Запропоновано вирішення проблеми підвищення ефективності функціонування територіально розподілених технічних систем (РТС) шляхом удосконалення процесу керування інформаційним обміном між об'єктами системи. Розроблено концептуальні засади структурної організації розподіленої багаторівневої системи управління РТС, кожний рівень якої визначається двома процесами: управлінням та організацією взаємодій. На основі подвійної інтерпретації процесів, що відбуваються в РТС створено модель протоколу (протокольний автомат - ПА). Розроблено мову первинної специфікації ПА (мову таблиць подій), що дозволяє полегшити процес специфікації та автоматизувати процедури аналізу і синтезу ПА. Встановлено, що єдина математична (автоматна) модель аналізу логічної коректності, синтезу та моделювання ПА, яка є основою процедур специфікації, забезпечує можливість створення автоматизованої системи проектування протоколів. Зазначено, що наявність такого інструмента проектування гарантує розробку логічно коректних, високоефективних та відповідних принципам організації РТС протоколів.

  Скачати повний текст

Вдосконалено методику короткострокового прогнозування трафіка, яка відрізняється від відомих незалежним прогнозуванням вейвлєт коефіцієнтів нейронними мережами каскадно-корельованої архітектури, що дозволяє підвищити адаптивність системи прогнозування до флуктуації трафіка та забезпечити вищу точність прогнозу. Встановлено систему нейронечіткого висновку в результаті використання її як експертної системи для раннього оцінювання якості прогнозу трафіка, що дозволило проводити оцінювання придатності прогнозу для побудови таблиць маршрутизації. Запропоновано вдосконалений евристичний алгоритм для offline маршрутизації в мережі IP/MPLS, відмінністю якого від відомих є підвищення рівня якості сервісу за рахунок використання ресурсів телекомунікаційної мережі, знайдених на основі аналізу прогнозу та поточної схеми маршрутизації. Надано використання кусково-лінійної функції штрафу на зайняття доступної смути пропускання як компоненти функції вартості шляху, яка на відміну від існуючих залежностей компоненти метрики від смуги пропускання дозволяє ефективніше використовувати ресурси пропускної здатності мережі.

  Скачати повний текст

З метою забезпечення адаптивного управління мобільними безпровідними мережами удосконалено метод поновлення таблиць маршрутів, в якому, на відміну від існуючих, використано менший обсяг інформації, яка зберігається у кожному вузлі мережі. Наведено пропозиції щодо удосконалення методу розподільного обчислення координат мобільних терміналів, який виділяє сегмент безпровідної мережі залежно від щільності або мобільності абонентів, що сприяє підвищенню швидкості визначення положення мобільних терміналів. Запропоновано метод визначення поточного стану мобільного абонента без супутникової навігації, який на відміну від існуючих, базується на тригонометричних методах обчислення положення мобільного об'єкта та напрямку його руху. Показано, що використання розробленого методу дозволяє значно прискорити побудову таблиць оптимальних маршрутів передачі даних, відмовитися від методів обчислення координат мобільних терміналів, що базуються на GPS і потребують значних фінансових затрат, відмовитися від централізованого управляючого модуля і виконувати більшу частину управляючих калькуляцій безпосередньо в мережевих терміналах, значно зменшити обсяг передачі управляючих пакетів даних і розвантажити канали передачі службової інформації.

  Скачати повний текст

За результатами теоретичних і експериметальних досліджень запропоновано нові формальні методи вирішення відкритих проблем логічної коректності протоколів інформаційно-обчислювальних мереж. Показано, що існування в кожному циклі топології мережі хоча б одного каналу зв'язку з сингулярним алфавітом повідомлень є критерієм алгоритмічної розв'язності у ході перевірки логічної коректності протоколів зі складною топологією мережі. За допомогою цього критерію розроблено метод аналізу логічної коректності, який розширює клас перевірних протоколів. Під час розв'язання проблеми комбінаторного зростання числа аналізованих конфігурацій розроблено метод стиснення логічної структури еквівалентними перетвореннями, застосування якого скорочує число аналізованих ситуацій відносно існуючих методів більш ніж на 25 - 30 %. Під час проведення аналізу протоколів з обмеженою та необмеженою взаємодіями, через черги типу FIFO, одержано умови, які визначають класи протоколів із заздалегідь відомими властивостями. Знайдено достатню умову експоненціального переповнення мережі необробленими кадрами даних, на базі якої розроблено метод ідентифікації проблем в управлінні потоками даних у великих мережах. Запропоновані методи дозволяють розширити клас протоколів, які перевіряються, а також суттєво скоротити витрати часу та пам'яті в процесі їх аналізу.

