автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Модели и алгоритмы идентификации и позиционирования мобильных средств связи в системах поддержки принятия решений

На правах рукописи

МАСЛОВ Владимир Алексеевич

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ МОБИЛЬНЫХ СРЕДСТВ СВЯЗИ В СИСТЕМАХ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Специальности: 05.13.01 - Системный анализ, управление

и обработка информации (приборостроение); 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникации

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

_ 1 ДЕК 2011

ПЕНЗА 2011

005004728

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Финогеев Алексей Германович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Камаев Валерий Анатольевич;

доктор технических наук, профессор Светлов Анатолий Вильевич.

Ведущая организация - ФГУП МКБ «Электрон» (г. Москва)

Защита состоится 23 декабря 2011 года, в на заседании дис-

сертационного совета Д 212.186.04 в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет», автореферат размещен на сайте Министерства образования и науки РФ.

Автореферат разослан -¿Л» ноября 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совега доктор технических наук,

профессор Смогунов В. В.

^-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение эффективности управления в технических системах выдвигает на первый план внедрение современных информационных и телекоммуникационных технологий для обеспечения лиц принимающих решение (ЛПР) оперативной информацией по результатам мониторинга и интеллектуального анализа объектов и процессов техногенного, антропогенного и природного характера.

В последние годы наблюдается быстрое развитие беспроводных технологий, используемых для доставки подобной информации на системы обработки информации с беспроводными модулями (БМ) персонала предприятий и ЛПР. Внедрение в различные сферы деятельности предприятий технологий сенсорных сетей, сотовой связи, спутниковой навигации позволяет разрабатывать новые модели и методы обнаружения, позиционирования и идентификации БМ, транспортного мониторинга, сбора, обработки и интеллектуального анализа информации.

Оптимизация управленческих процессов и повышение качества образования требуют объединения разных беспроводных технологий в плане создания и внедрения мобильного управления (m-maлagement), мобильного (т-1еапш^) и «повсеместного» (и-1еапш^) обучения. Диссертационная работа направлена на решение актуальной научно-технической задачи в области построения архитектуры беспроводной телекоммуникационной системы с возможностями обнаружения, позиционирования, идентификации БМ персонала и ЛПР в сфере промышленности и образования.

Для оценки и практической апробации предлагаемых моделей, методик и программно-аппаратных решений в работе была выбрана система городского теплоснабжения жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ). Известно, что большинство аварий в сфере ЖКХ происходит ввиду человеческого фактора, из-за неверной или неполной информации, по причине отсутствия должного контроля объектов инженерных коммуникаций и транспортных средств. В системах диспетчерского контроля и управления на предприятиях ЖКХ не используются новые технологии беспроводной связи за исключением сотовой телефонии.

Современная система высшего и среднего специального образования также требует создания и внедрения новых архитектур информационной среды для обеспечения мобильного «повсеместного» доступа студентов и преподавателей к образовательным ресурсам.

Научные исследования и результаты, изложенные в диссертации, основаны на работах Г. И. Худякова, М. А. Сивере, Е. В. Иванова, Б. А. Савельева, А. В. Светлова, А. М. Вершадского, В. П. Кулагина, В. А. Камаева, Л. А. Цымбала и других российских ученых, а также зарубежных, среди которых Р. МуНутаЙ, Т. НатаШпеп, С. 1л и др.

Актуальность диссертационных исследований обусловлена отсутствием в современных автоматизированных системах поддержки принятия решений специализированного математического, программного и технического обеспечений на базе современных беспроводных телекоммуникационных сетей для обнаружения, идентификации, позиционирования БМ и транспорта предприятия, управления доступом к информационным ресурсам и оперативной информации, получаемой с приборов промышленной автоматики.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка методик и моделей обнаружения, идентификации, позиционирования ЛПР и персонала с БМ для организации «повсеместного доступа к информационным ресурсам и поддержки принятия решений. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ современных беспроводных технологий, методик, алгоритмов и моделей обнаружения, идентификации и позиционирования БМ с целью выявления их достоинств и недостатков при организации «повсеместного доступа.

2. Разработать архитектуры проблемно-ориентированных систем обнаружения, идентификации и позиционирования в гетерогенной беспроводной среде для решения задач поддержки принятия решений и управления доступом на предприятиях сферы ЖКХ и образования.

3. Разработать компоненты специального математического и алгоритмического обеспечения системы обнаружения, идентификации и позиционирования БМ для решения задач управления и поддержки принятия решений.

