автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Методы повышения эффективности использования ресурсов геостационарных сетей спутниковой связи

На правах рукописи

КАЩЕЕВ Алексей Анатольевич

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ СЕТЕЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

05.13.13 - «Телекоммуникационные системы и компьютерные сети» 05.12.13 - «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань-2009

003466290

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Рязанский государственный радиотехнический университет» на кафедре радиотехнических систем и филиале ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» - «ОКБ «Спектр».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кошелев Виталий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Куприянов Александр Ильич

доктор технических наук, профессор Шибанов Александр Петрович

Ведущая организация: ООО «Научно-производственная фирма «Гейзер», г. Москва

Защита диссертации состоится 29 апреля 2009 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.211.02 при Рязанском государственном радиотехническом университете по адресу: 390005, г. Рязань, ул. Гагарина, 59/1, аудитория 235.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «25 » а^ръ^ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Создание единого информационного пространства сопровождается бурным азвитием геостационарных сетей спутниковой связи (далее - сеть спутниковой вязи), значительный вклад в исследование которых внесли как отечественные [еные - Зубарев Ю.Б., Кукк К.И., Кантор Л.Я., Шахгильдян В.В., Варакин Л.Е., орофеев В.М. и др., так и зарубежные - Спилкер Д., Прокис Д., Мидлтон Д., айнстен Л., Голомб С. и др.

Постоянное увеличение информационных потоков и потребителей инфор-ации приводит к необходимости расширения сети спутниковой связи, которое граничивается высокой стоимостью земных станций спутниковой связи (далее — емная станция) с одной стороны, и дороговизной аренды частотно-нергетического ресурса (далее - ресурс) геостационарного спутника-етранслятора (далее - спутник-ретранслятор) - с другой.

Решению приведенной проблемы посвящены работы Егорова Н.В., Кантора .Я., Талызина Н.В., Томского B.C., Федорова Д.А., где рассматривается вопрос птимального выбора параметров земных станций по критерию минимизации тоимости комплекта «передатчик - антенный пост» при заданных технических ебованиях к сети спутниковой связи. Однако здесь оптимизируемая математи-еская модель не учитывает ряд параметров, присущих сетям спутниковой связи юследнего поколения в целом:

- характеристики протоколов передачи информации (объем информацион-IX кадров, соотношение полезной и служебной информации в кадре, механизмы

ередачи информации и т.д.);

- вид помехоустойчивого кодирования;

- скорость помехоустойчивого кодирования;

- тип передаваемой информации (голосовая информация и данные);

- вероятность ошибки передаваемой информации;

- число абонентских источников земных станций (телефонные аппараты, 1ерсональные электронно-вычислительные машины);

- кратность фазовой манипуляции сигналов,

то сопровождается неточностью полученных результатов. Также, согласно ос-овным принципам системного анализа о единстве оптимизируемой системы, редлагается в качестве критерия оптимизации использовать стоимость владения етью, который учитывает суммарные затраты как на оборудование земных стан-ий, так и на аренду ресурса спутника-ретранслятора.

Таким образом, в условиях ограниченного финансирования бюджетных ор-анизаций, в интересах которых создаются многие современные сети спутниковой вязи, актуальной является задача оптимального выбора параметров сети по кри-ерию минимизации стоимости ее владения при заданных технических требова-иях.

Цель работы

Целью работы является повышение эффективности использования частотных и энергетических ресурсов геостационарных сетей спутниковой связи.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- разработана методология технико-экономической оптимизации выбора параметров сетей спутниковой связи;

- проведен анализ и выбор методов цифрового спектрального анализа для оценки телефонной нагрузки голосового трафика;

- разработана математическая модель сети спутниковой связи передачи голосовой информации1;

- разработана математическая модель сети спутниковой связи передачи данных;

- математически сформулирована и решена задача технико-экономической оптимизации выбора параметров сетей спутниковой связи передачи голосовой информации и передачи данных при заданных ограничениях на внешние параметры модели сети.

Методы исследования

В работе широко применялись математические методы теории массового обслуживания, цифрового спектрального анализа, математической статистики, вычислительной математики, нелинейного программирования. Приведенные теоретические методы сочетались с экспериментальными исследованиями на ПЭВМ в среде MatLab.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель сети спутниковой связи передачи голосовой информации, учитывающая влияние объема кадра протокола канального уровня FrameRelay и обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности сети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 10'6;

- разработана математическая модель сети спутниковой связи передачи данных, учитывающая влияние информационных характеристик протокола транспортного уровня TCP и обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности сети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 4* ИГ6;

- получены алгоритмы оптимального выбора внутренних параметров математических моделей сетей спутниковой связи по критерию минимизации стоимости владения сетью, обеспечивающие возможность повышения информационной эффективности сети спутниковой связи передачи голосовой информации на 24 %

1 Здесь и далее по тексту под голосовой информацией понимается речевая информация.

и данных - на 3,5 % при вероятностях ошибки передаваемой информации 10"6 и 4* Ю"6 соответственно.

Практическая ценность работы

Результаты диссертационной работы нашли практическое применение в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах на создание систем спутниковой связи в интересах Министерства обороны Российской Федерации в Федеральном государственном унитарном предприятии "Особое конструкторское бюро "Спектр" (ФГУП "ОКБ "Спектр").

Представленные в работе математические выражения и алгоритмы могут применяться на этапах эскизного и технического проектирования сетей спутниковой связи с целью минимизации стоимости владения последних при прочих равных технических условиях.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. Научно-техническая конференция "Методы и устройства формирования сигналов в информационных системах", г. Рязань, 2004.

2. 30-я межвузовская научно-практическая конференция "Информационно-телекоммуникационные технологии", г. Рязань, 2004.

3. Всероссийский научно-практический семинар "Сети и системы связи", г.Рязань, 2005.

4. Научная сессия МИФИ "Компьютерные науки. Информационные технологии", г. Москва, 2005.

5. 14-я международная научно-техническая конференция "Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций", г. Рязань, 2005.

6. Научная сессия МИФИ "Компьютерные науки. Информационные технологии", г. Москва, 2006.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 работ. Из них 3 статьи в научных печатных изданиях, рекомендованных ВАК России, 1 статья в межвузовском сборнике научных трудов, 11 тезисов докладов на конференциях.

Объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 117 наименований и 3 приложений. Диссертация содержит 129 страниц, в том числе 11 таблиц и 67 рисунков.

Основные положения, выносимые на защиту

На защиту диссертации выносятся следующие положения:

- математическая модель сети спутниковой связи передачи голосовой информации, учитывающая влияние объема кадра протокола канального уровня FrameRelay и обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности сети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 10"6;

- математическая модель сети спутниковой связи передачи данных, учитывающая влияние информационных характеристик протокола транспортного уровня TCP и обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности сети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 4*10"6;

- алгоритмы оптимального выбора внутренних параметров математических моделей сетей спутниковой связи по критерию минимизации стоимости владения сетью, обеспечивающих возможность повышения информационной эффективности сети спутниковой связи передачи голосовой информации на 24 % и данных -на 3,5 % при вероятностях ошибки передаваемой информации 10"6 и 4*10"6 соответственно.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, определены новизна и практическая значимость работы.

В первой главе приводятся основные сведения о геостационарной сети спутниковой связи (классификация, топологии построения, методы многостанционного доступа к спутнику-ретранслятору, обобщенная структурная схема земной станции, модель взаимодействия открытых систем и ее протоколы, основные энергетические зависимости линии спутниковой связи).

