Автореферат (1154394), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для решения поставленных в работе задачиспользовались методы дискретной математики и теории графов, теориивероятностей, теории марковских случайных процессов, теории массовогообслуживания и математической теории телетрафика. Построение моделиобслуживания одноадресного и многоадресного трафика проведено сиспользованием теории обратимых марковских процессов. Модели с пороговымуправлением входящим потоком построены в виде однолинейных СМО сгрупповым поступлением заявок, а также поллинговых систем с несколькимиочередями и различными дисциплинами обслуживания очередей.
Анализмоделей одноранговых сетей проведен с помощью аппарата дискретных ц.м. иимитационного моделирования методом Монте-Карло. Наконец, построениемоделей взаимодействия беспроводных устройств выполнено с использованиемметодов стохастической геометрии.Научная новизна работы состоит в следующем.1. Построена новая модель мультисервисной сети на базе двух моделейобслуживания многоадресного трафика и на ее основе разработанрекурсивный алгоритм для расчета вероятностных характеристик моделимультисервисной сети с одноадресными и многоадресными соединениями.2.
Разработан метод оценки времени установления соединений вмультисервисных сетях, основанный на моделях экспоненциальных,неэкспоненциальных СеМО и многофазных СМО. Ранее комплекс моделей свозможностью расчета квантиля времени установления соединения для3оценки времени установления соединений в мультисервисных сетях неприменялся.3. Разработаны методы анализа показателей эффективности сервера протоколаустановления сессий в условиях перегрузок на базе моделей СМО споллингом и СМО с гистерезисным управлением нагрузкой. Ранее ниполлинг с пороговым управлением, ни гистерезисное управление неприменялись при построении моделей сервера протокола установлениясессий.4. Разработан метод анализа показателей эффективности одноранговойпиринговой сети с потоковым трафиком на базе новой модели буферизацииданных, включающей формальное описание стратегии загрузки данных,временные задержки доставки данных, вероятности подключения иотключения пользователей, их местоположение и суточную активность.5.
Разработан метод анализа плотности отношения сигнал/интерференция дляпары и нескольких устройств в одноранговой беспроводной сетивзаимодействующих устройств на базе модели стохастической геометрии. Вотличие от известных, новый метод применим для различных распределенийрасстояний между взаимодействующими устройствами.Основные положения работы, выносимые на защиту.1. Построенные марковские модели мультисервисных сетей, учитывающиенаряду с трафиком одноадресных соединений многоадресный трафик, а вбеспроводных сетях - трафик межмашинных взаимодействий, идопускающиемультипликативноерешениедлястационарногораспределения, позволяют разрабатывать методы анализа и расчетавероятностных характеристик на базе рекурсивных алгоритмов.2. Разработанные методы, основанные на моделях неоднородныхэкспоненциальных СеМО, однородных неэкспоненциальных СеМО имногофазных СМО с фоновым трафиком на фазах системы, применимы дляоценки времени установления соединений в мультисервисных сетях, в т.ч.для услуг мультимедийной подсистемы.3.
Построенная двухпотоковая поллинговая модель с пороговым управлениемочередью приоритетных сообщений применима для анализа показателейэффективности управления перегрузками сервера протокола установлениясессий в условиях приоритизации обработки сообщений. Показано, чтопреимущество по критерию вероятности пребывания сервера в множествесостояний перегрузки имеет исчерпывающая дисциплина.4. Построенная модель СМО с гистерезисным двухпороговым управлениемвходящим потоком применима для анализа механизма управленияперегрузками сервера протокола установления сессий. Модель позволяетвычислять показатели эффективности управления – вероятность блокировки4и характеристики случайной величины (с.в.) времени выхода сервера изсостояния перегрузки.5.
Построенная в виде ц.м. модель буферизации данных в одноранговой сети спотоковым трафиком применима для расчета вероятности всеобщейпередачи и вероятности непрерывного воспроизведения видеопотока.Показано, что полученная на базе модели экспоненциальной СеМОаппроксимация нормальным законом дает метод расчета вероятностивсеобщей передачи в сети вещательного телевидения с учетом популярностиканалов.6. Построенная модель одноранговой сети с потоковым трафиком показываетсуществование субоптимальной стратегии выбора группы соседей иоптимальной стратегии выбора порции данных, совместное применениекоторых увеличивает вероятность непрерывного воспроизведения. Модельучитываетгеографическоеположениеисуточнуюактивностьпользователей, а также две стратегии загрузки - разбиения пользователей нагруппы соседей и выбора порции данных.7.
