Розв'язано актуальну науково-технічну задачу, яка полягає в новому підході до розробки методів нелінійного синтезу великих ансамблів шумоподібних сигналів. Проаналізовано особливості шумоподібних сигналів, які використовуються в радіотехнічних та телекомунікаційних системах. Відзначено, що альтернативою наявним методам представляється розроблений метод синтезу шумоподібних сигналів на основі дискретних відображень хаотичної динаміки. Одержані результати досліджень дозволяють стверджувати про значне покращення групових та структурних властивостей синтезованих сигналів щодо М-послідовностей. Показано, що запропоновані сигнали дозволяють за умов практичного застосування без погіршення завадостійкості значно підвищити структурну й інформаційну прихованість функціонування радіотехнічних і телекомунікаційних систем на їх основі.

Розроблено способи підвищення інформаційної ефективності безпроводових систем передачі із застосуванням режиму OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) на основі перерозподілу ресурсів каналу зв'язку, що реалізується з використанням багатопозиційної модуляції та завадостійкого кодування класу LDPC (low density check codes). Запропоновано спосіб визначення оптимальних частотно-енергетичних умов перерозподілу ресурсів у каналі з відомими параметрами за умов випромінювання сигналів OFDM. Розроблено способи визначення параметрів наддовгих блокових кодів LDPC для забезпечення заданих характеристик достовірності в каналі з відомими параметрами та формування сигнально-кодових конструкцій для каналу з відомими параметрами у разі використання режиму випромінювання OFDM. Запропоновано спосіб адаптивного вибору виду багатопозиційної модуляції, який використовує ознаку досягнення найбільшої продуктивності в просторовій зоні випромінювання базової станції та дозволяє визначати доцільний вид модуляції для кожного терміналу залежно від віддалення від базової станції за критерієм досягнення максимальної продуктивності системи безпроводового зв'язку.

Приділено увагу розробці нового методу мінімізації службової інформації, який за тунелювання голосового трафіку в ІР-мережах дозволяє підлаштовувати параметри компресії під зміну параметрів мережного середовища та телекомунікаційного навантаження, має вдосконалені та уніфіковані алгоритми компресії заголовків та агрегації сесій. Розроблено специфікацію протоколу, математичну та імітаційну моделі, а також програмну реалізацію, які можуть бути використані операторами телекомунікацій і великими компаніями у процесі проектування та організації телефонного зв'язку з віддаленими центрами абонентського доступу через ІР-мережу. Запропоновано на базі власного методу автоматизовану систему оцінювання ефективності мінімізації службової інформації в мережах IP-телефонії дозволяє проводити оцінювання інвестиційної привабливості таких механізмів у різних випадках.

Уперше одержано метод побудови марківської моделі немарківської системи обслуговування з використанням потоку Ерланга, який вкладено у пуасонівський потік, що дозволяє оцінити ефективність системи, до входу якої надходить суперпозиція немарківських самоподібних потоків пакетів різної довжини. Уперше для обліку неординарного потоку в телекомунікаційних мережах розроблено метод обчислення розподілу ймовірностей станів марківського ланцюга для групового вхідного потоку, який припускає довільний розподіл кількості пакетів у групі. Удосконалено аналітичну модель, яка описує нестаціонарний стохастичний трафік у телекомунікаційних мережах, що враховує добові, тижневі та сезонні коливання навантаження. Запропоновано метод фазового укрупнення станів напівмарківської системи. Набули подальшого розвитку методи розрахунку статистичних показників вузлів маршрутизації телекомунікаційних мереж, які враховують можливість існування відмінностей у пріоритетах одних потоків пакетів даних перед іншими. Запропоновано моделі з абсолютним і відносним пріоритетами пакетів. Розвинено методи управління обслуговуванням черг у вузлах маршрутизації, які встановлюють раціональний розподіл ресурсу обробки за сукупністю критеріїв, які покращують показники QoS. Розроблено і впроваджено комплекс програмно-технічних засобів діагностики та управління трафіком телекомунікаційних мереж.