4. Провести имитационное моделирование сегментов беспроводной телекоммуникационной сети с целью анализа сетевых характеристик, оценки взаимного влияния и помехоустойчивости БМ.

5. Разработать программно-технические средства обнаружения, идентификации и позиционирования персонала предприятия с БМ относительно точек доступа беспроводных сетей с привязкой к глобальным спутниковым системам навигации.

6. Провести апробацию разработанных компонент специального математического и алгоритмического обеспечения в системе диспетчерского контроля инженерных коммуникаций городского теплоснабжения и системе информационной поддержки в вузе.

Объектом исследования диссертационной работы является проблемно-ориентированная система поддержки принятия решений при идентификации, позиционировании и управлении доступом персонала и ЛПР с БМ в гетерогенной беспроводной телекоммуникационной среде с сегментами различных беспроводных технологий. К предмету исследования относятся компоненты специального математического

и алгоритмического обеспечения для обнаружения, идентификации, позиционирования и управления доступом персонала, студентов и преподавателей с БМ.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы теории управления, теории системного анализа, математического анализа и математической статистики, математического и имитационного моделирования, теории передачи данных, теории радиосвязи, теории радиолокации, теории информации.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

1. Предложена архитектура проблемно-ориентированной системы удаленного доступа для поддержки принятия решений в системе диспетчерского контроля инженерных коммуникаций городского теплоснабжения, которая в отличие от известных обеспечивает эффективное использование мобильных устройств для управления «повсеместным» доступом ЛПР и персонала к оперативной информации с результатами анализа показаний приборов автоматики, датчиков состояния техногенных объектов, автотранспорта предприятия.

2. Впервые предложена проблемно-ориентированная система удаленного доступа к информации приборов промышленной автоматики и другим информационным ресурсам с использованием разработанного специального математического и алгоритмического обеспечения для решения задач обнаружения, идентификации и позиционирования, что обеспечивает своевременность, оперативность и эффективность принятия управленческих решений.

3. Разработаны методики и алгоритмы решения задач обнаружения, идентификации, позиционирования БМ относительно источников радиосигналов беспроводных сетей (Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee) с привязкой к координатам спутниковых навигационных систем ГЛО-HACC/GPS для организации дифференцированного доступа к информационным ресурсам в диспетчерских системах контроля инженерных коммуникаций, которые в отличие от известных используют предложенные модели обнаружения БМ в зонах радиодоступа, позиционирования на базе оценки времени распространения МАС-кадров, калибровки по «радиоотпечаткам> и калибровки по уровню сигнала.

4. Разработаны имитационные модели и проведено имитационное моделирование Wi-Fi, Bluetooth и ZigBee сегментов беспроводной телекоммуникационной сети для оценки характеристик, параметров эксплуатации и критериев обеспечения эффективного функционирования транспортной системы для сбора, аналитической обработки информации о состоянии техногенных объектов и инженерных коммуникаций.

5. Разработана архитектура проблемно-ориентированной системы информационной поддержки преподавателей и студентов вуза, вклю-

чающая гетерогенную сетевую подсистему с беспроводными сегментами Wi-Fi, Bluetooth и GSM/WCDMA, которая в отличие от существующих обеспечивает принципы мобильного и «повсеместного» доступа к информационно-образовательным ресурсам вуза в плане поддержки процесса обучения и самообучения, реализует методы контроля и управления доступом на охраняемые территории, идентификации, персонифицированного учета и позиционирования абонентов с БМ.

Практическая значимость. Диссертационные исследования выполнены в рамках приоритетного направления «Информационно-телекоммуникационные системы» и способствуют развитию критических технологий создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии, технологий снижения риска и уменьшения последствий катастроф.

Предложенная методика позиционирования относительно источников радиосигналов в беспроводных сетях позволяет определять местоположение БМ в местах, где недоступны сигналы спутниковых систем навигации, что способствует своевременному предоставлению необходимой информации. Принципы «повсеместного» доступа преподавателей и студентов к информационным ресурсам учебно-методического характера с систем обработки информации с БМ в гетерогенном беспроводном телекоммуникационном пространстве позволяют повысить эффективность образовательного процесса вузов благодаря внедрению технологий мобильного и повсеместного» обучения.

Модели и методики обнаружения, идентификации и информационной поддержки принятия решений реализованы в реальном секторе экономики в системе городского теплоснабжения ЖКХ при создании программно-технических средств диспетчерского контроля инженерных коммуникаций и транспортного мониторинга, а также в сфере образования д ля построения беспроводного информационного пространства кафедры с целью организации доступа к информационным ресурсам и поддержки обучения студентов и работы преподавателей вуза.

