluation, IEEE 13th International Symposium on Computational Intelligence and Informatics, 2012, pp 427-431. [L7] Lilik, F, Kóczy, L T: Performance evaluation of wire pairs in telecommunications networks by fuzzy and evolutionary models, IEEE AFRICON, Pointe- Aux-Piments, 2013, pp 712-716. 12

[L8] Lilik, F, Kóczy, L T: The Determination of the Bitrate on Twisted Pairs by Mamdani Inference Method, Issues and Challenges of Intelligent Systems and Computational Intelligence, Springer International Publishing, 2014, pp 59-74. [L9] Lilik, F, Kóczy, L T: Fuzzy Handling of the Effects of Noise and Insertion Loss, Proceedings of the 6th Győr Symposium and 3rd Hungarian-Polish and 1st Hungarian-Romanian Joint Conference on Computational Intelligence. Győr, 2014, pp. 205-210. [L10] Lilik, F, Kóczy, L T: Fuzzy Based Hierarchical Performance Evaluation in Telecommunications Access Networks, IEEE HNICEM-ISCIII, Puerto Princesa, 2014, Paper 41, 5 p. [L11] Lilik, F, Nagy, Sz, Kóczy, L T: Wavelet based fuzzy rule bases in prequalification of access networks wire pairs, IEEE AFRICON, Addis Abbaba, 2015, Paper P-52, 5 p. [L12] Lilik, F, Nagy, Sz, Kóczy, L T: Simplification of Inference Problems Based on High Dimensional Vectors by Wavelet Transformation and Fuzzy Rule Interpolation, 7th European Symposium on Computational Intelligence and Mathematics (ESCIM 2015), Cádiz, 2015, pp 217-225. [L13] Lilik, F, Nagy, Sz, Kóczy, L T: A Wavelet Transform Based Study on the Representativeness of Preselected Frequency Points of the Insertion Loss Function in Fuzzy Performance Evaluation of Access Network Links, Acta Technica Jaurinensis, 8, 2015, pp 267-279. Hivatkozások [1] Balázs, K, Kóczy, L T: Hierarchical-interpolative fuzzy system construction by genetic and bacterial memetic programming approaches, International Journal of Uncertainty, Fuzziness and Knowledge-Based Systems, 20, 2012, pp 105-131. 13

[2] Botzheim, J, Cabrita, C, Kóczy, L T, Ruano, A E: Fuzzy rule extraction by bacterial memetic algorithms; International Journal of Intelligent Systems, 24, 2009, pp 312-339. [3] Chui, C. K.: An Introduction to Wavelets, Academic Press, San Diego, 1992. 264 p. [4] Daubechies, I.: Ten Lectures on Wavelets CBMS-NSF Regional Conference Series in Applied Mathematics, SIAM, Philadelphia, 1992, 357 p. [5] ITU-T: Single-pair high-speed digital subscriber line (SHDSL) transceivers, G.991.2 (12/2003), 223 p. [6] ITU-T: Single-pair high-speed digital subscriber line (SHDSL) transceivers Amendment 2, G.991.2 Amendment 2 (02/2005), 32 p. [7] Tikk, D, Joó, I, Kóczy L T, Várlaki, P, Moser, B and Gedeon, T D: Stability of interpolative fuzzy KH-controllers, Fuzzy Sets and Systems, 125, 2002, pp 105-119. [8] Mamdani, E H, Assilian, S: An experiment in linguistic synthesis with a fuzzy logic controller, International Journal of Man Machine Studies, 7, 1975, pp 1-13. [9] Mamdani, E H: Application of Fuzzy Logic to Approximate Reasoning Using Linguistic Synthesis, IEEE Transactions on Computers, C-26, 1977, pp 1182-1191. 14