В соответствии с основными принципами системного подхода разработана методология технико-экономической оптимизации сети спутниковой связи (рис.1).

Рисунок 1 - Методология технико-экономической оптимизации сети спутниковой связи

На первом этапе определены внешние параметры модели сети спутниковой вязи У = [С^, Сц, , Рр, И, ] и ограничения общего вида на пропускную

пособность линии спутниковой связи, вероятность ошибки передаваемой ин-^ ормации и количество абонентов земной станции:

^ =

г

С = С ,с = с

Узад Л Л

зад

Р.. * Р..

V и

зад

Р .. * Р ..

1> Р

(1)

зад

N = N

зад

де С , С - пропускная способность линии спутниковой связи от /-й земной

V Л

танции ку'-й и оту'-й земной станции к /-й соответственно; р , р - вероятность

У Л

шибки передаваемой информации от ¡'-й земной станции к у'-й и от у'-й земной танции к /'-й соответственно; N - количество абонентов, подключенных к /-й

емнои станции.

В качестве критерия оптимизации сети спутниковой связи определена стои-ость владения сетью С2, целевая функция которой состоит из стоимости обору-

овакия земных станций и аренды ресурса спутника-ретранслятора:

' м п

ЕСС^+С/.Г)

Ст = пип

** X

_|=1

(2)

,зс

де С, - стоимость /-й земной станции, у.е.; М - количество земных станций в

ети спутниковой связи; С( - стоимость аренды ресурса спутника-ретранслятора

[я /-й земной станции в год, у.е.; Т- длительность эксплуатации сети спутнико-ой связи, год.

На втором этапе определен вектор внутренних параметров

X у X ) X у X 9 X щ X

/1 ¡2 /3 /4 ¡5 76

модели сети спутниковой связи:

х - Р , х = й , х = т , х -г ,

¿1 I пер зс |2 / (3 > /4 /

X = V , X = V

где Р и Р> - мощность передатчика и диаметр антенны Ш земной стан/ пер зс I

ции; т - кратность фазовой манипуляции сигнала /'-й земной станции; г - ско-

рость помехоустойчивого кодирования i-й земной станции; V - объем инфор-

ik

мационного кадра протокола канального уровня FrameRelay /-й земной станции;

V - объем TCP окна i-й земной станции.

/TCP

Применяя основные энергетические зависимости для линии спутниковой связи и обозначения (3), ограничения на внешние параметры модели сети спутниковой связи (1) могут быть представлены через внутренние параметры в следующем виде:

16R I K&f (х ,х ,х ,х )а{Р!Р )

1 1доп ш.зс (3 |4 /5 (6 с ш 2 2

-<Х X ,

¡1 /2

X

rQ п л

г,рб пер.зс пр.б

16R I кТ Af (х ,х ,х ,х )Ь{{Р1Р )

2 2доп £зс ш.б :3 i4 <5/6 с ш X ? -< х \

а

(4)

ГЕ

пер.б

где обозначения параметров приведены в диссертационной работе.

Аппроксимация статистических данных стоимости годовой аренды ресурса отечественных спутников-ретрансляторов и стоимости оборудования земных станций отечественных фирм-производителей и поставщиков позволяет представить целевую функцию Сг в следующем аналитическом виде:

1| 110,69+210,23л- -22,26л: +922,58-х,+4-105-дг (х ,х ,х ,х )-г]

Су =min X

м

¡2

га п ¡4 ¡5 ¡6

. (5)

где А/ (х ,х ,х ,х ) - ширина арендуемой полосы частот ресурса спутника-

1 а / 3 14 / 5 /6

ретранслятора для ¿-й земной станции.

Таким образом, совокупность ограничений (4) и целевой функции (5) является задачей технико-экономической оптимизации выбора параметров сети спутниковой связи, решение которой осуществляется на третьем этапе методами нелинейного программирования, при этом оптимизируемые математические модели сетей имеют следующие ограничения:

- топология построения сети - "точка-точка";

- метод доступа к спутнику-ретранслятору - с частотным разделением каналов на постоянной основе;

- земные станции имеют одинаковые информационные, энергетические и механические характеристики;

- тип канала спутниковой связи - симметричный, дуплексный;

- арендуемый ресурс спутника-ретранслятора удовлетворяет условию частотно-энергетического баланса;

- протокол передачи голосовой информации - FrameRelay;

- транспортный протокол передачи данных - TCP.

Во второй главе осуществляется выбор методов цифрового спектрального анализа для оценки телефонной нагрузки голосового трафика, разработка математических моделей сетей спутниковой связи передачи голосовой информации и данных с последующей оценкой их выходных параметров.

Оценка телефонной нагрузки методами цифрового спектрального анализа заключается в аппроксимации ее относительного среднесуточного распределения g (/) спектральной плотностью мощности g (t) (рис. 2). Здесь ММЭ - метод максимальной энтропии.

Критерием соответствия значений g и g является среднеквадратическая ошибка аппроксимации:

где gj и gj - значение ¡-го отсчета телефонной нагрузки и ее оценки соответст-

(6)

венно.

Рисунок 2 - Относительное среднесуточное распределение телефонной нагрузки и ее оценок

Для объективности выбора методов цифрового спектрального анализа применяется уровень потерь голосовой информации I, который для обеспечения надлежащего качества связи должен удовлетворять условию 12 0,04. Параметр I определяется как:

/ =

1-— при в >С, в

0 при в <6,

(7)

1 1

где в = — £ g

- 1 1

- средневзвешенная сумма величины g ; в = - X

11 = \ '

~ в

средневзвешенная сумма величины g , — - достоверность передачи голосовой

С

информации; ¿ - количество отсчетов анализируемой последовательности данных.

Результаты исследования формулы (7) показывают, что для оценки телефонной нагрузки в случае коротких анализируемых последовательностей данных (при ¿<1024) рекомендуется выбирать авторегрессионный метод (АР-метод), а в случае длинных (при ¿>1024) - метод Уэлча:

гр

Р при ¿ < 1024,

¿(0 =

т т Р е. (Оаа е

шах р р

1

] - 1

■ Ъ р {о при ¿>1024,

(8)

Р J

V = 0

где е - вектор комплексных синусоид; е - транспонированный вектор ком-

плексных синусоид; а - транспонированный вектор параметров весовых коэффициентов авторегрессионного фильтра; Ртах - максимальная спектральная плотность мощности в час наибольшей нагрузки; 3 - количество фрагментов в анализируемой последовательности; Р - спектральная плотность мощности взвешен-

V

ного г-го фрагмента данных; р - дисперсия белого шума.

В рамках составления ограничений на сеть спутниковой связи передачи голосовой информации к задаче технико-экономической оптимизации разработана математическая модель сети с применением протокола канального уровня

БгатеКеку, получившего широкое распространение вследствие отсутствия дополнительных задержек на повторную передачу искаженных кадров.

Основными входными параметрами модели является вектор внутренних

X =

Р , D, т, г,V

пер зс К

и внешних параметров Y = [с, р, jV] , а выходными -

вектор Z =

Rfr, bfFR,V ,v ,v

зс К К К

min max opt

. FR

. Здесь R - средняя скорость

передачи голосовой информации; A/FR - ширина спектра голосовой информа-

зс

ции; V

V и V - минимальный, .максимальный и оптимальный объект ' к к

min max opt

мы канального кадра FrameRelay; TV - число абонентов земной станции .

