Метод підвищення пропускної здатності епізодичних радіомереж з управлінням положенням телекомунікаційних аероплатформ

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 – телекомунікаційні системи та мережі. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2012. Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої науково-технічної задачі, яка полягає у розробці методу підвищення пропускної здатності епізодичних радіомереж з управлінням положенням телекомунікаційних аероплатформ в умовах швидкого та непередбачуваного переміщення мобільних абонентів. Відмінність розробленого методу від відомих полягає в тому, що вперше запропоновано об’єднати в єдину обчислювальну процедуру математичні моделі оцінки структурно-функціональної зв’язності мобільних абонентів та удосконалений алгоритм пошуку квазіоптимального положення телекомунікаційних аероплатформ. Застосування розробленого методу дозволяє оперативно підвищувати пропускну здатність мережі на 10-12% у порівнянні з існуючими методами. Відхилення квазіоптимальних рішень від оптимальних, отриманих методом повного перебору, не перевищує 5-7%.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.12.02 – телекоммуникационные системы и сети. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2012. Диссертационная работа посвящена решению важной научно-технической задачи, которая состоит в разработке метода повышения пропускной способности эпизодических радиосетей (ЭРС) с управлением положением телекоммуникационных аэроплатформ в условиях быстрого и непредсказуемого перемещения мобильных абонентов. Анализ методов повышения пропускной способности ЭРС с управлением положением ТА показал, что предложенные на сегодня методы и модели, которые закладываются в систему управления топологией (местоположением) телекоммуникационных аэроплатформ, решают только частные задачи обеспечения геометрической связности несвязанных компонентов сети, не учитывая ограничения емкости канальных ресурсов, распределения нагрузки и обслуживания пакетов в узлах сети. Также большинство методов решают лишь статические задачи, не учитывая величину и характер мобильности абонентов, а также маневренность БПЛА, а значит, подлежат усовершенствованию. В работе предложен новый метод повышения пропускной способности эпизодических радиосетей с управлением положением телекоммуникационных аэроплатформ. Отличие разработанного метода от существующих состоит в том, что впервые предложено объединить в единую вычислительную процедуру математические модели оценки структурно-функциональной связности мобильных абонентов и усовершенствованный алгоритм поиска квазиоптимального положения телекоммуникационных аероплатформ. Суть усовершенствования алгоритма состоит в том, что удалось избежать полного перебора вариантов размещения телекоммуникационных аэроплатформ благодаря использованию предварительно разработанной совокупности правил отбора вариантов такого изменения связности сети, которые повышают ее пропускную способность, а также снижают время вычислений. Это позволяет достигать близких к экстремальным значения пропускной способности в условиях быстрого и непредсказуемого перемещения мобильных абонентов. Средний выигрыш от применения предложенного метода составляет порядка 10-12% в сравнении с существующими методами. Результаты моделирования свидетельствуют, что время получения решения составляет порядка единиц-десятков секунд в отличии от десятков минут для метода полного перебора, что при средней длительности связности между МА 5 мин, позволяет осуществлять управление положением БПЛА в режиме реального времени. Отклонение квазиоптимальных решений от оптимальных, полученных методом полного перебора, не превышает 5-7%.

The dissertation on competition of a scientific degree of candidate of technical sciences on speciality 05.12.02 – telecommunication systems and networks. – National Technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute", Kyiv, 2012. The thesis is devoted to the important scientific and technical task, which is to develop a method of increasing wireless ad-hoc networks throughput with the placement control of telecommunication aerial platforms in view of the rapid and unpredictable movement of mobile subscribers. The difference of developed method from existing is that first proposed to combine mathematical models of connectivity estimation and quality of service of mobile subscribers, as well as an advanced search algorithm of quasi-optimal placement of telecommunication aerial platforms, into a single computational procedure. Application of the method allows to increase the network throughput to 10-12% in comparison with existing methods. Deviations of sub-