Вперше запропоновано методику самоорганізації моделі математичного моделювання відповідних мережних процесів на базі динамічних систем, яка найбільш адекватна та дає змогу визначити основні параметри мережі із забезпеченням потрібних параметрів і показників якості функціонування зазначених мереж. Досліджено самоорганізацію моделі за допомогою алгоритму об'єктивного системного аналізу об'єктивного системного аналізу (ОСА) з метою вирішення: ідентифікації фізичної моделі, придатної для короткострокового прогнозу та нефізичних моделей для довгострокового прогнозу. Набув подальшого розвитку метод структурної самоідентифікації - визначення моделі структури мережі та її параметрів. Проведено синтез алгоритмів оптимальної обробки складених сигналів широкосмугових систем зв'язку та надано пропозиції щодо їх використання. Досліджено взаємо - та автокореляційні оптимальні методи прийому складених сигналів в багатопроменевому каналі зв'язку, здійснено рекомендації щодо їх впровадження, запропоновано їх класифікаційну схему. Розглянуто синтез алгоритмів завадостійкості за допомогою взаємо - та автокореляційних методів прийому сигналів.

Уперше здійснено порівняльне оцінювання PID-, PI- та RED-алгоритмів для AQM-систем за змінних параметрів TCP/IP мережі. Удосконалено математичну модель для дослідження систем активного управління чергою за змінних параметрів у інтерактивній системі MATLAB. Уперше розроблено в системі MATLAB методику моделювання робочого навантаження на мережу. З'ясовано стійкість та робастність системи активного управління чергою пакетів з PI, PID, RED алгоритмами за змінного навантаження на мережу, а також досліджено методом логарифмічних частотних характеристик за допомогою системи MATLAB процеси в AQM-системах з управлінням довжиною черги.

Дослідження присвячено зменшенню складності завадостійкого кодування і декодування дискретних повідомлень у телекомунікаційних системах і мережах. Вирішено актуальне науково-технічне завдання, суть якого полягає в розробці методів представлення кодування і декодування узагальнених каскадних кодів зменшеної складності. Вперше розроблено: математичний апарат багатомірних перетворень Фур'є над кінцевими полями (апарат багатомірних спектрів) для представлення узагальнених каскадних кодів у частотній області (ЧО); метод представлення узагальнених каскадних кодів у ЧО; методи і обчислювально ефективні алгоритми завадостійкого кодування і декодування узагальненими каскадними кодами у ЧО, а практичні рекомендації з їх використання в телекомунікаційних системах і мережах. Показано, що застосування методів і алгоритмів на підставі швидкого перетворення Фур'є в кінцевих полях Галуа дозволяє зменшити обчислювальну складність процедур кодування та декодування каскадних кодів у ЧО.

Вирішено актуальне наукове завдання синтезу, оптимальної телекомунікаційної мережі (ТКМ), що дозволяє зменшити затримку передачі інформації та забезпечити підвищення якості функціонування інфокомунікаційної мережі в цілому. Розроблено методику синтезу оптимальної ТКМ відповідно за умов зменшення затримки передачі інформації на основі фактичних показників якості мережі з поєднанням безумовного та умовного критеріїв переваги. Одержано оптимальні показники якості, які є реально досяжними для мережі з використанням існуючих в ній ресурсів. Запропоновано методику розрахунку статистичної інформації якості функціонування ТКМ, що забезпечить зменшення розбіжностей між одержаними в результаті розрахунків та усереднення показників якості та реальними показниками якості мережі. Удосконалено методику оптимізації ТКМ на основі мінімізації середнього квадратичного відхилення, що забезпечить вирішення нагальної проблеми якості функціонування ТКМ - розбіжність між показниками якості. Моделювання вказаних методик за допомогою програмного забезпечення підтвердило покращання якості та достовірності функціонування ТКМ.

Увагу приділено оптимізації процесу управління чергами із забезпеченням узгодженості рішень щодо управління перевантаженням та його запобігання на інтерфейсах маршрутизаторів, диференційованій обробці пакетів різних пріоритетів шляхом розробки нових математичних моделей і методів для підвищення якості обслуговування в телекомунікаційній мережі в цілому. Розроблено потокову модель та дворівневі методи ієрархічно-координаційного управління чергами на маршрутизаторах телекомунікаційних мереж. Новизна полягає у забезпеченні узгодженого розв'язання комплексу взаємопов'язаних між собою задач щодо розподілу та превентивного обмеження інтенсивності вхідних потоків пакетів, що надходять до черг, а також виділення необхідної пропускної здатності інтерфейсу для кожної з черг; у використанні в процесі розробки методів управління чергами координаційних принципів - принципу цільової координації та принципу прогнозування взаємодій для оптимізації процесу багаторівневого управління чергами на маршрутизаторах телекомунікаційних мереж. Показано, що ці рішення можуть бути покладені в основу нових механізмів управління чергами.