  Скачати повний текст

Розроблено методи та моделі вибору міжсегментного інтервалу (МСІ) в транспортному протоколі телекомунікаційної мережі (ТКМ) на основі системи нечіткого виводу (НВ). Проаналізовано протоколи транспортного рівня (ТР) ТКМ та визначено, що існуючі методи управління інтенсивністю відправки даних джерелом в зазначених протоколах не забезпечують ефективну доставку даних та не враховують динамічної зміни стану мережі. Описано методику моделювання поточного значення доступної для трафіку даних пропускної здатності з'єднання ТР зі створенням імітаційних моделей передачі трафіку з різними методами управління інтенсивністю відправки даних. Наведено новий метод вибору МСІ на основі системи НВ. Розроблено аналітичні моделі процесу передачі інформаційного повідомлення в ТКМ з використанням для визначення середнього часу доставки повідомлення за різних варіантів передчасного розриву віртуальних з'єднань. Доведено, що використання запропонованих рішень зменшує середній час доставки даних від джерела до одержувача та мінімізує кількість повторних передач пакетів внаслідок мережевих перевантажень.

  Скачати повний текст

Вдосконалено метод ідентифікації трафіку в телекомунікаційній мережі, що дозволяє підвищити достовірність структурно-параметричної ідентифікації інформаційного трафіку. Визначено математичну модель підсистеми управління й обслуговування в багатопротокольному вузлі зв'язку, що дозволяє підвищити точність оцінки показника варіації часу доставки інформаційних пакетів за умов підвищеної інтенсивності мультисервисного трафіку. Висвітлено метод управління чергами в багатопротокольних вузлах зв'язку телекомунікаційної мережі. Вирішено актуальну науково-прикладну задачу, яка полягає в розробці методу динамічного управління чергами з урахуванням результатів ідентифікації трафіку в багатопротокольних вузлах зв'язку для підвищення оперативності передачі даних у телекомунікаційній мережі.

  Скачати повний текст

Розроблено метод підвищення оперативності передачі даних в телекомунікаційних мережах (ТКМ). Досліджено структурно-топологічні властивості ТКМ та характер зміни інтенсивності інформаційних потоків між окремими елементами ТКМ. Вдосконалено метод динамічного управління маршрутизацією, який відрізняється від відомих урахуванням обновлювального прогнозу поведінки інформаційного потоку для перерозподілу канальних ресурсів. Висвітлено метод прогнозування поведінки інформаційного потоку в ТКМ, яке підвищує точність оцінювання прогнозу поведінки інформаційного потоку за умов різнорідності інтерактивних служб.