Математическая модель сети спутниковой связи передачи голосовой информации рассматривается в форме аналитических зависимостей между ее выходными, внутренними и внешними параметрами:

с V rf\v) =-^(1 -p)k\ (9)

V

\,ЗС RFR(V )(\-р) к

V (Ук) = - К

зс

"max Г l0§2 "г

(Ю)

' opt

при V > Vх

I' ~1 I/ ^i/гаах

к р при V < V

(И)

(Л0 =

У mm К

при V

< у пш

к

(12)

S а N при V > V'

I = о

где q - телефонная нагрузка голосового трафика в час наибольшей нагрузки;

чнн

п - максимальное количество временных каналов в кадре FrameRelay; max

I

к - коэффициент пропорциональности, значения которого приведены в диссертационной работе; 7?= 10 - порядок полинома; а; - коэффициенты полинома;

у mm = 7 байт и Ктах = 4096 байт - минимальный и максимальный объемы к к

кадра, определяемые стандартом FRF.

Применение оптимального объема канального кадра V по сравнению

к

opt

с минимальным V позволяет повысить частотную эффективность сети спут-

К

min

никовой связи передачи голосовой информации d на 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 10"6 (таблица 1) и пропорционально ей снизить затраты на аренду ресурса спутника-ретранслятора.

Таблица 1 - Значения частотной эффективности сети спутниковой связи передачи голосовой информации и частотного выигрыша от применения оптимального объема канального кадра

р у , бит/с Гц min у , бит/с Гц opt d,% V , байт К opl

10"4 1,5 1,890 26,00 65

6*10'5 1,5 1,980 32,00 107

4*10° 1,5 2,020 34,66 161

ю-> 1,5 2,090 39,30 642

6* 10"6 1,5 2,100 40,00 1069

4*10"6 1,5 2,110 40,67 1603

10"6 1,5 2,114 41 4096

Для составления ограничений на сеть спутниковой связи передачи дан--ных к задаче технико-экономической оптимизации разработана математическая модель сети с применением TCP - протокола транспортного уровня модели взаимодействия открытых систем.

Входными параметрами математической модели являются вектор внутрен-

них X =

Р , D, т, r,V ,V , N,X,u

пер зс TCP SEG

и внешних Y = [с, р, Лг] парамет-

ров, а выходными параметрами - вектор Z =

R ,AfTCP, Т , V

TCP зс TCP TCP

opt

. Здесь

Я - средняя интенсивность поступления сегментов TCP-протокола от каждого абонента; /л - средняя интенсивность обслуживания сегментов; R-tcp —средняя скорость передачи данных TCP окна; ТТСр - время передачи данных TCP окна; ДСР

4Г

зс

окна2.

ширина спектра данных TCP окна; VTCP gpt - оптимальный объем TCP

В основе построения модели применяется система массового обслуживания вида М/М/1/ЛЧ с одним прибором обслуживания, конечной группой абонентов (источники сообщений), показательными распределениями времени между двумя последовательно поступающими сегментами и времени обслуживания.

Математическая модель сети спутниковой связи передачи данных рассматривается в форме аналитических зависимостей между ее выходными, внутренними и внешними параметрами:

Ттср ~

Т +

1 sp

N я N1

ZKPo{-) -

А>1 ц (N - К)\

£ л W-ZKPo(-)

к

N1

АГ=1

М {N - К)1

rTCP

(1 -рТ

TCP .

(13)

^TCP ~

'TCP

'TCP

mill (VjQp, 2 С Ттср)

2(TSP+2TBUF) +

'TCP

С

(14)

TCP

1,ЗД.

TCP

30 r log2 m '

^TCP. ~^

'TCP'

VTCP > 2TtcpC, [2TtcpC, Vj^p<2TTC[C,

(15)

(16)

2 Оптимальный объем TCP окна выбирается по критерию максимального использования пропускной способности линии спутниковой связи при заданных ограничениях на внутренние и внешние параметры модели.

где «0,3 с - время распространения сигнала между ЗС в одном направлении; к

число сегментов в системе; р0 =

£ Я к № ' 1

!(-)--

¿=о // (JV-*)

- вероятность отсутст-

вия в системе сегментов; - время задержки сегмента в буфере каналообра-

зующего оборудования.

В ранее опубликованных работах оценка оптимального объема TCP окна осуществлялась по формуле (17) и не учитывала вероятности ошибки передаваемой информации по линии спутниковой связи и количество абонентов N земных станций.

VTCr =2Т*рС- (17)

opt

Применение оптимального объема TCP окна по формуле (16) позволяет повысить частотную эффективность сети спутниковой связи d на 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 4*10"6 (таблица 2) по сравнению с ранее используемой оценкой (17).

Таблица 2 - Значения частотной эффективности сети спутниковой связи передачи данных и частотного выигрыша от применения оптимального объема TCP окна

р 1 У , бит/с Гц opt Г , бит/с Гц opt d,% V , байт TCP opt

10'8 0,98 0,98 0 47104

Ю-' 0,95 0,95 0 47104

10"" 0,67 0,68 0,70 47100

2*10"6 0,46 0,48 4,30 35328

4*10"6 0,22 0,31 41 21504

В третьей главе математически сформулирована и решена задача технико-экономической оптимизации выбора параметров сетей спутниковой связи передачи голосовой информации и данных, по результатам которой определена информационная эффективность сетей.

Широко распространенные классические методы выбора параметров сетей спутниковой связи заключаются в расчете мощности передатчика и диаметра антенны по известным характеристикам спутника-ретранслятора и земным станциям. Существенным недостатком приведенных методов является отсутствие количественно определенного критерия оптимизации, что способствует неэффективному использованию энергетических и частотных ресурсов геостационарных се-

тей спутниковой связи. Для устранения приведенного недостатка выбор параметров сети предлагается осуществлять в соответствии с методологией технико-экономической оптимизации, приведенной на рис. 1.

Для сети спутниковой связи передачи голосовой информации задача технико-экономической оптимизации в математической форме получена в виде целевой функции (18) и совокупности ограничений в виде неравенств (19) посредством применения оценок выходных параметров модели сети:

Г \

1Щ69+2Щ23-Х -22,26-х +922,58-х 2 +4-10 х 1 2 2

^ X

2х

1,3 С (1-/7)

,_i_чин

(С-ЛГ V )х 1о§ д:

п з1 4 2 3

1 1доп

(18)

X

1,3 С (1- -Р)

1 чин

{С-И V ) х 1од х

' п и! ■ 4 2 3

X

1,3 С (1- -р) 5 к 1 - чнн

(С-ЛГ У.)х 1оа X

п 51 4 2 3

V <х <У ■ X

Кпип ^ ^тах ^пип

у 2 Г] Г]

прб перзс пр.б

уЕ

— <х х , 1 2

1 <- 2 2

(19)

перб

<х <х

■2<х <8; \/2<х <7/8,

где х - минимальный диаметр антенны, определяемый требованиями техни-

^шт

ческого задания на весогабаритные параметры станции; х - максимальный

^тах

диаметр антенны, определяемый требованиями регламента государственного предприятия «Космическая связь» для УБАТ - станций (для С - диапазона -5 м,

для Ки-диапазона - 3,5 м); V - объем служебной информации канального кадра;

N - количество кадров, передаваемых за 1 с. п

Для сети спутниковой связи передачи данных задача технико-экономической оптимизации в математической форме составлена в виде целевой функции (20) и совокупности ограничений в виде неравенств (21):

G-=min X

2-

110,69+21023oj -22,26Jtj +922,58^+4-lS-

С

RTCP (^3^4,^5)

-AfD-T

JA

Fx =

16R* L ка(Р IP )

С 1 Idon с ш 2 9

-Дf--<X X

R(x,x,xyD yQ rj 77 12'

TCP 3 4 6

прб не flic пр.б

16R L кТ b(P/P)

С 2 2don с ш t ? --,

R (x ,x ,x ) D yE 2

TCP 3 4 6

перб

V <x <V \ X <x <,x ; 2<x <8 ;l/2<x <7/8, """ ' " 3 4

(20)

(21)

где V и V - минимальный и максимальный объемы TCP окна; А/ -

ТСРтт ТСРШХ D

требуемая ширина полосы пропускания линии спутниковой связи для передачи данных.