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается совпадением результатов моделирования и экспериментальной проверки, внедрением и опытной эксплуатацией разработанных средств.

Положения, выносимые на защиту:

1. Архитектура проблемно-ориентированной системы удаленного доступа для поддержки принятия решений в системе диспетчерского контроля инженерных коммуникаций городского теплоснабжения.

2. Проблемно-ориентированная система удаленного доступа к информации приборов промышленной автоматики с поддержкой разработанных методик и моделей обнаружения, идентификации и позиционирования БМ ЛПР и персонала предприятия.

3. Методики и модели обнаружения, идентификации и позиционирования БМ относительно источников радиосигналов в беспрово,цных сетях Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee с привязкой к координатам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS для организации дифференцированного доступа абонентов к информационным ресурсам, использующие предложенные модели.

4. Имитационные модели сегментов Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee беспроводной телекоммуникационной сети для оценки характеристик, параметров и критериев эффективного функционирования системы для сбора и анализа информации о состоянии техногенных объектов и инженерных коммуникаций.

5. Архитектура проблемно-ориентированной системы для управления мобильным и «повсеместным > доступом к информационно-образовательным ресурсам вуза на базе гетерогенной телекоммуникационной системы с беспроводными сегментами Wi-Fi, Bluetooth и GSM/WCDMA.

Области исследования. Работа выполнена в соответствии с паспортами специальностей ВАК РФ:

• 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации, п. 5, частично 4, 9;

• 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций, п. 12.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационного

исследования внедрены в опытную эксплуатацию на МУП «Гортепло-сетъ» г. Кузнецк Пензенской области в системе оперативного дистанционного диспетчерского контроля инженерных коммуникаций городского теплоснабжения с целью своевременного обнаружения, идентификации, позиционирования и оперативной доставки информации на средства обработки информации с БМ ЛПР и аварийно-ремонтных бригад. Результаты исследования использованы при создании гетерогенного беспроводного сегмента сети Пензенского государственного университета, внедрены в учебный процесс кафедры <Информационные системы» Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства (Пензенский филиал).

Связь с научными программами. Исследования проводились в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011гг.)» по четырем НИР. Также исследования проводятся в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. по двум НИР.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях, семинарах и симпозиумах, среди которых XII-XIV между-

народные научно-практические конференции «Университетское образование» (Пенза, 2008-2010); VI-VIII международный научно-методические конференции «Инновации в науке, образовании и бизнесе» (Пенза, 2008-2010); XVI, XVn всероссийские научно-методические конференции «Телематика» (Санкт-Петербург, 2009-2010); VII Международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе» (Екатеринбург, 2010); I, II международные конференции «Молодежь. Наука. Инновации» (Пенза, 2010).

Публикации. По материалам диссертации издано 30 работ, из них 8 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 9 без соавторов.

В работах, выполненных в соавторстве, лично соискателю принадлежит: в (1, 2] - описание преимуществ развертывания системы с использованием Bluetooth-технологии, алгоритм определения местоположения; в [3-8] - описание принципов идентификации и позиционирования БМ, методология позиционирования, описание беспроводных сегментов гетерогенной информационной среды.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (143 наименования), приложения, содержащего акты внедрения. Основная часть изложена на 164 страницах, включает 34 рисунка и 10 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрена и обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, отражена научная новизна и приведены основные положения работы.

Первая глава посвящена вопросам применения систем информаг ционной поддержки в технических системах в целом, в системах в сфере ЖКХ и образования в частности. Рассмотрены требования к создаваемой системе информационной поддержки принятия решений с учетом мобильности ЛПР и сотрудников. В целях повышения эффективности системы управления необходимо обеспечить:

• «повсеместный» доступ к ресурсам системы с устройств обработки информация с БМ независимо от местонахождения ЛПР;

• возможность предоставления информации с учетом идентификации и определения местоположения ЛПР.

Сделан вывод о необходимости создания комплексной системы информационной поддержки, которая должна реализовывать принцип «повсеместного» мобильного доступа, технологии обнаружения, идентификации и позиционирования пользователей и ЛПР с БМ.

В главе выполнен обзор существующих систем информационной поддержки, ориентированных на мобильных пользователей, и технологий организации «повсеместного» доступа. Приведены существую-

щие методики обнаружения, идентификации и позиционирования БМ в целях поддержки принятия решений. Произведен аналитический обзор архитектур систем мониторинга и поддержки принятия решений.

