Введение к работе
Актуальность темы. Основной особенностью применения систем передачи данных специального назначения является то, что при их развертыва-нии в силу ряда причин невозможно обеспечить нормальные условия функционирования сточки зрения электромагнитной совместимости с радиоэлектронными средствами, эксплуатирующимися в регионе, а также влияния индустриальных и других помех в спектре электромагнитных волн Возможны также преднамеренные помехи создаваемые системами радиоэлектронного подавления(РЭП) Недостаточный учет реальных условий функционированиесистем передачиданных
С другой стороны, интенсивные процессы стандартизации и унификации аппаратного и программного обеспечения обмена информацией обусловливают экономическую нецелесообразность создания узко специализированных систем радиосвязи.
Одним из наиболее эффективных путей разрешения данного проти
воречия в прастике рассматриваемой предметной области является развитие
методов параметрического синтеза алгоритмов обмена информацией обеспе
чивающих оптимальную настройку стандартных алгоритмовприменительно к
—оГобстГГки состоянием помеховой инс! р
При этом применение известного научно-методического аппарата сопряжено с рядом трудностей, связанных с кглнчественной оценкой эффективности того или иного варианта организации процесса обмена информацией в сетях передачи данных специального назначения (СПД СН) и выбором параметров алгоритмов обмена информацией, обеспечивающих заданное значение показателя эффективности функционирования СПД СН в реально ожидаемой обстановке.
Это связано с тем, что в настоящее время проблема обеспечения помехоустойчивости систем радиосвязи решается в основном за счет синтеза оптимальных методов различения сигналов на фоне помех, а также применения различных способов помехозащиты на физическом уровне функционирования радиосистем. При синтезе алгоритмов обмена информацией основное внимание уделяется проблеме их надежности и выбору компромисса между их эффективностью и величиной ресурса системы необходимого на поддержание их функционирования
Задача обеспечения помехозащищенности систем радиосвязи за счет выбора оптимальных для заданных условий параметров алгоритмов обмена информацией ранее не ставилась. Вследствие этого задача обеспечения помехоустойчивости СПД СН в реальных условиях функционирования решена не полностью.
Цели и основные задачи диссертационной работы. Целью диссертационного исследования является разработка моделей параметрического синтеза эффективных алгоритмов обмена информацией в сложной помеховой обстановке инвариантных к предметным областям функционирования СПД СН.
Для достижения поставленной цели решены следующие научно-
технические задачи:
анализ СПД СН, функционирующих в сложной помеховой обстановке, как объекта моделирования;
выбор и обоснование показателей качества обмена информацией в условиях помех, обеспечивающих оценку помехоустойчивости СПД СН и чувствительных к изменению параметров исследуемых атгоритмов;
формализация задач анализа эффективности алгоритмов обмена информацией и их параметрического синтеза;
разработка аналитической и имитационной модели процесса передачи данных в сложной помеховой обстановке, на базе которых осуществляется выбор и обоснование состава алгоритмов обмена информацией, и обеспечивающие инвариантность функционирования СПД СН в предметных областях;
параметрический синтез алгоритмов обмена информацией в условиях векторных оценок эффективности их функционирования;
разработка программного комплекса, реализующего проведение вычислительного эксперимента;
внедрение результатов работы в процесс проектирования систем
радиосвязи специального назначения.
Методы исследования. В диссертационной работе используются методы. системного анализа, математического моделирования, исследования операций, теории телетрафика, математического программирования и принятия решений.
Научная новизна и практическая ценность работы.
1. Разработана аналитическая модель параметрического синтеза ал
горитмов обмена информацией линии передачи данных с решающей обратной
связью и оконным управлением потоком в условиях воздействия помех (каче
ство функционирования определяется по двум показателям: время задержки и
вероятность потери пакета), разработанная с использованием аппарата теории
массового обслуживания и отличающаяся от известных комплексным учетом
таких параметров алгоритма управления обменом информацией канального
уровня как величина окна передачи кадров, число допустимых повторов пере
дачи кадр.?, величина тайм-аута процедуры квитирования, а также таких пара
метров помеховой среды как характеристики потока помех, распределения
мощности помех, распределения видов помех, характеристики потоков сбоев
аппаратуры линии передачи данных.
2. Разработана имитационная, параметрически настраиваемая на
структуру сети передачи данных, параметры среды генерации и помеховой
среды в районе дислокации АСУ СН, модель параметрического синтеза сете
вых алгоритмов обмена информацией в СПД СН, отличающаяся от известных
тем, что в ней комплексно учтены характеристики коммутационных узлов и
особенности реализуемых на них протоколоп сетевого уровня, характеристики
линий передачи данных и особенности протоколов канального уровня и позво-
ляющая проводить исследования эффективности различных вариантов алго
ритмов обмена информацией СПД СН, функционирующей в сложной помехо
вой обстановке.
3. Разработана модель выбора рациональных параметров алгоритмов обменом информацией СПД СН, отличающаяся от известных во-первых, решением многокритериальной задачи выбора значений окна передачи кадров, величины тайм-аута и допустимого числа повторов передачи кадров алгоритмов канального уровня, во-вторых решг --., задачи выбора параметров алгоритма маршрутизации использующего для выбора маршрутов передачи информации одновременно два критерия минимум потерь и минимум задержек а также рекомендации по использованию а.чгоритмов обмена информацией в СПД СН функцион^^^^
Практическая значимость работы состоит в разработке программного комплекса параметрического синтеза алгоритмов обмена информацией, ко-торый может использоваться в предметных областях САПР, проецирования АСУ и СПД СН; внедрении научных результатов диссертационного исследования в научно-исследовательский и учебный процесс.
Апробация работы. Основные результаты исследований, выполненных по теме диссертации, докладывались и обсуждались на следующих Всероссийских и межвузовски научно-практических конференциях-. "Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве" (г. Нижний Новго-род 1999 г.У "Проблемы внедрения новых информационных технологий в жизнедеятельность военного ВУЗа" (г Тамбов 1999 г ); "Актуальные проблемы информационного мониторинга" (г Воронеж 1998 г); Воронежской весенней магматической школеТ^ягинские чтения - X" (г Воронеж 1999 г ) н учно^праическ х ^^ЦіТвТ^п^^ 1Zt^МbT?^^ Bоdo ж 1W8 1999 2000 г РезульГГпаботы представлялись на Z^ пенГи обсуждение научно^ гомодёлироваш'Гин^^^^
Публикации. Результаты проведенных исследований отражены в 2 отчетах о НИР, в 7 статьях, атакже докладывались на 11 научных конференциях и опубликованы в 10 тезисах докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы -165 страниц Список литературы содержит 89 наименований отечественной и 1 зарубежной литературы.