vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2020-65-1-117-128vestift-587Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫINFORMATION TECHNOLOGIES AND SYSTEMSСинтез беспроводной телекоммуникационной сети с адаптацией к отказам узловых элементов средней и высокой интенсивностиSynthesis of wireless telecommunication network with adaptation to refusals of central elements of average and high intensityКругликовС. В.KruglikovS. V.

Кругликов Сергей Владимирович – доктор военных наук, кандидат технических наук, доцент, заместитель генерального директора по научной и инновационной работе

Sergey V. Kruglikov – D. Sc. (Military), Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Deputy Director General for Scientific and Innovative Work

6, Surganov Str., 220012, Minsk

kruglikov_s@newman.bas-net.byЗализкоА. Ю.ZalizkaA. Yu.

Зализко Александр Юрьевич – научный сотрудник, научно-исследовательская лаборатория системных проектов научно-исследовательской части

Aliaksandr Yu. Zalizka – Researcher of the Scientific-Research Part

220, Nezavisimosti Ave., Minsk

turbostok@tut.byОбъединенный институт проблем информатики Национальной академии наук БеларусиUnited Institute of Informatics Problems of the National Academy of Sciences of BelarusВоенная академия Республики БеларусьMilitary Academy of the Republic of Belarus202006042020651117128Copyright © Кругликов С.В., Зализко А.Ю., 20202020Кругликов С.В., Зализко А.Ю.Kruglikov S.V., Zalizka A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/587

Рассмотрена методика синтеза беспроводной цифровой сети связи с пакетной коммутацией, обеспечивающей передачу видеосообщений реального масштаба времени между элементами многофункциональной информационно-управляющей системы в условиях высокой интенсивности отказов узловых элементов. В качестве концептуальной модели телекоммуникационной сети принята сеть смешанной структуры, которая включает многофункциональные устройства, построенные на основе стандартов широкополосного радиодоступа с коммутацией пакетов и двумя взаимосвязанными уровнями сетевого взаимодействия элементов (локальным и магистральным). Методика синтеза беспроводной сети основывается на многоуровневой комбинированной адаптации телекоммуникационной сети в условиях отказов узловых элементов, основной задачей которой является рациональное изменение параметров, функций сетевых элементов в тесной взаимосвязи с целенаправленным преобразованием структуры подсетей телекоммуникационной системы. Основная цель проведения комбинированной адаптации сети заключается в достижении необходимой пропускной способности системы связи в зависимости от интенсивности отказов узловых элементов. Свойства многоуровневой адаптации исследовались в процессе осуществления комбинированного (структурно-параметрического) синтеза с использованием агрегативного подхода моделирования сложных технических систем. Эффективность указанной методики подтверждается результатами проведенного имитационного эксперимента с использованием ранее полученной агрегативной модели беспроводной сети передачи данных с коммутацией пакетов. Экспериментальные данные, полученные при натурном исследовании сетей широкополосной радиосвязи на основе стандартов 802.11b/g/n, показали, что время обработки пакетов сообщения зависит от использования существующих способов адаптации. В частности, применение эффективных алгоритмов адаптации (как параметрических, так и структурных) позволит сократить время нахождения информационных данных (пакетов) в широкополосных устройствах связи в несколько раз и тем самым обеспечить требуемую пропускную способность сети, функционирующей в условиях отказов узловых элементов.

A technique of synthesis of a wireless digital communication network with package switching, providing transfer of video messages of real time scale between elements of multipurpose information-operating system in conditions of high failure rate of central elements, is considered. As conceptual model of a telecommunication network – the network of the mixed structure, including multipurpose devices, constructed on the basis of standards of a broadband radio access with switching of packages and two interconnected levels of network interaction of elements (local and main) is accepted. The technique of synthesis of a wireless network is based on the multilevel, combined adaptation of a telecommunication network in the conditions of refusals of central elements, which primary goal is rational change of parameters, functions of network elements in close interrelation with purposeful transformation of structure of telecommunication system subnetworks. The main objective of carrying out the combined adaptation of the network consists in achievement of necessary throughput of communication system depending on degree of failure rate of central elements. Properties of multilevel adaptation were investigated in the course of realization of the combined (structurally-parametrical) synthesis with use of the aggregate approach of modelling of difficult technical systems. Efficiency of the specified technique is proven by the results of the imitating experiment with use of the aggregate model of a wireless network of data transmission with switching of packages, obtained previously. The experimental data, received at natural research of networks of a broadband radio communication on the basis of standards 802.11 b/g/n, have shown, that time of processing of packages of a message essentially depends on use of existing ways of adaptation. In particular, application of effective algorithms of adaptation (both parametrical and structural) will allow to reduce the time of finding of details (packages) in broadband communication devices by several times and, thereby, to provide demanded throughput of the network functioning in the conditions of refusals of central elements.