Вторая глава посвящена описанию комплексного подхода к решению задачи позиционирования в гетерогенной беспроводной телекоммуникационной сети для поддержки принятия решений.

В рамках диссертации разработаны методики и модели построения гетерогенной транспортной среды, предполагающие использование различных технологий беспроводной связи. Для получения информации ЛПР в целях поддержки принятия решений необходимо решить комплексную задачу обнаружения, идентификации и позиционирования БМ относительно источников радиосигналов. Системы спутниковой навигации могут быть недоступны, а существующие методы позиционирования относительно станций сотовой связи имеют значительные погрешности. При этом оба способа обладают недостатком, заключающимся в их зависимости от работы третьих лиц. Существующие методики не рассчитаны на применение в единой гетерогенной сети. Для создания гетерогенного пространства были выбраны наиболее перспективные в плане широкого использования стандарты Bluetooth, Wi-Fi и ZigBee, работающие в безлицензионном диапазоне 2,4 ГГц.

В главе проведен анализ характеристик и особенностей данных технологий и выбраны следующие параметры радиосигнала для решения задачи обнаружения, идентификации и позиционирования БМ:

• индикатор уровня принятого сигнала RSSI (Received Signal Strength Indication), безразмерная величина;

• индикатор качества линии LQI (Link Quality Indicator), безразмерная величина.

На основании определения значения RSSI решена задача и разработана методика обнаружения БМ в определенных зонах доступа относительно источника радиосигнала. В стандарте IEEE 802.15.1 значение RSSI показывает разность между уровнем принятого сигнала и одной из границ «золотого» диапазона мощности GRPR (Golden Received Power Range). Тогда в целях обнаружения и позиционирования можно предложить следующую модель зависимости данного параметра от мощности: р = lOlog при р > 0; р = 10log jfi при р < 0; р = 0 при Put > Р,- > Ри, где Р, - мощность принятого сигнала, мВт; Put - мощность, соответствующая верхней границе GRPR, мВт; Рц - мощность, соответствующая нижней границе GRPR, мВт.

Выходная мощность сигнала Ро характеризуется безразмерной величиной TPL (Transmit Power Level), которую обозначим через г. Можно определить Pq = 1 мВт * 10^.

Далее предлагаются две методики позиционирования, основанные на известном методе трилатерации, но отличающиеся от существующих способом определения расстояний: на основе времени распространения сигнала AT и на основе RSSI.

Первая методика использует модифицированный способ позиционирования путем измерения времени распространения сигнала от передатчика до приемника. Для точного определения времени здесь требуется дорогостоящее оборудование, которое практически невозможно использовать в стандартных системах обработки информации.

Разработана методика оценки времени передачи не радиосигналов, а МАС-кадров в сетях Wi-Fi и ZigBee. Зная интервал времени между отправкой кадра и получением квитанции подтверждения приема для i-й базовой станции (БС) AT¿, время обработки запроса TPi и скорость распространения радиоволн с, определим расстояние как

г* — ---ÍX/>

'» 2

Здесь присутствует зависимость вычисления расстояния от времени обработки кадра, зависящего от загруженности Б С. Будем считать время обработки кадра гауссовской случайной величиной. Тогда для повышения точности позиционирования требуется проведение N контрольных измерений до каждого г-го узла и вычисление среднего значения ДТ?Р = w ■

Далее предлагается методика оценки расстояний по значениям RSSI, которая не зависит от времени обработки кадров, но требует калибровки. Поскольку для идеальной изотропной антенны интенсивность радиосигнала I = мощность принятого сигнала Pr — AI, где г - расстояние, м; Р0 - выходная мощность, мВт; А - эффективная площадь антенны, м2, то можно определить:

г2 = ККГ&А, (1)

где К = при р > 0; К = при р < 0 (безразмерная величина).

Поскольку Put, Pit и А неизвестны, следует проводить предварительную калибровку, т.е. определение зависимости значения RSSI от расстояния путем его измерения на известном расстоянии гс.

гс = (2)

Из (1) и (2) видно, что т — Допустим, что эффек-

тивная площадь принимающей антенны после калибровки не меняется. Для снижения влияния флуктуаций сигнала будем использовать среднее значение нескольких измерений в одной точке:

, / (Рс-.с)-( J

г = rcV 10-ár?--, (3)

где N - число измерений значений в одной и той же точке.

При этом, если считать р и т гауссовскими величинами, среднеквадратичное отклонение величины можно вычислить как аа = где а - среднеквадратичное отклонение исходной величины р - х. Видно, что точность результата зависит от числа измерений.

