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一、通信网络可靠性分析的常用方法及其优劣
通信网络的可靠性是指通信网络在实际的连续运行过程中能够完成用户正常通信需求的能力，既包含有通信网络的生存能力与可用性，也反映出通信网络对用户需求的适应度；研究了通信网络在正常运行和异常运行两种情况下的可靠性，这是对通信网络运行全过程的综合测评。这一定义不仅包含了可靠性的主体、规定的条件、规定的时间、规定的功能和概率这五项要素，而且与产品的可靠性定义十分的吻合，这更加显示了通信网络自身的特征。由于通信网络会在运行的过程中发生设备出现故障、链路产生失效、信道的拥塞、通信的中断等等一系列问题，这会导致用户的非正常使用。这些与通信网络的可靠性密切相关。一般，通信网络可靠性的研究重点在于通信网络可靠性的计算和评估办法。
目前通信网络可靠性分析的常用方法有以下几点：
1图论的相关理论与算法。
因为通信网络的抗毁性只是考虑到了整个网络的拓扑结构，所以图论的相关理论和算法基本就可以有效地满足通信网络抗毁性的评估，它在离散事件系统这一方向的研究中有一定的优势。
2蒙特•卡罗方法。
静态的结构是指网络的部件不可修并且不采用任何保护措施，对于一套具有静态结构的通信系统，会根据部件的生存概率运用蒙特•卡罗方法来模拟随机性，之后再去破坏由此引起的节点和链路的失效，在遇到破坏后仍然能够幸存下来的网络之中，会选出最大的连通子网络，它的节点数的平均值占原有的网络节点总数的百分率就是通信网络的连通概率，这样就可以利用故障树模型与已知的故障树分析方法来实现可靠性地分析评估较为简单的通信网络。
3计算机仿真。
开发、测试以及评估通信网的主要方法之一就是计算机仿真，通信网络系统的众多行为，例如，信元/包损失得概率、信元延迟所能达到的极限概率，这些都是用稀有事件的概率来定义的。总之，应该采取一定的措施来缩短运行的时间，并且保持着计算机仿真的易用性。
4基于重要性的抽样方法。
此抽样方法已经表现出了在通信网络的各种领域中具有广阔的应用和发展前景，例如J.ScottStadler等。可靠性分析的一个主要方法是在通信网络的行为中实现仿真研究和故障注入法。
二、蒙特•卡罗方法的历史和应用
蒙特•卡罗起初是摩纳哥市郊的名字，二战期间用于原子弹的研制时，使用的一种密码也是蒙特•卡罗这个名字，这个密码是用来在中子扩散过程中的随机模拟。在二战之后，蒙特•卡罗方法也在众多领域中得到了极其广泛的运用。蒙特•卡罗方法是运用随机数来实现随机模拟最常用的方法。此方法的原理要追溯到18世纪，在1777年，法国一名科学家蒲丰(Buffon)发表了一种著名的计算圆周率的投针试验方法。这种试验方法具体如下：任意将把一根长度为的针投到划有等宽的平行线的平面上，两条平行线之间的宽度为并且满足。这能够表明针可以击中平行线的概率为。由于估计的概率与针能够击中平行线的次数与投掷次数的比率近似相等，则圆周率就可以由式子所求得的。这个例子就是蒙特•卡罗法所运用的最早的和最有趣的例子之一。蒙特•卡罗的基本思想就是：如果要想求解数学、工程技术及生产和管理等多个方面的问题，应该首先要建立一个较为合适的概率模型或者随机过程，使得它的参数作为这些问题所要求的解，之后经过对模型和过程的观察或者抽样的试验，计算出所要求参数的统计特征，最后得到所求解的近似值，因此可以用估计值的标准误差来表示解的精确度。在计算机上，蒙特•卡罗法是把系统中所有元件的概率参数都用相应的随机数来表示，并且模拟系统的实际情况，然后对这种模拟的过程进行一定时间的观察，最后估算出所要求的指标。蒙特•卡罗方法既能够用来解决随机性的问题，还能够用来解决确定性的问题。同时蒙特•卡罗方法也广泛的运用在许多领域，例如：计算复杂的数学问题、模拟随机过程、分析工程系统、评估可靠性等领域。