Выбор внутренних параметров сети спутниковой связи в результате технико-экономической оптимизации по сравнению с классическими методами выбора, применяемыми ранее, позволяет повысить информационную эффективность сети:

- для сети спутниковой связи передачи голосовой информации - на 24 % при вероятности ошибки передаваемой информации 10"6;

- для сети спутниковой связи передачи данных - на 3,5 % при вероятности ошибки передаваемой информации 4*10'6.

В заключении приводятся краткие результаты, полученные в ходе проведения научных исследований в рамках диссертационной работы, а также рассматривается их практическая реализация.

Основные результаты

В диссертационной работе получены следующие аналитические и прикладные результаты:

- разработана математическая модель геостационарной сети спутниковой связи передачи голосовой информации, обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности сети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 10"6;

- разработана математическая модель геостационарной сети спутниковой

вязи передачи данных с применением системы массового обслуживания вида /М/1//Д обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности ети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 4 * 10"6;

- получены алгоритмы оптимального выбора внутренних параметров атёматических моделей геостационарных сетей спутниковой связи по критерию инимизации стоимости владения сетью, обеспечивающие возможность овышения информационной эффективности геостационарной сети спутниковой вязи передачи голосовой информации на 24 % и передачи данных - на 3,5 % при ероятностях ошибки передаваемой информации 10"6 и 4*10"6 соответственно.

Основные публикации по теме диссертации в рецензируемых журналах из списка ВАК

1. Кащеев A.A. Анализ влияния информационного объема канального адра на выбор параметров подвижных земных станций // Мобильные системы-006,-№4,-С. 100-103.

2. Кащеев A.A. Оценка скорости передачи информации по линии спут-шовой связи на транспортном уровне // Мобильные системы - 2007,- №4. 28-30.

3. Кащеев A.A., Кошелев В.И. Использование ресурсов в системах спут-жовой связи // Мобильные системы - 2007- №11.— С. 54 - 59.

В других изданиях:

4. Кащеев A.A. Технико-экономическая оптимизация земных станций ети спутниковой связи С-диапазона // Методы и устройства формирования сиг-алов в информационных системах: межвуз. сб. - Рязань, 2004. - С. 123-127.

5. Кащеев A.A. Технико-экономическая оптимизация средств доступа к даленному абоненту телекоммуникационной сети передачи данных по спутни-овому каналу связи // 30-я межвуз. научно-практическая конференция "Инфор-ационно-телекоммуникационные технологии". - Рязань: Рязанское высшее во-нное командное училище связи имени маршала Советского Союза

.В. Захарова, 2004. - С. 58-61.

6. Кащеев A.A. Анализ энергетических показателей отечественной кос-ической группировки спутников-ретрансляторов для передачи информации по лобальной телекоммуникационной сети // 30-я межвузовская научно-1 'актическая конференция "Информационно-телекоммуникационные техноло-ии". - Рязань: Рязанское высшее военное командное училище связи имени марала Советского Союза М.В. Захарова, 2004. - С. 61-64.

7. Кащеев A.A. Оптимальное проектирование сети спутниковой связи с рименением методов штрафных функций // Научная сессия МИФИ. Сборник аучных трудов в 15 томах. Т.14. - М.: МИФИ, 2005 - С. 63-64.

8. Кащеев A.A. Системный подход к проектированию сети спутниковой вязи // Научная сессия МИФИ. Сборник научных трудов в 15 томах.

Т. 14. - М.: МИФИ, 2005 - С. 61-62.

9. Кащеев A.A. Системный анализ сети радиосвязи с применением методов нелинейного программирования // Всероссийский научно-практический семинар "Сети и системы связи". - Рязань: Рязанское высшее военное командное училище связи имени маршала Советского Союза М.В. Захарова, 2005. - С. 31-32.

10. Кащеев A.A. Выбор параметров земных станций при передаче голосового трафика на канальном уровне по спутниковым линиям связи // 14-я международная научно-техническая конференция "Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций". - Рязань: Рязанская государственная радиотехническая академия, 2005. - С. 88-89.

11. Кащеев A.A., Хлебников Н.Ю. Влияние объема информационного кадра канального уровня на спектр голосового трафика в спутниковой связи // 14-я международная научно-техническая конференция "Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций". - Рязань: Рязанская государственная радиотехническая академия, 2005. - С. 95-97.

12.Кащеев A.A., Кошелев В.И. Оценка скорости передачи голосовой информации при переменном объеме информационного кадра в спутниковых системах связи // Научная сессия МИФИ. Т. 15. Конференция "Молодежь и наука". Компьютерные науки. Информационные технологии. Экономика и управление. М.: МИФИ, 2006-С. 82-83.

13.Кащеев A.A., Кошелев В.И. Влияние информационных характеристик голосового трафика на выбор параметров земных станций // Научная сессия МИФИ. Т. 15. Конференция "Молодежь и наука". Компьютерные науки. Информационные технологии. Экономика и управление. М.: МИФИ, 2006 ^ С. 79-81.

14.Кащеев A.A., Лукьянов О.В. Выбор оптимального объема кадра при передаче информации в системах спутниковой связи // Всероссийский научно-практический семинар "Сети и системы связи", -г Рязань:-Рязанское высшее военное командное училище связи имени маршала Советского Союза М.В. Захарова, 2006.-С. 137-139.

15.Лукьянов О.В., Кащеев A.A., Лукашов H.A. Территориально-распределенная сеть передачи измерительной информации по спутниковым линиям связи с применением технологии DVB-RCS // 14-я международная научно-техническая конференция "Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций". - Рязань: Рязанская государственная радиотехническая академия, 2005. - С. 98-99.

КАЩЕЕВ Алексей Анатольевич

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ СЕТЕЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 16.03.2009 г. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага газетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ Рязанский государственный радиотехнический университет. 390005, Рязань, ул. Гагарина, д. 59/1. Редакционно-издательский центр РГРТУ.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ СЕТИ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ. ОБЩИЙ ПОДХОД.

1.1 Общие положения.

1.1.1 Классификация геостационарных сетей спутниковой связи.

1.1.2 Общая структурная схема земной станции спутниковой связи.

1.1.3 Типовая схема информационного взаимодействия геостационарной сети спутниковой связи. Протоколы модели взаимодействия открытых систем.

1.1.4 Основные энергетические зависимости для линии спутниковой связи.

1.2 Системный подход к технико-экономической оптимизации геостационарной сети спутниковой связи.

1.2.1 Разработка методологии технико-экономической оптимизации геостационарной сети спутниковой связи.

1.2.2 Разработка технического задания на геостационарную сеть спутниковой связи в математической форме.

1.2.3 Разработка задания на программно-алгоритмическое обеспечение геостационарной сети спутниковой связи.