Разработанный на основе модели стохастической геометрии метод длярасчета плотности отношения сигнал/интерференция в одноранговой сетибеспроводных взаимодействующих устройств позволяет оценить этотпоказатель для пары и нескольких взаимодействующих устройств.Личный вклад. Результаты диссертационной работы получены авторомсамостоятельно, математические модели, методы анализа и вычислительныеалгоритмы разработаны при его преобладающем участии или под его научнымруководством.Направленияисследованийдиссертационнойработы,формулировки проблем и постановки задач обсуждались с научнымконсультантом проф. К.Е. Самуйловым и с заслуженным деятелем науки РФпроф. Г.П.
Башариным, что отражено в совместных публикациях, в которыхосновные результаты и их доказательства принадлежат диссертанту.Теоретическая и практическая значимость. В диссертационной работесделан вклад в теоретические основы методов исследования мультисервисныхсетей в виде комплекса вероятностных моделей, моделей теории систем и сетеймассового обслуживания и моделей математической теории телетрафика, атакже моделей стохастической геометрии, предназначенных для анализа,расчета и оценки ключевых показателей эффективности.
С целью широкогоприменения полученных результатов в научно-исследовательских, проектныхорганизациях и в телекоммуникационных компаниях на основаниитеоретических исследований разработаны алгоритмы и программные средствадля расчета важнейших для планирования сетей показателей качестваобслуживания и показателей качества восприятия пользователей.
На отдельныемодули программных средств получены свидетельства о государственнойрегистрации.5Результаты диссертационной работы легли в основу учебно-методическихкомплексов для лекционных курсов, постановок задач для выпускных работбакалавров по направлениям подготовки 010200.62 «Математика икомпьютерные науки» и 010400.62 «Прикладная математика и информатика»,магистерских диссертаций по специализации «Теория вероятностей иматематическая статистика» и кандидатских диссертаций по специальности05.13.17 «Теоретические основы информатики» на кафедре прикладнойинформатики и теории вероятностей факультета физико-математических иестественных наук РУДН.Часть результатов диссертационной работы получена при выполнении рядакрупных научно-исследовательских проектов, где автор диссертационнойработы являлась руководителем и исполнителем, в том числе, приисследованиях по грантам РФФИ, РНФ, а также НИР, выполняемых поприоритетным научным направлениям в РУДН.Достоверность полученных результатов подтверждается математическикорректными выводами и доказательствами теорем и других утверждений,корректностью разработанных математических моделей, их адекватностью поизвестным критериям оценки исследуемых информационных процессов вмультисервисныхсетях,использованиемизвестныхположенийфундаментальных методов, соответствием полученных теоретическихрезультатов данным вычислительного эксперимента и опубликованнымиданными о показателях эффективности исследуемых систем, а также срезультатами исследований других авторов.Соответствие паспорту специальности.
Диссертационное исследованиевыполнено в соответствии с паспортом специальности 05.13.17 «Теоретическиеосновы информатики» и включает оригинальные результаты в областиисследования информационных процессов и требований их пользователей кпоказателям эффективности, в области разработки моделей информационныхпроцессов в мультисервисных сетях, разработки общих принципов организациителекоммуникационных систем и оценки их эффективности.
Таким образом,диссертационное исследование соответствует следующим разделам паспортаспециальности 05.13.17 «Теоретические основы информатики»:1. Исследование, в том числе с помощью средств вычислительной техники,информационных процессов, информационных потребностей коллективныхи индивидуальных пользователей.2. Исследование информационных структур, разработка и анализ моделейинформационных процессов и структур.13. Общие принципы организации телекоммуникационных систем и оценки ихэффективности.Апробация работы. Основные положения диссертационной работы былипредставлены и обсуждались на следующих конгрессах, конференциях и6семинарах:Всероссийская научная конференция факультета физикоматематических наук РУДН, Москва, 2002-2010 гг.; Всероссийская конференция«Информационно-телекоммуникационныетехнологиииматематическоемоделирование высокотехнологичных систем», Москва; 2011-2016 гг.; InternationalIEEE Conference Eurocon 2009, St.Petersburg, 2009; International Conference on NextGeneration Wired/Wireless Networking NEW2AN, St.Petersburg, 2009-2016;International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control SystemsICUMT, Moscow, 2010, St.Petersburg, 2012, 2014; European Conference on Modellingand Simulation ECMS, Koblenz, 2012, Aalesund, 2013, Brescia, 2014, Albena, 2015,Regensburg, 2016; Международная конференция «Распределенные компьютерные ителекоммуникационные сети: теория и приложения» DCCN, 2010, 2013, 2015; XIIВсероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ, Москва, 2014;Международнаянаучно-практическаяконференция«Современныеинформационные технологии и ИТ-образование», Москва, ВМиК МГУ, 2011-2015;Международная конференция «Теория вероятностей и ее приложения»,посвященная 100-летию со дня рождения Б.В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