  Скачати повний текст

Розроблено методи верифікації телекомунікаційних протоколів на підставі композиційного аналізу моделей Петрі. Виконано верифікацію телекомунікаційних протоколів ECMA, Ethernet, BGP, TCP, IOTP за допомогою композиційного аналізу сіток Петрі. Побудовано та досліджено моделі Петрі комутованих, маршрутизованих мереж. Розроблено метод вимірювальних фрагментів для оцінки функціональних характеристик моделей у процесі імітації динаміки розфарбованих часових сіток Петрі. Доведено, що породну сім'ю (базис) функціональних підсіток складає множина мінімальних функціональних підсіток, а також що сітка функціональних підсіток є маркованим графом. Запропоновано універсальний метод декомпозиції на мінімальні функціональні підсітки за допомогою логічних рівнянь, що може бути застосований також до довільних класів підсіток з контактними позиціями. Запропоновано спеціальний метод лінійної складності для декомпозиції на мінімальні функціональні підсітки з контактними позиціями, а також спеціальний метод лінійної складності для декомпозиції на дані підсітки. Здобуто подавання передатної функції часової сітки Петрі. Розроблено методи еквівалентних перетворень та редукції сіток Петрі для слабких типів еквівалентності на підставі законів спеціально впровадженої для подавання передатної функції алгебри, а також методи синтезу функцій неперервної логіки. Наведено методи обчислення лінійних інваріантів, розв'язання фундаментального рівняння, визначення пасток і сифонів сіток Петрі у процесі композиції функціональних підсіток, які забезпечують істотні прискорення обчислень. Виконано узагальнення методів композиційного аналізу для довільних лінійних систем у кільцях зі знаком, подане у термінах кланів лінійних систем. Запропоновано послідовну організацію процесів композиції кланів, вивчено властивості послідовної композиції на базі стягування підграфів і стягування ребер. Задачу композиції формалізовано у термінах теорії графів і названо оптимальним колапсом зваженого графа, здобуто оцінки верхньої та нижньої меж ширини колапсу. Виконано теоретичне обгрунтування й оцінку обчислювальної складності методу Тудіка розв'язання лінійних діофантових систем у невід'ємних числах, традиційного для пошуку інваріантів сіток Петрі.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено метод обгрунтування кількісних вимог щодо ймовірнісно-часових характеристик експертної системи (ЕС) та наведено оцінку її впливу на ефективність функціонування телекомунікаційної мережі спеціального призначення (ТКМ СП). Удосконалено фреймову модель ТКМ СП і сформульовано оптимальне правило вибору альтернатив під час пошуку фрейму на базі використання інформаційного критерію. Розроблено метод оцінки ефективності функціонування ТКМ СП, що забезпечує можливість кількісної оцінки стану ЕС за умов невизначеності або наявності повної інформації. Запропоновано метод ухвалення рішення щодо управління ТКМ СП, що дозволяє за умов невизначеності та багатокритеріальності на основі кількісної оцінки альтернатив здійснювати вибір його прийнятного варіанта. Доведено, що застосування ЕС з використанням розроблених методів представлення та обробки інформації дозволяє зменшити час відновлення робочого стану та підвищити ймовірність зв'язності та зменшити ризик втрати повідомлень, що поліпшує ефективність функціонування ТКМ СП і коефіцієнта готовності.

  Скачати повний текст

Показано, що за типової для телекомунікаційних систем нестаціонарної ситуації якість рекурсивної стохастичної оцінки стану мережі і мережних елементів може бути покращена за рахунок збільшення темпу рекурсії обчислювальної процедури або завдяки модернізації цього алгоритму шляхом використання дільничо-стаціонарної моделі, методу розширення простору оцінюваних параметрів, непараметричних методів. За умов обробки поточного трафіку рекомендовано використовувати як оцінку нестаціонарного стану - процедуру локально-стаціонарного фільтру Калмана - Б'юсі. Проаналізовано алгоритми оптимального стохастичного оцінювання стану керованих мережних елементів за нестаціонарних умов. Визначено межі існування стійких режимів цих алгоритмів з використанням аналітичних методів, а також з використанням методів імітаційного моделювання. Запропоновано рекомендації стосовно вибору параметрів алгоритмів оцінювання за нестаціонарних умов з урахуванням розподіленого характеру мережі. Рекомендовано як метод оптимального управління мережею, мережними елементами та режимами мережних елементів замість ситуативних детерміністських процедур застосовувати процедури оптимального стохастичного управління, в яких як аргумент використовується різниця між оцінкою поточного та бажаного стану, що забезпечує необхідний режим функціонування протягом всього інтервалу роботи алгоритму.