1.2.4 Решение задачи технико-экономической оптимизации геостационарной сети спутниковой связи.

1.2.5 Выводы и постановка общей задачи исследований.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ СЕТИ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ПЕРЕДАЧИ ГОЛОСОВОЙ ИНФОРМАЦИИ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ.

2.1 Математическая модель геостационарной сети спутниковой связи передачи голосовой информации.

2.1.1 Оценка телефонной нагрузки голосового трафика методами цифрового спектрального анализа.

2.1.1.1 Обзор методов цифрового спектрального анализа.

2.1.1.2 Исследование методов цифрового спектрального анализа для оценки телефонной нагрузки голосового трафика.

2.1.1.3 Технико-экономическая эффективность применения методов цифрового спектрального анализа.

2.1.2 Оценка параметров математической модели геостационарной сети спутниковой связи передачи голосовой информации.

2.2 Математическая модель геостационарной сети спутниковой связи передачи данных.

2.2.1 Передача данных по линии спутниковой связи на транспортном уровне.

2.2.2 Обзор и выбор математических моделей массового обслуживания.

2.2.3 Оценка параметров математической модели геостационарной сети спутниковой связи передачи данных.

2.3 Выводы к главе 2.

3 ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ СЕТИ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ.

3.1 Классический метод выбора параметров геостационарных сетей спутниковой связи.

3.2 Технико-экономическая оптимизация геостационарной сети спутниковой связи передачи голосовой информации.

3.2.1 Постановка задачи технико-экономической оптимизации геостационарной сети спутниковой связи передачи голосовой информации.

3.2.2 Оценка оптимальных параметров геостационарной сети спутниковой связи передачи голосовой информации.

3.3 Технико-экономическая оптимизация геостационарной сети спутниковой связи передачи данных.

3.3.1 Постановка задачи технико-экономической оптимизации геостационарной сети спутниковой связи передачи данных.

3.3.2 Оценка оптимальных параметров геостационарной сети спутниковой связи передачи данных.

3.4 Информационная эффективность геостационарных сетей спутниковой связи передачи голосовой информации и передачи данных.

3.5 Выводы к главе 3.

Актуальность темы. Создание единого информационного пространства сопровождается бурным развитием систем передачи голосовой информации и данных, где основное место занимают геостационарные сети спутниковой связи (далее - сеть спутниковой связи). Значительный вклад в исследование данной области внесли как отечественные ученые - Зубарев Ю.Б., Кукк К.И., Кантор Л.Я., Шахгильдян В.В., Варакин Л.Е. и др., так и зарубежные - Спилкер Д., Прокис Д., Мидлтон Д., Файнстен Л., Голомб С. и др.

Постоянное увеличение информационных потоков и потребителей информации приводит к необходимости расширения сети спутниковой связи, которое ограничивается высокой стоимостью земных станций спутниковой связи (далее - земная станция) с одной стороны, и дороговизной аренды частотно-энергетического ресурса (далее - ресурс) геостационарного спутника-ретранслятора (далее - спутник-ретранслятор) - с другой.

Решению приведенной проблемы посвящены работы Егорова Н.В., Кантора Л.Я., Талызина Н.В., Томского B.C., Федорова Д.А., в которых рассмотрены вопросы оптимального выбора параметров земных станций по критерию минимизации стоимости комплекта «передатчик - антенный пост» при заданных технических требованиях к сети спутниковой связи. Однако здесь оптимизируемая математическая модель не учитывает ряд параметров, присущих сетям спутниковой связи последнего поколения:

- характеристики протоколов передачи информации (объем информационных кадров, соотношение полезной и служебной информации в кадре, механизмы передачи информации и т.д.);

- вид помехоустойчивого кодирования;

- скорость помехоустойчивого кодирования;

- тип передаваемой информации (голосовая информация и данные);

- надежность линии спутниковой связи;

- число абонентских источников земных станций (телефонные аппараты, персональные электронно-вычислительные машины);

- кратность фазовой манипуляции сигналов, что приводит к неточности полученных результатов.

В данной работе в соответствии с принципами системного анализа в качестве критерия оптимизации предлагается использовать стоимость владения сетью, которая учитывает суммарные затраты на оборудование земных станций и на аренду ресурса спутника-ретранслятора.

Таким образом, в условиях ограниченного финансирования бюджетных организаций, в интересах которых создаются многие современные сети спутниковой связи, является актуальной задача оптимального выбора параметров сети по критерию минимизации стоимости ее владения при заданных технических требованиях.

Цель работы: Целью работы является повышение эффективности использования частотных и энергетических ресурсов геостационарных сетей спутниковой связи передачи голосовой информации и передачи данных.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- разработана методология технико-экономической оптимизации выбора параметров геостационарных сетей спутниковой связи;

- проведен анализ и выбор методов цифрового спектрального анализа для оценки телефонной нагрузки голосового трафика;

- разработана математическая модель сети спутниковой связи передачи голосовой информации;

- разработана математическая модель сети спутниковой связи передачи данных;

- математически сформулирована и решена задача технико-экономической оптимизации выбора параметров сетей спутниковой связи передачи голосовой информации и передачи данных при заданных ограничениях на пропускную способность линии спутниковой связи, вероятность ошибки передаваемой информации и количество абонентов земных станций.

Методы исследования: В работе широко применялись математические методы теории массового обслуживания, параметрического и непараметрического цифрового спектрального анализа, математической статистики, вычислительной математики, нелинейного программирования. Приведенные теоретические методы сочетались с экспериментальными исследованиями на ПЭВМ в среде MatLab.

Научная новизна.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель сети спутниковой связи передачи голосовой информации, учитывающая влияние объема кадра протокола канального уровня FrameRelay и обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности сети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 10"6;

- разработана математическая модель сети спутниковой связи передачи данных, учитывающая влияние информационных характеристик протокола транспортного уровня TCP и обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности сети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 4*10"6;

- получены алгоритмы оптимального выбора внутренних параметров математических моделей геостационарных сетей спутниковой связи по критерию минимизации стоимости владения сетью, обеспечивающих возможность повышения информационной эффективности сети спутниковой связи передачи голосовой информации на 24 % и данных - на 3,5 % при вероятностях ошибки

6 6 передаваемой информации 10" и 4*10" соответственно.

Практическая ценность работы. Результаты диссертационной работы нашли практическое применение в опытно-конструкторских работах на создание систем спутниковой связи в интересах Министерства обороны Российской Федерации в Федеральном государственном унитарном предприятии "Особое конструкторское бюро "Спектр" (ФГУП "ОКБ "Спектр").

Представленные в работе математические выражения и алгоритмы могут применяться на эскизном и техническом проектировании систем спутниковой связи с целью минимизации стоимости владения последних при прочих равных технических условиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель сети спутниковой связи передачи голосовой информации, учитывающая влияние объема кадра протокола канального уровня FrameRelay на оценку ее выходных параметров и обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности сети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 10"6;

- математическая модель сети спутниковой связи передачи данных, учитывающая влияние информационных характеристик протокола транспортного уровня TCP и обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности сети до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 4*10"6;

- алгоритмы оптимального выбора внутренних параметров математических моделей сетей спутниковой связи по критерию минимизации стоимости владения сетью, обеспечивающие повышение информационной эффективности сети спутниковой связи передачи голосовой информации на 24 % и данных - на 3,5 % при вероятностях ошибки передаваемой информации 10~6 и 4*10'6 соответственно.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. Научно-техническая конференция "Методы и устройства формирования сигналов в информационных системах", г. Рязань, 2004.