三、蒙特•卡罗方法在通信网络可靠性分析的应用
近些年来通信网络系统可靠性的蒙特•卡罗方法一直是研究的热点，人们提出了一系列改进的蒙特•卡罗方法同时也提出了一系列的方差衰减技术。在这些改进的方法中DS(DaggerSampling，匕首抽样法)方法和RVR(RecursiveVarianceReduction，递归方差衰减)方法得到了广泛的应用。在网络系统可靠性的故障驱动算法里，事件为边故障．或者是边修复。CMC方法是由离散时间驱动的方法，该方法是随着仿真次数的增加来产生事件(边故障)。DS方法是Kumamoto，Tanaka，Inoue，andHenley1980年提出来用于提高CMC方法效率的方法。DS方法减少了各个状态之间的相互联系，能够减少估计方差，更主要的是它仅用一个随机变量产生了L次抽样里的故障点，间接的利用了对偶变数的方差衰减方法，从而节省了大量的计算时间，在很大程度上提高了计算速度。在网络的边故障率非常低的情况下，边故障发生的频率非常低，如果利用故障这一事件来驱动判决程序，而不去考虑没有故障发生的情况，将极大的缩短计算时间。将故障驱动的概念引入到DS方法中便得到FD-DS方法。RVR方法是HectorCancela和MohamedElKhadiri于1995年提出的，该方法同时采用了控制变量法和对偶变数法，并且利用递归算法改变状态空间概率分布，在方差衰减方面效果显著。这两种方法都是计算网络系统可靠性的高效蒙特•卡罗方法，已经被广泛应用到对各种网络的系统可靠性计算中。
四、蒙特•卡罗方法展望—需要解决的问题
蒙特卡罗方法是随着计算机的发明和科学技术的发展作为一种独立的方法被提出来，它解决多维或因素复杂的问题非常简便，随着计算机科学的迅猛发展，蒙特卡罗方法日趋成熟，在许多领域已经得到广泛应用。利用蒙特卡罗方法进行通信网络系统可靠性分析已经成为可靠性理论的重要分支。由于原始蒙特卡罗方法在计算通信网络系统可靠性时效率比较低，方差也比较大，近些年人们提出了很多改进方法。这些方法利用了各种方差衰减技术，提高了计算效率，也减小了方差，它们各有优点，也各有其适用范围。针对FD-DS方法不能有效控制抽样次数L，应该提出新的改进方法。使得能更高效的产生抽样状态，更进一步的计算速度。随后对各种网络系统可靠性的计算结果表明，在网络的边故障率较低的情况下，应使用效率更高的方法。针对RVR方法在计算效率上的缺陷和不足，应该提出改进的RVR方法，对该方法的无偏性与方差衰减性进行证明。使得新提出的方法是一种快速递归方差衰减方法，其计算速度相对RVR方法更快，而且方差与之相当，能够适应通信网络的迅猛发展，拥有一片广阔的应用空间。
五、结束语
假如通信网络的连通性变坏了，那么不管采取什么类型的通信协议，路由选择的算法和维护的策略都将会导致通信网络的拥塞，而且网络的时延和吞吐量等这些性能指标都会下降，从而使得网络的服务质量下降，因此，从实际的观点来分析，进行通信网络可靠性的设计、验证以及评价时，首先应该考虑的因素就是通信网络的连通性，即一定要保证通信网络的连通性。目前在通信网络技术的发展和应用中急需解决的重点课题之一就是通信网络的可靠性，它也是一个具有重要意义以及深远影响的研究方向。在国外，关于通信网络可靠性方向的研究课题已经做出了许多努力，近些年来不断推出了大量的研究成果，而从八十年代到九十年代初才开始进行国内的研究课题，这还有待于网络可靠性的同行在这个课题中进行大量的研究，提高我国的通信网络可靠性。因此，随着通信网络技术的快速发展，通信网络可靠性这一研究方向将会展现出极其广阔的发展和应用前景。