Для оценки точности проведен эксперимент. Калибровка БМ производилась на расстоянии 5 м между устройствами. При этом зафиксированы значения хс = 4, рс = -6. В соответствии с (3) и калибровочными данными построен график зависимости г от значений и ТРЬ (рис. 1) и график зависимости расстояния от (рис. 2). <рс=-6, тс=4, гс=5н) <рс=-6, гсЫ, гс-5м)

Следующая методика использует «радиоотпечжгки> (Radio Frequency Fingerprint) - вектора значений RSSI доступных. ВС. Отличие предложенной методики от существующих в том, что позиционирование БМ производится относительно источников радиосигналов независимо от беспроводной технологии сетевого сегмента. Методика включает шаги, перечисленные ниже.

1. Производится калибровка: для заранее определенных местоположений БМ создаются калибровочные вектора Fj. — (гх> .... г к) средних значений RSSI источников радиосигналов. Ввиду флуктуа-ций RSSI будем рассматривать компоненту вектора F как случайную величину, для которой сделаны предположения:

« рi независимы друг от друга для различных ц

* pi имеет гауссовское распределение;

* математическое ожидание рг обозначено как п — -jfe J2jL\ Рijt

* среднеквадратичное отклонение а = у-^ YljLiiPij ~ гг)2-

2. Для позиционирования БМ берется текущий радиоотпечаток S = (рг,р2, • • ■, Pn) и находится наиболее, близкий ему среди калибровочных векторов Fj в iV-мерном векторном пространстве Dist(SiFj) < Dist(S,F-K),k ф j, где DistQ - метрика, пространства. Расстояние D.p — Dist(S, F) в случае гёльдеровой нормы имеет вид:

35

-20 -15 -10 -5 0

RSSI

Рис. 1. Зависимость расчетного расстояния от RSSI и TPL

Рис. 2. Зависимость RSSI от расстояния при т — 4

где N - число точек доступа; р > 1 - параметр нормы и \Уг < 1 - коэффициент значимости БС, задаваемый для снижения влияния компонент 11881 источников с переменной мощностью на Вр.

3. Позиция БМ определяется как местоположение Ьсоответствующее найденному калибровочному вектору .Р,-.

Чтобы не производить полную калибровку системы при появлении новых БМ, введем в модель поправочный коэффициент гад, учитывающий их особенности. Это даст возможность быстрого добавления в уже откалиброванную систему новых БМ. Для его расчета по формуле (4) достаточно калибровки в одном из известных положений Ьк с соответствующим ему вектором Тогда расстояние Ор = 0. Проведя соответствующие преобразования, получим гад —

Итоговая модель с поправочным коэффициентом будет иметь вид:

п^^ц^т-п^2. (5)

»=1

Для оценки вероятности правильной выборки ближайшего отпечатка К из двух образцов Я = (г1,г2,...,глг) и IV ~ (гих,«^,...,«;^) в модели (5) предложено следующее соотношение:

где С - 2 Рг(го» - г4) + ~ ю1)> ^ ~ математическое ожи-

дание; ас - среднеквадратичное отклонение.

При выборе из множества отпечатков С к, где к 6 (1, К)\к ф с, верного Сс вероятность правильной выборки Рс можно найти как

к

Рс = {<?! < 0,..., Сс-! < 0, Сс+1 < 0.....Ск< 0} = П Р^Ск ^

В соответствии с (6) вероятность зависит от количества источников радиосигнала, расстояния между калибровочными точками и среднеквадратичного отклонения уровня сигнала. Таким образом, вероятность будет тем выше, чем больше расстояние между калибровочными точками и чем больше БС в системе.

Далее в главе рассмотрена методика получения глобальных координат (геопозиционирования) устройства после определения его локального местоположения внутри некоторой системы. Предложенная комбинированная методика глобально-локального позиционирования включает три этапа.

1. Позиционирование ВМ в локальной системе координат согласно рассмотренным ранее методикам.

2. Геопозиционирование опорных точек с использованием систем спутниковой навигации СРБ/ГЛОНАСС.

3. Координатное преобразование. Для перехода от локальной системы координат к геофизической в главе рассматривается алгоритм пересчета координат на основе аффинных преобразований.

Следующей задачей является идентификация БМ. Можно осуществить идентификацию по уникальному МАС-адресу устройства. Но существует возможность подделки МАС-адреса, поэтому требуется также аутентификация БМ. В главе предложена методика аутентификации кадров, включающая следующие шаги:

1. Для аутентификации кадра передатчик добавляет код, созданный с помощью ключа, секретного в данный момент времени.