2. 30-я межвузовская научно-практическая конференция "Информационно-телекоммуникационные технологии", г. Рязань, 2004.

3. Всероссийский научно-практический семинар "Сети и системы связи", г. Рязань, 2005.

4. Научная сессия МИФИ "Компьютерные науки. Информационные технологии", г. Москва, 2005.

5. 14-я международная научно-техническая конференция "Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций", г. Рязань, 2005.

6. Научная сессия МИФИ "Компьютерные науки. Информационные технологии", г. Москва, 2006.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ. Из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 1 статья в межвузовском сборнике научных трудов, 11 тезисов докладов на конференциях.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 117 наименований и 3 приложений. Диссертация содержит 129 страниц, в том числе 11 таблиц и 67 рисунков.

3.5 Выводы к главе 3

Задача технико-экономической оптимизации ГССС может рассматриваться как аналитическое описание целевой функции и ограничений на внутренние и внешние параметры в математической форме.

В качестве целевой функции для ГССС ПГ применяется стоимость владения сетью вида (3.4), а совокупность ограничений на внутренние и внешние параметры могут быть представлены в виде системы неравенств (3.10). Решение поставленной задачи осуществляется методом последовательного квадратичного программирования в соответствии с алгоритмом, приведенным на рис. 3.1.

В качестве целевой функции для ГССС ПД применяется стоимость владения сетью вида (3.13), а совокупность ограничений на внутренние и внешние параметры может быть представлена в виде системы неравенств (3.17). Решение поставленной задачи в соответствии с алгоритмом, приведенным на рис. 3.22.

Результаты решения задачи технико-экономической оптимизации ГССС ПГ приводят к следующим выводам:

- рост числа абонентов N сопровождается увеличением оптимальной мощности передатчиков ЗС (рис.А.1) и диаметра антенны (для кодека G.71 1) (рис.А.2) вследствие увеличения необходимой фактической скорости передачи голосового трафика;

- для кодека G.729 минимизация стоимости владения сетью обеспечивается при постоянном оптимальном значении диаметра антенны рис.А.2) из-за малых значений скорости сжатия голосовой информации и оптимального объема канального кадра (рис.А.4);

- оптимальные значения величин кратности ФМн сигнала х^ и скорости помехоустойчивого кодирования х^ не зависят от количества абонентов N и вероятности ошибки р (рис.А.З, рис.А.7, рис.А.11, рис.А.15), и выбираются из условия обеспечения минимальной ширины спектра передаваемого голосового трафика;

- увеличение вероятности ошибки передаваемой информации по ЯСС р способствует росту потерь голосовой информации, компенсация которых осуществляется за счет увеличения оптимальных значений мощности передатчика ЗС (рис.А.9 и рис.А.13), диаметра антенны (рис.А.10 и рис.А. 14), уменьшением оптимального объема канального кадра (рис.А. 12 и рис.А.16);

- повышение качества передачи голосовой информации по ЯСС обеспечивается необходимостью увеличения оптимальных значений мощности передатчика (рис.А.5 и рис. А. 13), диаметра антенны (рис. А. 14) и уменьшением оптимального объема канального кадра (рис.А.16 и рис. А.20), что приводит к росту оптимальной стоимости владения ГССС ПГ (рис. А. 18 и рис. А.20); повышенные требования к информационным и энергетическим характеристикам ЗС при использовании кодеков стандарта G.711 приводят к более высоким значениям стоимости владения ГССС ПГ (рис. А. 17 и рис. А. 19) по сравнению с кодеками стандарта G.729.

Результаты решения задачи технико-экономической оптимизации для ГССС ПД приводят к следующим выводам:

- оптимальные значения мощности передатчика и диаметра антенны ЗС существенным образом зависят от применяемых методов помехоустойчивого кодирования и являются минимальными для ТигЬо-кодов (рис.Б.1, рис.Б.2, рис.Б.5, рис.Б.6), обеспечивающих высокую помехозащищенность передаваемой информации;

- рост потерь передаваемой информации при увеличении вероятности ошибки передаваемой информации по JICCC приводит к необходимости уменьшения оптимального объема TCP окна (рис.Б.4);

- увеличение количества абонентов способствует повышению требований к оптимальным значениям мощности передатчика и диаметра антенны (рис.Б.5, рис.Б.6, рис.Б.9, рис.Б.Ю), а также сопровождается ростом объема TCP окна (рис.Б.7 и рис.Б. 11);

- растущие требования к оборудованию ЗС вследствие увеличения вероятности ошибки передаваемой информации по ЯСС (рис.Б. 1, рис.Б.2, рис.Б.9, рис.Б.Ю) с одной стороны, и увеличение числа абонентов - с другой сопровождается увеличением стоимости владения ГССС (рис.Б. 12);

- увеличение помехозащищенности информации применяемых ПУК приводит к уменьшению стоимости владения ГССС (рис.Б.8);

- v оптимальные значения индексов фазовой манипуляции сигнала и скорости помехоустойчивого кодирования информации не зависят от числа абонентов и J1CC (рис.Б.3) и выбираются из условия обеспечения минимальной стоимости аренды ЧЭР ГСР.

Применение технико-экономической оптимизации ГССС по сравнению с классическим методом определения параметров позволяет повысить информационную эффективность:

- геостационарной сети спутниковой связи передачи голосовой информации - на 24 % при вероятности ошибки передаваемой информации 10"6;

- геостационарной сети спутниковой связи передачи данных на 3,5 % при вероятности ошибки передаваемой информации 4*10"6.

118

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках диссертационной работы были получены следующие аналитические и прикладные результаты, которые отражены также в работах [43-56, 67]:

- разработана математическая модель геостационарной сети спутниковой связи передачи голосовой информации, обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности использования ресурса спутника-ретранслятора до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 10"6;

- разработана математическая модель геостационарной сети спутниковой связи передачи данных с применением системы массового обслуживания вида M/M/l//iV, обеспечивающая возможность повышения частотной эффективности использования ресурса спутника-ретранслятора до 41 % при вероятности ошибки передаваемой информации 4*10"6;

- получены алгоритмы оптимального выбора внутренних параметров математических моделей геостационарных сетей спутниковой связи по критерию минимизации стоимости владения системой, обеспечивающие возможность повышения информационной эффективности геостационарной сети спутниковой связи передачи голосовой информации на 24 % и данных - на 3,5 % при вероятностях ошибки передаваемой информации 10"6 и 4*10"6 соответственно.

Для определения выходных параметров математических моделей ГССС ПГ и ГССС ПД разработана программа в среде MatLab.

Разработан и программно реализован алгоритм технико-экономическо! оптимизации выбора внутренних параметров математических моделей ГССС ПГ и ГССС ПД (мощность передатчика ЗС, диаметр антенны ЗС, индекс фазовой манипуляции сигнала, скорость помехоустойчивого кодирования, объем канального кадра, объем ТСР-окна).

Результаты диссертационной работы нашли практическое применение в опытно-конструкторских работах на создание систем спутниковой связи в интересах Министерства обороны Российской Федерации в Федеральном государственном унитарном предприятии "Особое конструкторское бюро "Спектр" (ФГУП "ОКБ "Спектр").

Представленные в работе математические выражения и алгоритмы могут применяться при эскизном и техническом проектировании геостационарных сетей спутниковой связи с целью минимизации стоимости владения последних при прочих равных технических условиях.

1. Fletcher, R., "Practical Methods of Optimization," Vol. 1, Unconstrained Optimization, and Vol. 2, Constrained Optimization, John Wiley and Sons, 1980.

