Моделі та методи управління якістю обслуговування потоків даних в мультимаршрутному тракті адаптивних телекомунікаційних мереж

Abstract

UA: Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуальної науково-прикладної задачі – розробці методів і моделей обміну інформацією в адаптивних ТКМ, що дозволяють підвищити їх ефективність на основі використання мультимаршрутної передачі. Розв’язанню зазначеної задачі в роботі передує аналіз математичного апарата моделювання ТКМ, що включає аналітичні методи. На підставі результатів аналізу розроблено моделі інформаційних процесів, що відбуваються при мультимаршрутній передачі даних в адаптивних ТКМ, що дозволяє одержувати максимально повний їх опис. Розроблені моделі включають: моделі управління якістю обслуговування в адаптивних ТКМ з урахуванням особливостей протоколів інформаційного обміну, моделі управління потоком даних при мультимаршрутній передачі, а також моделі синхронізації обміну даними при мультимаршрутній передачі. За допомогою розроблених моделей побудовано графічні залежності імовірнісно-часових характеристик мультимаршрутної системи передачі інформації в різних умовах та режимах роботи від параметрів каналів зв’язку та протоколів інформаційного обміну. Для перевірки адекватності розроблених математичних моделей було розроблено демонстраційний прототип мультимаршрутної системи обміну даними за допомогою програмного комплексу OMNET++. На підставі дослідження розробленої імітаційної моделі були підтверджені отримані в роботі результати. RU: Диссертационная работа посвящена решению актуальной научно-прикладной задачи - разработке методов и моделей обмена информацией в адаптивных телекоммуникационных сетях (ТКС), что позволяет повысить их эффективность на основе использования мультимаршрутной передачи. Решению поставленной задачи в работе предшествует анализ математического аппарата моделирования ТКС, который включает аналитические методы. На основании проведенного анализа были разработаны как общие требования к моделям и аппарату моделирования, так и дополнительные с учетом особенностей адаптивной ТКС. Было показано, что разработка модели адаптивной распределенной телекоммуникационной сети необходимо проводить с комплексным использованием теории массового обслуживания, вероятностно-временных графов, и производящих функций. На основании результатов анализа разработаны модели информационных процессов, протекающих при мультимаршрутной передаче данных в адаптивных ТКС, что позволяет получать максимально полное их описание. Разработанные модели включают: модели управления качеством обслуживания в адаптивных ТКС с учетом особенностей протоколов информационного обмена, модели управления потоком данных при мультимаршрутной передаче, а также модели синхронизации обмена данными при мультимаршрутной передаче. С помощью разработанных моделей были построены графические зависимости вероятностно-временных характеристик мультимаршрутной системы передачи информации от параметров каналов связи и протоколов информационного обмена при различных условиях и режимах работы. На основании анализа графических зависимостей времени доставки данных от числа и состояния каналов связи можно определить условия и численную величину повышения эффективности ТКС в зависимости от состояния каналов связи. Для проверки адекватности разработанных математических моделей был разработан демонстрационный прототип мультимаршрутной системы обмена данными с помощью программного комплекса OMNET++. На основании исследования разработанной имитационной модели были подтверждены полученные в работе результаты. EN: The thesis is devoted to the solution of topical problem - development of methods and models for information exchange in adaptive telecommunication network (TN), that allow to improve their efficiency on the base of multipath transmission approach. First, the analysis of mathematical apparatus for modeling of ТN, including analytical methods, was conducted. Models of information process in multipath systems were developed. These models allow to obtain the complete description of information processes in multipath systems. The include models for service of quality control in multipath systems, which take into account the specificity of protocols for information exchange, models for data flow control, and for data synchronization in multipath systems. These models were used to obtain the relations between time-probability characteristics of multipath systems and the parameters of links and network protocol under different conditions and work mode. The demonstration prototype of multipath system using OMNET++ software was developed to show the adequacy of the proposed models.