2. Приемник хранит кадр до момента раскрытия ключа.

3. В установленный момент времени передатчик раскрывает ключ, а приемник с помощью этого ключа верифицирует сохраненный кадр.

4. Поскольку на момент получения кадра ключ был секретным, можно утверждать, что пакет был создан передатчиком и не был изменен в процессе передачи.

В третьей главе приводится описание двух разработанных архитектур гетерогенных информационных пространств и методики обеспечения «повсеместного мобильного доступа к информации.

Для описания архитектурной организации определены три основных иерархических уровня: прикладной, общесетевой и базовый. Приводится декомпозиция архитектуры по видам обеспечений: техническому, программному, математическому, алгоритмическому, информационному и организационному. Для каждого вида обеспечения предложены состав и три уровня отображения.

В первой части главы рассмотрена комплексная архитектура гетерогенной транспортной среды для мониторинга объектов системы городского теплоснабжения, таких как котельные и теплоцентрали, обеспечивающая сбор данных с приборов контроля и их передачу на диспетчерский пункт и системы обработки информации аварийно-ремонтных бригад и ЛПР.

Гетерогенное информационное пространство предназначено для обеспечения доступа к информации при работе распределенной системы мониторинга и диспетчерского управления, включающей в себя пять уровней: сенсорные сети теплоцентралей и котельных, сотовую сеть для связи с котельными, локальную сеть диспетчерского пункта, систему глобального позиционирования ОРЭ/ГЛОНАСС и 1Р-сеть для доступа к системе из любой точки.

Для оперативного реагирования и принятия решений руководители и аварийно-ремонтные бригады снабжаются системами обработки информации с модулями GSM/TJMTS связи и подключаемыми модулями ZigBee. Для принятия решений, координации действий в аварийных ситуациях необходимо также обеспечить мониторинг передвижений бригад на карте города и плане зданий. Система мониторинга позволяет отображать на цифровой карте оперативную информацию о местоположении занятых и свободных ремонтных бригад, зонах ответственности бригад, текущих авариях и их важности.

Доступ к информации через сеть ZigBee необходим для получения оперативной информации при нахождении на объекте. При таком доступе используется аутентификация по кадрам канального уровня.

Во второй части главы рассмотрены вопросы построения гетерогенного телекоммуникационного пространства в вузах с поддержкой принципов мобильного (m-leaming) и «повсеместного» (u-learning) доступа к информационным ресурсам университета.

Информационная система с мобильным беспроводным доступом должна поддерживать предложенные методики и алгоритмы обнаружения, идентификации и позиционирования БМ пользователей. Это дает возможность вести контроль доступа и персонифицированный учет студентов, преподавателей и сотрудников на территории университета по их БМ, контроль посещаемости, местонахождения и т.д.

Для работы системы предлагается распределенная архитектура гетерогенной сети с объединением трех беспроводных технологий и сегмента Ethernet со шлюзами в сеть Интернет. Архитектура включает:

• кластеры сенсорных узлов ZigBee;

• пикосети устройств связи с модулями Bluetooth;

• зоны доступа Wi-Fi с расширенным набором базовых служб;

• множество мобильных систем обработки информации, используемых для доступа к ресурсам сети;

• совокупность интерфейсных устройств, выполняющих шлюзование для объединения сегментов.

Архитектура гетерогенного пространства основана на распределённой модели взаимодействия со следующими принципами:

• участники сетевого взаимодействия равноправны;

• применяется единая IP-адресация;

• узлы сети могут использовать сервисы других узлов и предоставлять собственные;

• мобильные беспроводные узлы сети наряду со стационарными могут выполнять функции ретрансляции и маршрутизации пакетов;

• сетевая архитектура является открытой и масштабируемой.

Проведено имитационное моделирование работы сегментов беспроводной гетерогенной сети с помощью пакета OPNET Modeler 16.

Для сегментов Wi-Fi было смоделировано два способа размещения БС для покрытия заданной территории: с прямоугольными и гексагональными зонами покрытия. В обоих сценариях проведено моделирование работы 25 устройств с БМ, случайно распределенных в зоне покрытия сети, которые получают поток трафика 2 Мбит/с. Произведено сравнение полученных задержек TCP-протокола. Результаты показали, что сеть с гексагональными зонами покрытия более эффективна и обеспечивает значения задержек не выше 0,8 с, в то время как в сценарии с прямоугольными зонами покрытия максимальные задержки достигают 1,4 с.