Удосконалено математичну модель обслуговування запитів, які надходять в телекомунікаційний канал, за рахунок можливості одночасної передачі по каналу множини потоків реального часу (РЧ), що дозволяє визначити коефіцієнт використання каналу за заданих параметрів запитів на передачу потоків РЧ. Розроблено математичну модель оцінювання якості обслуговування, яка за рахунок урахування ймовірності обслуговування запитів дозволяє оцінити якість обслуговування запитів на резервування канальних ресурсів. Набули подальшого розвитку моделі нейронечіткого прогнозування параметрів трафіку телекомунікаційної мерeжi шляхом урахування залежності середньої інтенсивності надходження запитів на передачу потоків РЧ по телекомунікаційному каналу та середньої тривалості передачі цих потоків, що дозволяє спрогнозувати параметри трафіку мережі. Покращено метод буферизації запитів на передачу потоків РЧ за рахунок урахування ймовірності обслуговування запитів на передачу потоків РЧ.

Вперше виконано аналітичну формалізацію потоків повідомлень, яка відрізняється від відомих формалізованих представлень потоків випадкових подій тим, що, окрім кількості повідомлень в потоці та часу їх перебування в мережі, характеризується також обсягом та цінністю інформації в потоці, що дозволило створити модель потоків повідомлень, яка адекватно описує процеси розподілу інформації в конвергентній телекомунікаційній мережі. Запропоновано формальний опис архітектури конвергентної телекомунікаційної мережі та потоків повідомлень у ній, який дозволив визначити взаємодію мережі зі зовнішнім середовищем на системному рівні для створення моделей аналізу та синтезу і на апаратно-програмному рівні для розробки методів проектування й управління цієї мережі. Удосконалено модель навантаження, що створюється потоками повідомлень в конвергентній телекомунікаційній мережі, яка дозволяє адекватно враховувати основні характеристики ймовірнісно-часової структури потоків при визначенні обсягу мережного обладнання. Набув подальшого розвитку уніфікований метод розрахунку мережного обладнання, адаптований до структури системи та дисципліни обслуговування, шляхом модифікації коефіцієнтів, що відображають характер інформаційних потоків, які створюють навантаження на мережу, що дозволяє враховувати основні параметри потоків повідомлень в конвергентній телекомунікаційній мережі при всіх режимах переносу інформації, а також підвищує адеквантість та розширює сферу застосування методу.

Проаналізовано стан і тенденції розвитку безпроводових сучасних телекомунікаційних систем (ТКС), а також засоби підвищення їх продуктивності на основі оптимального розподілу мережевих ресурсів. Сформульовано вимоги до перспективних моделей і методів підвищення продуктивності безпроводових ТКС. Розроблено моделі та методи розподілу частотних каналів та потокової маршрутизації в безпроводових TKC стандарту IEEE 802.11 із використанням гіперграфів і графів Кьоніга. Створено декомпозиційну модель та ієрархічно-координаційний метод розподілу частотних каналів у безпроводових TKC стандарту IEEE 802.11 з метою підвищення масштабованості рішень, що одержуються. Запропоновано системи математичних моделей оптимального розподілу частотного й часового ресурсів у безпроводових TKC стандарту IEEE 802.16, що функціонують у режимах точка - багатоточка (point-to-multipoint) і mesh, а також систему математичних моделей оптимального розподілу частотного й часового ресурсів у безпроводових TKC технології LTE. Удосконалено тензорні моделі шляхом урахування можливих втрат пакетів на вузлах мережі, викликаних перевантаженням буфера черг, із формулюванням умов забезпечення якості обслуговування одночасно за часовими та швидкісними показниками, а також показниками надійності. Охарактеризовано ступінь адекватності зазначених моделей і методів, а також оцінено ефективність рішень, що одержуються, щодо оптимального розподілу мережевих ресурсів. Наведено рекомендації з практичної реалізації цих моделей і методів підвищення продуктивності в сучасних і перспективних безпроводових ТКС.

Приділено увагу розробці моделей і методів розрахунку характеристик систем передачі (СП) широкосмугового доступу мережами домової електропроводки (МДЕ) за технологією передачі PLC/BPL (СП BPL) з урахуванням специфіки вітчизняних мереж. Наведено новий метод моделювання характеристик вітчизняних мереж розгалуженої МДЕ, який грунтується на декомпозиції ланцюгів електропроводки та побудові матриці розсіювання, що дозволило визначити значення параметрів передачі між окремими полюсами розгалуженої МДЕ. Запропоновано метод розрахунку електричних параметрів передачі двожильних проводів типу ППВ і АППВ. Розроблено модель СП BPL за технологією передачі OFDM згідно з Рекомендаціями MCE-T G.9960, G.9964. Удосконалено метод розрахунку інтерференційних завад, який дозволяє розраховувати інтерференційні завади в СП BPL за довільних заданих значень потужності передаваного сигналу на несучих СП. Розраховано інтерференційні завади в СП BPL для однорідних проводів електропроводки типів ППВ і АППВ та для типових фрагментів розгалуженої МДЕ. Розроблено метод оцінювання швидкості передачі СП OFC з урахуванням інтерференційних та адитивних завад. Досліджено досяжну СП BPL швидкість передачі з урахуванням інтерференційних та адитивних завад. Сформульовано рекомендації з побудови мереж широкосмугового доступу за технологіями PLC/BPL з урахуванням специфіки вітчизняних МДЕ.