  Скачати повний текст

Наведено метод використання апарата E-мереж як засобу імітаційного моделювання. Введено їх розширення, призначене для створення моделей протоколів і каналу зв'язку, опису різних законів надходження міток зі зовнішнього середовища. Розвинуто методи трансляції SDL-діаграм і схем алгоритмів стосовно до E-мереж, зокрема формалізовано перехід від автоматної моделі до імітаційної, наведеної у вигляді E-мережі, що підвищує адекватність останньої. Удосконалено метод використання апарата ймовірнісно-часових графів (ЙЧГ) як засобу аналітичного аналізу протоколів інформаційного обміну. Розроблено метод аналізу ЙЧГ, для яких є неможливим застосування еквівалентних перетворень. Розроблено методику аналізу системи протоколів інформаційного обміну за комплексного використання засобів E-мереж і ЙЧГ, що дає змогу підвищити повноту аналізу систем протоколів інформаційного обміну.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичні моделі оцінки ймовірнісно-часових характеристик етапів збору інформації про стан мережі обміну даними (МОД) та прийняття рішення з управління МОД. Розроблено метод оцінки ефективності МОД, який дозволяє враховувати цінність даних, що передаються, та можливість наявності невизначеності про стан елементів мережі. Запропоновано методи оцінки переваг під час прийняття рішення з управління МОД та наслідків прийнятого рішення, відзнаковою особливістю яких є врахування корисності одержаного у процесі управління результату та можливого часу простою мережі обміну даними. Удосконалено метод прийняття рішення під час управління якістю обслуговування, що дозволяє враховувати втрати цінної інформації за рахунок відмови в обслуговуванні та старіння інформації, що передається.

  Скачати повний текст

Удосконалено систему математичних моделей централізованого, децентралізованого та ієрархічного способів багатоагентного управління ресурсами телекомунікаційної мережі на транспортному рівні. Набула подальшого розвитку методика обгрунтування вибору ефективного способу управління в залежності від типу трафіку, стану та розміру телекомунікаційної мережі. Вперше запропоновано метод управління мережевими ресурсами з використанням багатоагентної системи, який дозволяє забезпечити динамічну зміну архітектури системи управління мережевими ресурсами в залежності від стану телекомунікаційної мережі.

  Скачати повний текст

Вдосконалено темпоральні логіки як засіб формалізації специфікації телекомунікаційних протоколів. Визначено, що на відміну від існуючих засобів формалізації використання темпоральних логік дозволяє вирішити задачу виявлення протиріч у специфікації протоколу. Висвітлено алгебраїчні методи аналізу телекомунікаційних протоколів. Встановлено використання формальних граматик, що дозволяє вирішити задачу перевірки коректності поведінки й оцінки якості розподілу ресурсів телекомунікаційними протоколами. Вперше розроблено метод верифікації телекомунікаційних протоколів, що дозволяє не тільки виділити набір станів, що не задовольняють специфікації, але й на основі побудови контрприкладу визначити необхідний набір змін у реалізації протоколу щодо усунення не відповідності специфікації.

  Скачати повний текст

Показано, що важливе місце в сучасних і перспективних технологіях мультисервісних телекомунікаційних системах (ТКС) займають засоби управління мережевими ресурсами. Вдосконалено математичну модель розподіленого балансування мережевих ресурсів, що використовує специфічний критерій оптимальності одержуваних рішень, який враховує стандартну метрику протоколів маршрутизації та міру завантаженості каналів та агентів управління ТКС. Розроблено ефективний й адекватний інструментарій для проведення моделювання процесів управління мережевими ресурсами з урахуванням невизначеностей у ТКС на базі нечітких модифікованих Е-мереж.

  Скачати повний текст

Створено дворівневу модель регіональної системи інформаційного обміну (РСІО), що дає змогу оцінити якість функціонування підсистеми передачі інформації в РСІО. Запропоновано метод аналізу варіантів побудови РСІО на базі комплексної ієрархічної багаторівневої моделі, зважаючи на топологічний, інформаційний та технічний аспекти. Наведено метод визначення імовірності доставки інформації за заданий час, який враховує різноманітність інформації та пріоритети на мережному рівні РСІО. Розроблено програмне забезпечення, що реалізує розроблені моделі та методи.