2. Gill, P.E., W. Murray, and M.H.Wright, Practical Optimization, London, Academic Press, 1981.

3. Нап, S.P., "A Globally Convergent Method for Nonlinear Programming," J. Optimization Theory and Applications, Vol. 22, p. 297, 1977.

4. Hock, W. and K. Schittkowski, "A Comparative Performance Evaluation of 27 Nonlinear Programming Codes," Computing, Vol. 30, p. 335, 1983.

5. Postel, J, "Transmission Control Protocol", RFC 761, USC/ Information Sciences Institute, January 1980.

6. Postel, J, "Internet Protocol DARPA Internet Program Protocol Specification", RFC 791, USC/ Information Sciences Institute, September 1981.

7. Postel, J, "Transmission Control Protocol", RFC 793, USC/ Information Sciences Institute, September 1981.

8. Powell, M.J.D., "A Fast Algorithm for Nonlinearly Constrained Optimization Calculations," Numerical Analysis, G.A.Watson ed., Lecture Notes in Mathematics, Springer Verlag, Vol. 630, 1978.

9. Powell, M.J.D., "Variable Metric Methods for Constrained Optimization," Mathematical Programming: The State of the Art, (A. Bachem, M. Grotschel and B. Korte, eds.) Springer Verlag, pp 288-31 1, 1983.

10. Schittkowski, K., "NLQPL: A FORTRAN-Subroutine Solving Constrained Nonlinear Programming Problems," Annals of Operations Research, Vol. 5, pp 485500, 1985.

11. Акулинчев А.Б. Оценка задержки передачи пакетов в каналах со случайным множественным доступом пакетных радиосетей // Электросвязь — 1994.-№9.-С. 28-29.

12. Анпилогов В.Р. Анализ уровня цен на спутниковый ресурс // Технологии и средства связи. Спутниковая связь 2007 2007 - С. 87-89.

13. Ануфриев И.Е. Самоучитель MatLab 5.3/б.х. СПб.: БХВ-Петербург. -2002. - 736 с.

14. Бакулев П.А., Д.И. Попов, В.И. Кошелев Технико-экономическая оптимизация цифровых систем обработки сигналов // Радиотехника 1984 - №3-С. 25-27.

15. Беллами Дж. Цифровая телефония: пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1986.-544 с.

16. Бенеш В.Э. Математические основы теории телефонных сообщений Пер. с англ. М.: Связь, 1968. - 291 с.

17. Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы-М.: Мир,1990.

18. Борисов Ю.П. Математическое моделирование радиосистем. М. Советское радио. - 1976.

19. Борисов Ю.П., Цветнов В.В. Математическое моделирование радиотехнических систем и устройств. М.: Радио и связь. - 1985. - 176 с.

20. Брескин В.А. Проектирование цифровых систем передачи. Одесса: Изд-во Одесск. Электротехн. Ин-та связи, 1987. - 132 с.

21. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М., 1967.-608 с.

22. Былянски П., Ингрем Д. Цифровые системы предачи пер. с англ. М.: Связь, 1980.-360 с.

23. Введение в цифровую фильтрацию/Под ред. Р. Богнера и А. Константинидиса. -М.: Мир, 1976. -215 с.

24. Введение в цифровую фильтрацию/Под ред. Л.И. Филиппова. М.: Мир. - 1976.-216 с.

25. Верешкин А.Е., Катковник В.Я. Линейные цифровые фильтры и методы их реализации. — М. Советское радио. 1973. - 152 с.

26. Гайдышев И. Анализ и обработка данных: Специальный справочник. -СПб.: Питер, 2001. 752 с.

27. Гермейер Ю.Б. Введение в теорию исследования операций. М. Наука. - 1971.-383 с.

28. Гнеденко Б. В., Коваленко И. Н. Введение в теорию массового обслуживания. М.: Наука, 1987. - 336 с.

29. Голомба С. Цифровые методы в космической связи. М.: Связь. — 1969. -273 с.

30. Гром В.П., Симонов М.В. Вероятностно-временные характеристики радиальных сетей метеорной связи // Электросвязь 1994.- №9,- С. 29-34.

31. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MatLab. СПб.: Питер. -2000.-430 с.

32. Гуткин JI.C. Оптимизация радиоэлектронных устройств. М.: Советское радио. - 1975. - 367 с.

33. Дука А.П. Спутники связи и вещания гражданского назначения // Технологии и средства связи. Часть 2. Спутниковая связь 2002 2002- №5-С. 48-55.

34. Егоров Н.В. Использование методов инфлюентного анализа при выборе земных станций спутниковой связи // Электросвязь 1998 - №5 - С. 1213.

35. Зайцев С.С. и др. Сервис открытых информационно-вычислительных сетей. Справочник. М. Радио и связь. - 1990.

36. Зангвилл У.И. Нелинейное программирование. М.: Советское радио, 1973. -308 с.

37. Зарубин B.C. Математическое моделирование в технике. М.: Издательство МГТУ им. М.Э. Баумана, 2001. - 496 с.

38. Ибрагимов Ф.М., Кузнецов В.Н. TCP/IP в спутниковом канале // Технологии и средства связи. 2001.- №2 — с. 60-63.

39. Кабаев Д.В, Карачаров Э.А., Кочеганок В.Е., Метелев С.А., Разуваева О.С. Имитатор каналов радиосвязи для определения основных параметров пространственного компенсатора помех // Телекоммуникации 2003 - №12 — С. 24-29.

40. Камнев В.Е., Черкасов В.В., Чечин Г.Н. Спутниковые сети связи. — М.: Альпина Паблишер. 2004. - 536 с.

41. Калашников Н.И. Связь с помощью ИСЗ. М.: Связь. - 1970. - 320 с.

42. Карпелевич Ф.И., Садовский JI.E. Элементы линейной алгебры и линейного программирования. -М.: Физматгиз. 1963.

43. Кащеев А.А. Технико-экономическая оптимизация земных станций сети спутниковой связи С-диапазона. межвузовский сборник научных трудов: Методы и устройства формирования сигналов в информационных системах. Рязань - 2004. - с. 123-127.

44. Кащеев А.А. Оптимальное проектирование сети спутниковой связи с применением методов штрафных функций Научная сессия МИФИ. Сборник научных трудов в 15 томах. Т. 14. М.: МИФИ, 2005 - с. 63-64.

45. Кащеев А.А. Системный подход к проектированию сети спутниковой связи Научная сессия МИФИ. Сборник научных трудов в 15 томах. Т.14. М.: МИФИ, 2005-с. 61-62.

46. Кащеев. А.А. Анализ влияния информационного объема канального кадра на выбор параметров подвижных земных станций // Мобильные системы-2006,-№4.-С. 100-103.

47. Кащеев А.А. Оценка скорости передачи информации по линии спутниковой связи на транспортном уровне // Мобильные системы 2007 - №4-С. 28-30.

48. Кащеев А.А., Кошелев В.И. Использование ресурсов в системах спутниковой связи // Мобильные системы 2007 - №11- С. 54 - 59.

49. Капитонов Д. Управление информационными потоками в службах поддержки пользователей М.: Крок.- 2004 - 16 с.

50. Качество обслуживания в сетях IP.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. - 368 с.

51. Квейд Э. Анализ сложных систем. М.: Советское радио, 1969. - 517 с.

52. Кей С.М., Марпл C.JI. Современные методы спектрального анализа. -ТИИИЭР, 1981, т.69, №11, с. 5-51.

