摘要：近些年來通信網絡系統可靠性的蒙特•卡羅方法一直是研究的熱點，人們提出了一系列改進的蒙特•卡羅方法同時也提出了一系列的方差衰減技術。在這些改進的方法中DS(DaggerSampling，匕首抽樣法)方法和RVR(RecursiveVarianceReduction，遞歸方差衰減)方法得到了廣泛的應用。在網絡系統可靠性的故障驅動算法里，事件為邊故障.或者是邊修復。

　　關鍵詞：通信技術,網絡通信,網絡科技

　　CMC方法是由離散時間驅動的方法，該方法是隨著仿真次數的增加來產生事件(邊故障)。DS方法是Kumamoto，Tanaka，Inoue，andHenley1980年提出來用于提高CMC方法效率的方法。DS方法減少了各個狀態之間的相互聯系，能夠減少估計方差，更主要的是它僅用一個隨機變量產生了L次抽樣里的故障點，間接的利用了對偶變數的方差衰減方法，從而節省了大量的計算時間，在很大程度上提高了計算速度。在網絡的邊故障率非常低的情況下，邊故障發生的頻率非常低，如果利用故障這一事件來驅動判決程序，而不去考慮沒有故障發生的情況，將極大的縮短計算時間。將故障驅動的概念引入到DS方法中便得到FD-DS方法。RVR方法是HectorCancela和MohamedElKhadiri于1995年提出的，該方法同時采用了控制變量法和對偶變數法，并且利用遞歸算法改變狀態空間概率分布，在方差衰減方面效果顯著。這兩種方法都是計算網絡系統可靠性的高效蒙特•卡羅方法，已經被廣泛應用到對各種網絡的系統可靠性計算中。

　　蒙特卡羅方法是隨著計算機的發明和科學技術的發展作為一種獨立的方法被提出來，它解決多維或因素復雜的問題非常簡便，隨著計算機科學的迅猛發展，蒙特卡羅方法日趨成熟，在許多領域已經得到廣泛應用。利用蒙特卡羅方法進行通信網絡系統可靠性分析已經成為可靠性理論的重要分支。由于原始蒙特卡羅方法在計算通信網絡系統可靠性時效率比較低，方差也比較大，近些年人們提出了很多改進方法。這些方法利用了各種方差衰減技術，提高了計算效率，也減小了方差，它們各有優點，也各有其適用范圍。針對FD-DS方法不能有效控制抽樣次數L，應該提出新的改進方法。使得能更高效的產生抽樣狀態，更進一步的計算速度。隨后對各種網絡系統可靠性的計算結果表明，在網絡的邊故障率較低的情況下，應使用效率更高的方法。針對RVR方法在計算效率上的缺陷和不足，應該提出改進的RVR方法，對該方法的無偏性與方差衰減性進行證明。使得新提出的方法是一種快速遞歸方差衰減方法，其計算速度相對RVR方法更快，而且方差與之相當，能夠適應通信網絡的迅猛發展，擁有一片廣闊的應用空間。

　　假如通信網絡的連通性變壞了，那么不管采取什么類型的通信協議，路由選擇的算法和維護的策略都將會導致通信網絡的擁塞，而且網絡的時延和吞吐量等這些性能指標都會下降，從而使得網絡的服務質量下降，因此，從實際的觀點來分析，進行通信網絡可靠性的設計、驗證以及評價時，首先應該考慮的因素就是通信網絡的連通性，即一定要保證通信網絡的連通性。目前在通信網絡技術的發展和應用中急需解決的重點課題之一就是通信網絡的可靠性，它也是一個具有重要意義以及深遠影響的研究方向。在國外，關于通信網絡可靠性方向的研究課題已經做出了許多努力，近些年來不斷推出了大量的研究成果，而從八十年代到九十年代初才開始進行國內的研究課題，這還有待于網絡可靠性的同行在這個課題中進行大量的研究，提高我國的通信網絡可靠性。因此，隨著通信網絡技術的快速發展，通信網絡可靠性這一研究方向將會展現出極其廣闊的發展和應用前景。