Розроблено методи та засоби формування й оброблення сигналів для підвищення технічної ефективності телекомунікаційних систем (ТКС) та мереж з обмеженими смугою пропускання та потужністю сигналу під час передавання даних за умов завад. Запропоновано нове сімейство високоефективних модуляцій на основі амплітудної модуляції багатьох складових (АМБС), \i N \i0-вимірний простір демодуляції, принципи функціонування засобів для здійснення модуляції та демодуляції АМБС-сигналів, що дозволило підвищити ефективність ТКС та мереж. Запропоновано метод дослідження й оптимізації сигнально-кодової конструкції за критерієм максимальної інформаційної ефективності ТКС чи мережі передавання даних, що дозволяє виявити найбільш ефективні серед відомих та нових запропонованих сигнально-кодових конструкцій. Удосконалено теоретичні основи визначення технічної ефективності ТКС та мереж, аналітичні співвідношення для визначення частотних та енергетичних характеристик модулюючих та модульованих сигналів, математичні моделі телекомунікаційної мережі доступу на основі симетричних і коаксіальних ліній зв’язку, ТКС на основі волоконно-оптичних ліній зв'язку та ТКС на основі радіоліній, що дозволило підвищити точність визначення ефективності досліджуваних систем чи мереж. Запропоновано вдосконалені методи адаптивного передавання даних у телекомунікаційних мережах доступу на основі симетричних і коаксіальних ліній зв'язку, волоконно-оптичних системах передавання, системах дистанційного зондування Землі, супутникових системах зв'язку, радіорелейних системах передавання прямої видимості та інших аналогічних системах із використанням АМБС, що дозволило мінімізувати ймовірність бітової помилки під час передавання даних із заданою швидкістю, максимізувати швидкість їх передавання та підвищити ефективність системи чи мережі.

Показано можливості вдосконалення моделей і методів управління трафіком в MPLS-мережах (Multiprotocol Label Switching) в умовах реалізації стратегій QoS-маршрутизації (Quality of Service) та методів оцінки параметрів ТЕ-туннелів (Traffic Engineering) шляхом розробки відповідних математичних моделей для підвищення ефективності використання мережних ресурсів у цілому. Встановлено, що впроваджені в MPLS комплекси для забезпечення гарантованої якості обслуговування трафіка, що надходить, мають ряд функціональних обмежень. Це пов'язано з недосконалістю математичних моделей і методів, на яких вони засновані. Набув подальшого розвитку метод маршрутизації "від джерела" з підтримкою якості обслуговування для MPLS-мереж. Новизна методу полягає в формуванні композитних маршрутних метрик, які розраховуються на основі функцій "корисності" трафіка різних телекомунікаційних послуг, що дозволило формувати ТЕ-тунелі відповідно до характеристик трафіка, який ними буде передано. Вперше розроблено метод оцінки пропускної здатності віртуальних каналів телекомунікаційної мережі, який відрізняється від існуючих використанням прогностичної ARFIMA-моделі, що враховує фрактальні властивості трафіка. Це дозволило зменшити обсяг використаного канального ресурсу із забезпеченням заданих параметрів обслуговування в середньому на 18 %. Вперше розроблено дискретно-подієву модель роботи планувальника приграничного мережного пристрою в базисі Max-Plus алгебри, яка враховує затримки на обробку пакетів і дозволяє формалізувати процес управління чергами пакетів у просторі станів.

Удосконалено методи одно- та багатоетапного структурного та параметричного синтезу інфокомунікаційних мереж (ІКМ) з використанням математичних моделей у вигляді багатошарових графів і представлення інформаційних потоків у мережі як самоподібних процесів з метою використання їх під час проектування. Запропоновано метод структурного та параметричного синтезу ІКМ з урахуванням структурованої кабельної системи; метод багатоетапного структурного та параметричного синтезу ІКМ та планування запровадження послуг; метод параметричного синтезу ІКМ з декількома періодами навантаження з урахуванням наявності в інформаційних потоках ефекту самоподоби. Досліджено ефективність запропонованих методів і розроблено практичні рекомендації щодо їх застосування. Порівняльний аналіз запропонованих методів з раніше відомими показав, що розроблені методи дозволяють одержати більш ефективну структуру ІКМ за технічними та економічними показниками.