53. Клейнрок J1. Вычислительные системы с очередями. М.: Мир. - 1979. -600 с.

54. Клейнрок JI. Коммуникационные сети: Стохастические потоки и задержки сообщений.: пер. с англ. -М.: Наука, 1970. -255 с.

55. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение. -1979.-432 с.

56. Коршунов Математические основы кибернетики. М.: Энергия, 1980424 с.

57. Лившиц Б.С., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика. М.: Связь, 1979. 159с.

58. Лисовский А.В., Бабошин В.А., Шарко Г.В., Керко В.А., Комашинский В.И., Масановец В.В. Вторичные сети военной связи. М.: МО, 2002. - 462 с.

59. Лэсдон Л.С. Оптимизация больших систем. Пер. с англ. -М.: Наука, 1975.-432 с.

60. Мак-Квери, Стив, Мак-Грю, Келли, Фой, Стефан. Передача голосовых данных по сетям Cisco Frame Relay, ATM и IP.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. - 512 с.

61. Марпл-мл. С.JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир. - 1990.-584 с.

62. Мартин Дж. Системный анализ передачи данных. М., Мир, 1975. - 432с.

63. Математическая энциклопедия: Гл. ред. И.М. Виноградов, т. 3 Коо-Од М.: Советская энциклопедия. - 1982. - 1184 с.

64. Машбиц Л.М., Яншина Г.Ф., Патрушева З.Ф. Оптимизация параметров линий подачи программ системы спутникового телевизионного вещания // Электросвязь.- 1990.- №5,- С. 11-14.

65. Мельников Д. FRAME RELAY для профессионалов и не только // Сети-1997.-№12. с.14-25.

66. Мизин И.А., Богатырев В.А., Кулешов А.П. Сети коммутации пакетов / Под редакцией В.С.Семенихина. М.: Радио и связь, 1986.

67. Мордухович Л.Г., Степанов А.П. Системы радиосвязи: Курсовое проектирование. -М. Радио и связь 1987 - 192 с;

68. Назаров М.В., Прохоров Ю.Н. Методы цифровой обработки и передачи речевых сигналов. М.: Радио и связь, 1985.

69. Нехорошев Г.В., Фомин В.В., Доманин В.Д., Резников В.А. Построение пакетной радиосети УКВ диапазона // Электросвязь 1994.- №9.- С. 13-15.

70. Новые сетевые технологии в системах управления военного назначения / Под редакцией Н. И. Буренина.- СПб: ВУС, 2000.- 200 с.

71. Окунев Ю.Б., Плотников В.Г. Оценки эффективности систем связи // В кню: «Современные методы и средства обработки сигналов», под ред. Заездного A.M., Л, ЛЭИС, 1971, с. 95 101.

72. Окунев Ю.Б., Плотников В.Г. Принципы системного подхода к проектированию в технике связи. М.: Связь. - 1976. — 184 с.

73. Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов. М.: Связь, 1979.-416 с.

74. Острейковский В. А. Теория систем: Учебник для вузов. М.: Высш. шк., 1997.-240 с.

75. Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк.,1989. - 367 с.

76. Прокис Дж. Цифровая связь.: пер. с англ. М.: Радио и связь, 2000.800 с.

77. Протоколы информационно-вычислительных сетей. Справочник / Под ред. Мизина И.А., Кулешова А.П. М.: Радио и связь. - 1990.- 504 с.

78. Прохоров Ю.В., Розанов Ю.А. Теория верятностей. М.: Наука, 1967.

79. Применение цифровой обработки сигналов/ Под ред Оппенгейма. М.: Мир, 1980.-552 с.

80. Пугачев B.C. Введение в теорию вероятностей. М.: Наука. - 1968.368 с.

81. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М. Мир. - 1978. - 848 с.

82. Росляков А.В., Самсонов М.Ю. Модели и методы оценки качества услуг IP-телефонии // Электросвязь. 2002,- №1;

83. Саати T.JI. Математические методы исследования операций. — М. Воениздат. 1963. -420 с.

84. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер - 2002.608 с.

85. Советов В.Я., Рухман Е.А., Яковлев С.А. Системы передачи информации от терминалов к ЦВМ. Л. ЛГУ. - 1978. - 367 с.

86. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. М.: Связь. - 1979. - 591 с.

87. Спутниковая связь и вещание. Справочник/Под ред. Л.Я. Кантора. -М.: Радио и связь. 1997.- 344с.

88. Спутниковая связь и вещание: Справочник /Под ред. Л.Я. Кантора М.: Радио и связь. - 1987. - 528 с.

89. Талызин Н.В., Кантор Л.Я., Манякин Е.А., Паянский Ю.М. Об оптимальных параметрах и экономической эффективности многостанционной системы спутниковой связи // Радиотехника 1969 — №11— С. 5-13.

90. Томский B.C. Функционально-стоимостные модели в системахспутниковой связи // Зарубежная радиоэлектроника 1984 - №3 - С. 83-91.

91. Уиллис Д. Об оценке качества речевой связи // Сети и системы связи.- 1999.-№11.

92. Федоров Д.А. Определение оптимальных энергетических характеристик ЗС спутниковой связи // Электросвязь 1996.- №5.- С. 16-19.

93. Хедли Д. Нелинейное и динамическое программирование. М.: Мир.- 1967.-367 с.

94. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование- М.: Мир.- 1975.-534 с.

95. Цикин И. А. Дискретно-аналоговая обработка сигналов. М. Радио и связь. - 1982.-420 с.

96. Цифровая обработка сигналов. Справочник / Гольденберг JI.M., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. М.: Радио и связь. - 1985.-312 с.

97. Чурмасов С.В., Францева Т.С. Подход к синтезу сети спутниковой связи с минимально необходимой пропускной способностью // Электросвязь. -1998.-№9,-С. 30-31.

98. Чурмасов С.В., Францева Т.С. Способы задания исходных данных для проектирования сети спутниковой связи // Электросвязь. 1997 - №9 - С. 14-16.

99. Шаров А.Н., Семисошенко М.А., Воронин С.В. Оценка эффективности функционирования автоматизированных сетей пакетной радиосвязи // Электросвязь. 1994 - №9.- С. 16-19.

100. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ.: пер. с англ. М.: Наука, 1992. - 336 с.

101. Шварц М. Сети ЭВМ: Анализ и проектирование.: пер. с англ. М.: Радио и связь, 1981. - 336 с.

102. Щекотихин В.М., Илюхин А.А. Модель сети спутниковой связи с подвижными объектами с адаптивным доступом, функционирующей в условиях возмущений: Тез. докл. 4-я международная конференция DSPA-2002. СПб., 2002.

103. Щербаков Я.Ю. Применение турбо-кодов с М-позиционнымалфавитом в системах связи с низкой энергетикой // Телекоммуникации 2003-№12.- С. 30-35.

104. Эрроу К., Гурвиц JL, Удзава X. Исследование по линейному и нелинейному программированию. М.: Мир. - 1962.

105. Эрроу К.Дж., Гурвиц JI., Удзава X. Исследования по нелинейному программированию. М.: ИИЛ, 1962. -334 с.

106. Юдин Д.Б., Гольштейн Е.Г. Линейное программирование. М. Физматгиз. - 1963. -775 с.

107. Юдин Д.Б., Гольштейн Е.Г. Новые направления в линейном программировании. М. Советское радио. - 1966. -382 с.

108. Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы. Справочная книга. -М.: 1996.130