беспроводная телекоммуникационная сетькоммутация пакетов сообщенийкомбинированная адаптацияагрегативная модельструктурно-параметрический синтезимитационный экспериментwireless telecommunication networkmessage packet switchingcombined adaptationaggregative modelstructural-parametric synthesissimulation experimentReferencesЗализко, А. Ю. Адаптация систем широкополосного абонентского радиодоступа военного назначения / А. Ю. Зализко, И. В. Филипченко // Наука и воен. безопасность. – 2013. – № 4. – С. 22–28.Zalizko A. Yu., Filipchenko I. V. Adaptation of military broadband subscriber radio access systems. Nauka i voennaya bezopasnost’ [Science and Military Security], 2013, no. 4, pp. 22–28 (in Russian).Зализко, А. Ю. Математическая модель перспективной военной системы широкополосного радиодоступа / А. Ю. Зализко // Вестн. Воен. акад. Респ. Беларусь. – 2014. – № 3. – С. 86–97.Zalizko A. Yu. Mathematical model of perspective military system of broadband radio access. Vestnik Voennoi akademii Respubliki Belarus’ [Bulletin of the Military Academy of the Republic of Belarus], 2014, no. 3, pp. 86–97 (in Russian).Бусленко, Н. П. Моделирование сложных систем / Н. П. Бусленко. – М.: Наука, 1978. – 400 с.Buslenko N. P. Simulation of Complex Systems. Moscow, Nauka Publ., 1978. 400 p. (in Russian).Григорьев, В. А. Передача сигналов в зарубежных информационно-технических системах / В. А. Григорьев. – СПб.: ВАС, 1998. – 440 с.Grigor’ev V. A. Signal Transmission in Foreign Information Technology Systems. St. Petersburg, VAS Publ., 1998. 440 p. (in Russian).Разгуляев, Л. Перспективные мобильные адаптивные сети передачи информации для СВ США / Л. Разгуляев // Зарубеж. воен. обозрение. – 2008. – № 1. – С. 35–39.Razgulyaev L. Promising mobile adaptive information transmission networks for the United STATES. Zarubezhnoe voennoe obozrenie [Foreign Military Review], 2008, no. 1, pp. 35–39 (in Russian).Демин, В. Е. Боевое применение разнородных сил и средств РЭБ в общевойсковом бою / В. Е. Демин, И. И. Королев // Воен. мысль. – 2012. – № 2. – С. 34–40.Demin V. E., Korolev I. I. Combat use of heterogeneous forces and means of EW in combined arms combat. Voennaya mysl’ = Military Thought, 2012, no. 2, pp. 34–40 (in Russian).Математическая модель беспроводной сети передачи данных динамической информационно-управляющей системы / С. В. Кругликов [и др.] // Развитие информатизации и государственной системы научно-технической информации: сб. тез. XVII Междунар. науч.-техн. конф. (РИНТИ-2018), Минск, 20 сент. 2018 г. – Минск, 2018. – С. 291–297.Kruglikov S. V., Filipchenko I. V., Zalizko A. Yu., Lazarenko V. E. Mathematical model of wireless data transmission network of dynamic information management system. Razvitie informatizacii i gosudarstvennoi sistemy nauchno-tekhnicheskoi informacii: sb. tez. XVII Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. (RINTI-2018), Minsk, 20 sent. 2018. [Development of Informatization and the State System of Scientific and Technical Information: Abstracts of the XVII International Scientific and Technical Conference (RINTI-2018), Minsk, 20 Sept. 2018]. Minsk, 2018, pp. 291–297 (in Russian).Кругликов, С. В. Экспериментальные исследования подвижной сети широкополосного радиодоступа / С. В. Кругликов, А. Ю. Зализко // Информационно-измерительные и управляющие системы. – 2017. – № 1. – С. 26–34.Kruglikov S. V., Zalizko A. Yu. Experimental studies of the mobile broadband radio access network. Informacionno-izmeritel’nye i upravlyayushchie sistemy [Information-Measuring and Control Systems], 2017, no. 1, pp. 26–34 (in Russian).Григорьев, В. А. Сети и системы радиодоступа / В. А. Григорьев. – М.: Эко-Трендз, 2005. – 384 с.Grigor’ev V. A. Radio Access Networks and Systems. Moscow, Eko-Trendz Publ., 2005. 384 p. (in Russian).Основы построения систем и сетей передачи информации: учеб. пособие для вузов / В. В. Ломовицкий [и др.]. – М.: Горячая линия, 2005. – 382 с.Lomovitskii V. V., Mikhailov A. I., Shestak K. V., Shchekotikhin V. M. Bases of Construction of Systems and Information Transfer Networks. Moscow, Goryachaya liniya Publ., 2005. 382 p. (in Russian).Трубецков, Д. И. Введение в теорию самоорганизации открытых систем / Д. И. Трубецков, Е. С. Мчедлова, Л. В. Красичков. – М.: Физматлит, 2005. – 221 с.Trubeckov D. I., Mchedlova E. S., Krasichkov L. V. Introduction to the Theory of Self-Organization of Open Systems. Moscow, Fizmatlit Publ., 2005. 221 p. (in Russian).Вентцель, Е. С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения: учеб. пособие для вузов / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. – М.: Высш. шк., 2000. – 480 с.Ventcel’ E. S., Ovcharov L. A. Probability Theory and Its Engineering Applications. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 2000. 480 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.