Досліджено питання забезпечення достовірності передачі інформації перспективних відомчих засобів радіозв'язку за рахунок розробленої інформаційної технології, математичної моделі та методу за умов впливу навмисних завад. Результати роботи дозволяють: забезпечувати достовірність інформації систем відомчого радіозв'язку за умов впливу навмисних завад; кількісно оцінювати достовірність інформації системи відомчого радіозв'язку за умов впливу навмисних завад; вибирати параметри управління під час вибору режиму роботи засобів радіозв'язку; на основі розроблених результатів проектувати компоненти модемного обладнання засобів відомчого радіозв'язку. Результати дослідження доцільно використовувати промисловими та науково-дослідними організаціями з метою забезпечення достовірності адаптивних програмованих радіостанцій, функціонуючих за умов впливу навмисних завад.

Дослідження спрямовано на розробку тензорних методів моделювання трафіку, що дозволяють більш ефективно вирішувати завдання телекомунікацій для підвищення характеристик якості функціонування телекомунікаційних мереж. Розроблено вузловий тензорний метод, який дозволив одержати розв'язки мережевих задач моделювання трафіку, у тому числі мультисервісного, k-класами обслуговування. Використання тензорної декомпозиції дозволило забезпечити масштабованість одержаних рішень і спростити їх розв'язання. Запропоновано контурний тензорний метод, який, подаючи телекомунікаційну мережу у вигляді мережі масового обслуговування (МеМО), дозволив одержати оцінки характеристик якості МеМО для різних видів систем масового обслуговування. Одержано рішення завдань вибору конфігурації з'єднань об'єктів складної структури мережі на основі контурного методу декомпозиції. Для розв'язання задач моделювання трафіку з підтримкою характеристик якості одночасно за множиною показників якості обслуговування розроблено тензорний метод контурів і вузлових пар. Одержано розв'язки нелінійних задач моделювання трафіку за допомогою тензорних сплайнів.

Досліджено теоретичні та протокольні рішення щодо багатоадресної та відмовостійкої маршрутизації в мультисервісних телекомунікаційних мережах (TKM). Проаналізовано вимоги, що висуваються до перспективних рішень у сфері багатоадресної та відмовостійкої маршрутизації в мультисервісних ТКМ. Розроблено потокові моделі багатоадресної та відмовостійкої маршрутизації в мультисервісних ТКМ. Запропоновано декомпозиційну модель та ієрархічно-координаційний метод багатоадресної та відмовостійкої маршрутизації у ТКМ. Перевірено адекватність і досліджено ефективність наведених рішень щодо багатоадресної та відмовостійкої маршрутизації в ТКМ.

Розвинуто теоретичні положення, які б надали можливість удосконалити відомі та розробити нові методи розрахунку в одномодовому наближенні смужкових лінійних взаємних пасивних пристроїв (ЛВПП) з метою підвищення ефективності проектування за подальшого числового електродинамічного моделювання й оптимізації засобами системи автоматизованого проектування. Узагальнено підходи щодо проектування класів однотипних смужкових ЛВПП таких, як пристрої фазової та групової затримки сигналу, трансформатори імпедансу, подільники потужності, в тому числі з можливістю реалізації на базі відрізків зв'язаних ліній передачі, та розроблено аналітичні методи розрахунку електричних параметрів елементів як відомих схем, так і запропонованих нових з урахуванням факторів суттєвого впливу на робочі параметри. На основі розвитку теорії симетричних спрямованих восьмиполюсників розроблено аналітичні методи розрахунку з забезпеченням вимог стосовно розподілу сигналу, підвищення рівня спрямованості, габаритів відомих і запропонованих нових варіантів схем смужкових спрямованих відгалужувачів, в тому числі на базі відрізків зв'язаних ліній передачі. Розвинуто теоретичні положення стосовно пристроїв з дискретною зміною стану, на основі яких розроблено аналітичні методи розрахунку багатоканальних променевих перемикачів та дискретних фазообертачів з можливістю врахування еквівалентних параметрів різного типу комутувальних елементів. Розвинено й узагальнено підходи до проектування смужкових ЛВПП з двома робочими смугами частот, на основі чого розроблено нові варіанти таких схем і методів їх розрахунку.