Для сегмента Bluetooth моделировалась двунаправленная передача голосового трафика с использованием кодека G.723. В первом случае в сети работало одно устройство с БМ и сетевые задержки передачи не превышали 5 мс. Для пяти устройств задержка выросла до 8 мс.

Создана комплексная имитационная модель гетерогенного информационного пространства кафедры вуза, включающая также ресурсы университетской интранет-сети и глобальные Интернет-ресурсы. В модели присутствовали беспроводные сегменты Wi-Fi, Bluetooth и ZigBee. Результаты моделирования для сценария с интенсивным использованием сети, имитирующего работу студентов и преподавателей, показали, что гетерогенная сеть выбранной архитектуры обеспечивает приемлемое время отклика при одновременном доступе до 35 устройств с БМ.

В четвертой главе представлено описание программных средств, которые разработаны при создании архитектур гетерогенного пространства. Приведены результаты экспериментов по взаимодействию беспроводных сегментов гетерогенной сети, использующих общий диапазон 2,4 ГГц.

Описаны эксперименты по использованию разработанных методик позиционирования БМ в гетерогенной сети. Эксперименты проводились в лабораториях кафедры «Системы автоматизированного проектирования» ПГУ и подтвердили достоверность и обоснованность разработанных моделей оценки точности позиционирования. Выполнялось позиционирование в сети с 3, 4 и 5 ВС. В результате средняя ошибка позиционирования составила соответственно 2,5, 1,7 и 1 м, а о2 - 7, 3,6 и 1,1.

Также в главе приведено описание экспериментов по получению мобильного «повсеместного» доступа к информационным ресурсам вуза. Введенная в эксплуатацию гетерогенная телекоммуникационная сеть кафедры обеспечивает мобильный доступ к ее ресурсам пользова-

телей с устройствами с БМ через сегменты Wi-Fi, Bluetooth и Ethernet после соответствующей идентификации и позиционирования.

Далее в главе приводится описание работы подсистемы позиционирования и информационной поддержки аварийных бригад МУП «ГЬр-теплосеть» города Кузнецк, позволяющей диспетчерам и руководителям в реальном времени отслеживать их положение с точностью до нескольких метров, а также просматривать отчеты о передвижениях и маршрутах.

В заключении приводятся основные результаты и выводы диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате проведенного анализа беспроводных технологий, методик, алгоритмов и моделей обнаружения, идентификации и позиционирования БМ выявлены их достоинства и недостатки при организации «повсеместного» доступа.

2. Предложена архитектура проблемно-ориентированной системы обнаружения, идентификации и позиционирования с использованием гетерогенной беспроводной среды для решения задач поддержки принятия решений и управления доступом на предприятиях сферы ЖКХ, которая в отличие от известных обеспечивает эффективное использование устройств обработки информации с БМ для организации персонифицированного «повсеместного» доступа ЛПР и персонала к оперативной информации с результатами мониторинга показаний приборов автоматики, датчиков состояния техногенных объектов, автотранспорта предприятия.

3. Впервые предложена проблемно-ориентированная система удаленного доступа к информации приборов промышленной автоматики и другим информационным ресурсам с использованием разработанного специального математического и алгоритмического обеспечения для решения задач обнаружения, идентификации и позиционирования, что обеспечивает своевременность, оперативность и эффективность принятия управленческих решений.

4. Разработаны компоненты специального математического и алгоритмического обеспечения системы обнаружения, идентификации и позиционирования БМ относительно источников радиосигналов беспроводных сетей (Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee) с привязкой к координатам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS для решения задач управления и поддержки принятия решений, которые в отличие от известных используют предложенные математические модели обнаружения БМ в зонах радиодоступа, позиционирования на базе оценки времени распространения кадров канального уровня, калибровки по

«радиоотпечаткам» и калибровки по уровню мощности сигнала. Погрешность определения координат БМ по разработанным методикам в среднем не превышает 1 м при числе источников радиосигналов не менее пяти внутри зон, где отсутствуют сигналы GPS, что показывает повышение точности позиционирования в среднем на 20 % относительно известных методик, приведенных в первой главе.

5. Разработаны имитационные модели и проведено имитационное моделирование Wi-Fi, Bluetooth и ZigBee сегментов беспроводной телекоммуникационной сети для оценки характеристик, параметров эксплуатации и критериев обеспечения эффективного функционирования транспортной системы для сбора, аналитической обработки информации о состоянии техногенных объектов и инженерных коммуникаций.

