Моделі і методи підвищення якості зв’язку в безпроводових телекомунікаційних системах на основі формування паралельних інформаційних потоків

Abstract

UA: Нікітін С.О. Моделі і методи підвищення якості зв’язку в безпроводових телекомунікаційних системах на основі формування паралельних інформаційних потоків. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 – телекомунікаційні системи та мережі. – Український державний університет залізничного транспорту, Харків, 2016. В дисертаційній роботі вирішується актуальна науково-технічна задача – розробка методів і моделей підвищення ефективності роботи телекомунікаційних систем з радіо доступом в умовах дії потужних електромагнітних завад для підвищення якості наданих послуг. Мета роботи – підвищення якості обслуговування в телекомунікаційних системах за показником пропускної здатності шляхом вдосконалення моделей і методів формування паралельних інформаційних потоків. У дисертаційній роботі вперше розроблено комбінований метод множинного доступу в мережах радіодоступу, який дозволяє підвищити пропускну здатність телекомунікаційної мережі в умовах дії потужних завад. Сутність методу полягає у тому, що базові станції формують багатопроменеві канали зв’язку, та для кожного користувача за його запитом створюють тимчасовий канал зв’язку у відповідному вузьконаправленому промені, попередньо визначивши місце розташування користувача. Розроблено метод управління просторовим виділенням каналів у мережах радіодоступу, який відрізняється від існуючих тим, що за запитом користувачів цифрова антенна решітка базової станції формує кожному з них вузьконаправлений промінь, що дозволяє зменшити кількість променів для обслуговування користувачів. Запропоновано модель управління просторовим виділенням каналів у мережах з радіодоступом, новизна якої полягає у тому, що за запитом користувачів цифрова антенна решітка базової станції формує кожному з них вузько спрямований промінь. Розроблено математичну модель оцінки поточної пропускної здатності телекомунікаційної мережі та стану її компонентів на основі просторового розділення користувачів. Запропонована модель дозволяє виконати оцінку впливу завад на швидкість передачі інформації у пакетних системах передачі даних, оцінити характеристики бездротового середовища передачі даних та надати бездротовому пристрою можливість динамічно змінювати параметри MAC-рівня в залежності від зміни параметрів середовища. Запропоновано метод оптимізації довжини інформаційного пакету передачі інформації у бездротових мережах при дії завад. Відмінність від існуючих полягає у тому, що оптимальна довжина переданого пакету формується в залежності від рівня завад і типу модуляції, що дозволяє підвищити швидкість передачі інформації, пропускну здатність мережі та якість обслуговування в цілому. Новизна отриманих результатів підтверджується відсутністю розроблених моделей та методів в існуючих технологіях забезпечення вимог QoS в телекомунікаційних системах. Методи і моделі, розроблені в ході виконання дослідження, були перевірені за допомогою імітаційного комп'ютерного моделювання. Розроблений метод оптимізації довжини пакета був використаний при створенні регіональної програмно-апаратної системи моніторингу грозової обстановки. Наукові і практичні результати дисертаційної роботи доцільно використовувати при проведенні науково-дослідних та інженерно- конструкторських робіт з метою підвищення пропускної спроможності бездротових телекомунікаційних систем. EN: Nikitin S.A. Models and methods for improving the quality of communication in wireless telecommunications systems based on the formation of parallel information flows. – Manuscript. The dissertation on competition of an academic degree of Technical Sciences Candidate in the specialty 05.12.02 – Telecommunication systems and networks. – Ukrainian State University of Railway Transport, Kharkiv, 2016. The thesis deals with actual scientific and technical problem - the development of methods and models for increasing the efficiency of telecommunication systems with wireless access in conditions of strong electromagnetic interference to improve the quality of services provided. The purpose of the work is improving the quality of service in telecommunication systems in terms of capacity by improving the models and methods of formation of parallel information flows. It was developed a new combined multiple access technique, the novelty of which is that the base stations form a multipath channels. For user’s request is determined his location and a temporary channel in the corresponding narrowly focused beam is created. A new method of optimizing the size of the fragment of information transmitted under the influence of noise was proposed. The optimal length of the fragment depends on the interference level and modulation type. This allows you to increase the speed of information transmission, bandwidth and quality of service as a whole. 24 Model was developed for the assessment of any component of the network and the telecommunications network bandwidth. The model allows reduce the time of data transmission, the size of service traffic by taking into account the current state of the environment and forecasting its changes. This allows to provide load balancing of communication channels and to improve the overall level of QoS. The methods and models developed in the research were verified by computer simulation. The developed method for optimizing the length of the package was used in the software and hardware of a regional thunderstorm environment monitoring system. Scientific and practical results of the thesis can be used in carrying out research and engineering design works to increase the capacity of wireless communications systems.