　　通信網絡的可靠性是指通信網絡在實際的連續運行過程中能夠完成用戶正常通信需求的能力，既包含有通信網絡的生存能力與可用性，也反映出通信網絡對用戶需求的適應度;研究了通信網絡在正常運行和異常運行兩種情況下的可靠性，這是對通信網絡運行全過程的綜合測評。這一定義不僅包含了可靠性的主體、規定的條件、規定的時間、規定的功能和概率這五項要素，而且與產品的可靠性定義十分的吻合，這更加顯示了通信網絡自身的特征。由于通信網絡會在運行的過程中發生設備出現故障、鏈路產生失效、信道的擁塞、通信的中斷等等一系列問題，這會導致用戶的非正常使用。這些與通信網絡的可靠性密切相關。一般，通信網絡可靠性的研究重點在于通信網絡可靠性的計算和評估辦法。

　　因為通信網絡的抗毀性只是考慮到了整個網絡的拓撲結構，所以圖論的相關理論和算法基本就可以有效地滿足通信網絡抗毀性的評估，它在離散事件系統這一方向的研究中有一定的優勢。

　　靜態的結構是指網絡的部件不可修并且不采用任何保護措施，對于一套具有靜態結構的通信系統，會根據部件的生存概率運用蒙特•卡羅方法來模擬隨機性，之后再去破壞由此引起的節點和鏈路的失效，在遇到破壞后仍然能夠幸存下來的網絡之中，會選出最大的連通子網絡，它的節點數的平均值占原有的網絡節點總數的百分率就是通信網絡的連通概率，這樣就可以利用故障樹模型與已知的故障樹分析方法來實現可靠性地分析評估較為簡單的通信網絡。

　　開發、測試以及評估通信網的主要方法之一就是計算機仿真，通信網絡系統的眾多行為，例如，信元/包損失得概率、信元延遲所能達到的極限概率，這些都是用稀有事件的概率來定義的。總之，應該采取一定的措施來縮短運行的時間，并且保持著計算機仿真的易用性。

　　此抽樣方法已經表現出了在通信網絡的各種領域中具有廣闊的應用和發展前景，例如J.ScottStadler等。可靠性分析的一個主要方法是在通信網絡的行為中實現仿真研究和故障注入法。

　　蒙特•卡羅起初是摩納哥市郊的名字，二戰期間用于原子彈的研制時，使用的一種密碼也是蒙特•卡羅這個名字，這個密碼是用來在中子擴散過程中的隨機模擬。在二戰之后，蒙特•卡羅方法也在眾多領域中得到了極其廣泛的運用。蒙特•卡羅方法是運用隨機數來實現隨機模擬最常用的方法。此方法的原理要追溯到18世紀，在1777年，法國一名科學家蒲豐(Buffon)發表了一種著名的計算圓周率的投針試驗方法。這種試驗方法具體如下：任意將把一根長度為的針投到劃有等寬的平行線的平面上，兩條平行線之間的寬度為并且滿足。這能夠表明針可以擊中平行線的概率為。由于估計的概率與針能夠擊中平行線的次數與投擲次數的比率近似相等，則圓周率就可以由式子所求得的。這個例子就是蒙特•卡羅法所運用的最早的和最有趣的例子之一。蒙特•卡羅的基本思想就是：如果要想求解數學、工程技術及生產和管理等多個方面的問題，應該首先要建立一個較為合適的概率模型或者隨機過程，使得它的參數作為這些問題所要求的解，之后經過對模型和過程的觀察或者抽樣的試驗，計算出所要求參數的統計特征，最后得到所求解的近似值，因此可以用估計值的標準誤差來表示解的精確度。在計算機上，蒙特•卡羅法是把系統中所有元件的概率參數都用相應的隨機數來表示，并且模擬系統的實際情況，然后對這種模擬的過程進行一定時間的觀察，最后估算出所要求的指標。蒙特•卡羅方法既能夠用來解決隨機性的問題，還能夠用來解決確定性的問題。同時蒙特•卡羅方法也廣泛的運用在許多領域，例如：計算復雜的數學問題、模擬隨機過程、分析工程系統、評估可靠性等領域。