  Скачати повний текст

Наведено результати досліджень у сфері телекомунікаційних систем і мереж, використання яких дозволяє підвищити продуктивність з'єднань Transmission Protocol (TCP) з використанням модернізованого методу управління тайм-аутом повторної передачі (Retransmission Timeout (RTO)) протоколу TCP на підставі впровадження процедури оптимальної лінійної фільтрації Калмана - Б'юсі (ФКБ). Застосування запропонованого методу дає змогу підвищити продуктивність з'єднань TCP за рахунок зменшення часу простою. За результатами експериментальних досліджень реалізацій з'єднань TCP показано, що процес зміни часу кругового обігу (Round-Trip Time (RTT)) не суперечить марковському. Запропоновано модернізувати метод визначення RTO шляхом впровадження на ланці оцінювання RTT процедуру ФКБ. Така модернізація забезпечить збільшення швидкості передачі від модуля TCP відправника та продуктивності TCP/IP мережі в цілому. Розроблено аналітичні моделі раунду з'єднання TCP з повторними передачами за тайм-аутом як системи масового обслуговування. Одержано показники його якості, які можуть бути використані для практичного аналізу ефекту повторних передач у з'єднаннях TCP.

  Скачати повний текст

Створено нові методи розв'язання задач булевого програмування та теорії графів, що дають змогу вирішити проблему підвищення оперативності та точності розв'язку задач оптимального планування управління телекомунікаційними системами та мережами. Зазначено щодо відсутності ефективних алгоритмів рішення задач булевого програмування та великого класу задач теорії графів, що відносяться до класу NP-повних задач, з високою оперативністю та точністю у системах управління, що працюють у реальному часі. З метою підвищення оперативності розв'язання задач управління телекомунікаційними системами та мережами запропоновано паралельні обчислювальні структури (ПОС) циклічного типу, для розв'язання задач булевого програмування. Відзначено, що використання ПОС циклічного типу дає змогу розв'язати протиріччя, що виникає у разі розпаралелювання процесу розв'язання даних задач на багатопроцесорних системах. Зауважено, що протиріччя обумовлене тим, що ці задачі відносяться до класу сильно зв'язаних задач, під час розв'язання яких збільшення кількості процесорних елементів у обчислювальній системі не завжди дозволяє збільшити продуктивність системи, а може навіть її знизити.

  Скачати повний текст

Оптимізовано існуючі методи багатошляхової маршрутизації та розподілу ресурсів у мережах MPLS-TE з метою підвищення ефективності їх використання. Наведено класифікацію сучасних математичних моделей маршрутизації. Встановлено, що задачу трафіку інжинірингу неможливо вирішити у межах лишо одного класу математичних моделей. Обгрунтовано необхідність врахування поточного режиму роботи мережі для вирішення даної задачі. Для стаціонарного режиму роботи мережі розроблено метод на підставі узагальнення графових та потокових моделей багатошляхової маршрутизації. На основі використання багатокритеріального формулювання задачі запропоновано метод вибору оптимального числа шляхів для обслуговування трафіку, який враховує кілька характеристик якості обслуговування. Показано, що використання даного методу дозволяє на 15 - 20 % підвищити якість обслуговування трафіку на мережах розміром до 100 вузлів. На реальному устаткуванні проведено експериментальне дослідження мережних параметрів за умов критичного режиму роботи мережі. Доведено, що в даному випадку необхідно використовувати процедури ремаршрутизації, які мають низьку обчислювальну складність та забезпечують перерозподіл трафіку за час, що не перевищує 50 мс. Для критичного режиму розроблено евристичну процедуру перерозподілу інформаційних потоків. Встановлено, що запропонована процедура забезпечує стійке функціонування мережі за час, що не перевищує 50 мс.

  Скачати повний текст

Проаналізовано існуючі методи групової маршрутизації, виконано їх класифікацію, визначено область застосування, основні переваги та недоліки. Запропоновано підхід до організації багатоабонентської доставки, який за рахунок формування максимально стійких віртуальних з'єднань дозволяє підвищити ефективність передачі інформації внаслідок зниження ймовірності ремаршрутизації інформації у процесі її передачі. На основі концепції форвардингових груп обгрунтовано спосіб формування віртуального дерева доставки повідомлень, що сприяє оптимізації інформаційних потоків за умови багатоабонентської доставки повідомлень. Розроблено ефективні алгоритми багатоабонентської доставки інформації у розподілених обчислювальних системах та мережах.

  Скачати повний текст