6. Разработана архитектура проблемно-ориентированной системы обнаружения, идентификации и позиционирования с использованием гетерогенной беспроводной среды для решения задач поддержки принятия решений и управления доступом для образовательных учреждений, которая в отличие от существующих поддерживает принципы мобильного и «повсеместного» доступа к информационно-образовательным ресурсам вуза в плане под держки процесса обучения и самообучения, реализует методы контроля и управления доступом на охраняемые территории, идентификации, персонифицированного учета и позиционирования абонентов с БМ.

7. Разработаны программно-технические средства обнаружения, идентификации и позиционирования персонала предприятия с БМ относительно точек доступа беспроводных сетей с привязкой к глобальным спутниковым системам навигации.

8. Компоненты специального математического, алгоритмического и программного обеспечения для обнаружения, идентификации и позиционирования, а также архитектуры проблемно-ориентированных систем реализованы, апробированы и внедрены в опытную эксплуатацию в системе диспетчерского контроля городских тепловых сетей ЖКХ для поддержки принятия решений ЛПР, а также используются для обеспечения «повсеместного» и мобильного доступа к информационным ресурсам преподавателей и студентов вузов в беспроводной гетерогенной телекоммуникационной сети.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Маслов, В. А. Построение информационного пространства вуза с использованием беспроводной технологии bluetooth / В. А. Маслов, А. Г. Фиыогеев, Д, А. Кувшинников, А. А. Финогеев // Прикладная информатика. — 2008. — № 6(18). — С. 20-31.

2. Маслов, В. А, Методика идентификации и событийного управления мобильными устройствами на основе технологии bluetooth / В. А. Маслов, А. Г. Финогеев, А. А. Финогеев // Известил высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. — 2008. — Л* 2(6). — С. 64-71.

3. Мамов, В. А. Архитектура виртуальной обучающей среды с поддержкой технологий беспроводного доступа к информационным ресурсам / В. А. Маслов, А. Г. Финогеев, А. А. Финогеев // Дистанционное и виртуальное обучение. — 2010. — № 6(36).— С. 76-98.

4. Маслов, В. А. Оперативный дистанционный мониторинг в системе городского теплоснабжения на основе беспроводных сенсорных сетей / В. А. Маслов, А. Г. Финогеев, Б. В. Дильман, А. А. Финогеев // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2010. - Л* 3. - С. 27-36.

5. Маслов, В. А. Гетерогенное информационное пространство для поддержки учебного процесса на базе технологий беспроводной связи / В. А. Маслов, А. Г. Финогеев, А. А. Финогеев // Информатизация образования и науки. — 2011. — № 1(9). — С. 44-55.

6. Маслов, В. А. Система удаленного мониторинга управления сетями теплоснабжения на базе сенсорных сетей / В. А. Маслов, А. Г. Финогеев, Б. В. Дильман, А. А. Финогеев // Прикладная информатика. - 2011. - № 3(33).- С. 83-93.

7. Маслов, В. А. Мониторинг и поддержка принятия решений в системе городского теплоснабжения на базе гетерогенной беспроводной сети / В. А. Маслов, А. Г. Финогеев, В. Е. Богатырев, А. А. Финогеев // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2011. - Т. 3, № 10. - С. 73-81.

8. Маслов, В. А. Структура электронной образовательной среды с использованием гетерогенных сетей для доступа к информационным ресурсам / В. А. Маслов, А. Г. Финогеев, А. А. Финогеев // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2011. - № 1 (17). - С. 106-116.

Основные публикации в других изданиях

9. Finogeev, А. G. Interactive system for Information support museum visitors on base bluetooth technologies / A. G. Finogeev, V. A. Maslov, А. A. Finogeev, К. A. Bukin // Electronic Imaging k the Visual Arts. Proceedings of the EVA 2008 Conference, Florence. — Bologna, Italia : Le Officine Grafiche Technoprint, 2008. - Pp. 194-200.

10. Finogeev, A. G. Information support system for museum on base bluetooth technologies / A. G. Finogeev, V. A. Maslov, А. A. Finogeev, К. A. Bukin // Digital Heritage. Proceedings of the 14th International

Conference on Virtual Systems and Multimedia 2008. Short Papers.— Limassol, Cyprus : Archaeolingua, 2008. — Pp. 332-337.

11. Маслов, В. А. Преимущества гетерогенных беспроводных сетей при построении информационных пространств структурных подразделений вузов / В. А. Маслов // Сборник трудов VIII Международной научно-методической конференции -«Инновации в науке, образовании и бизнесе». - Пенза : РГУИТП, 2010. - С. 234.

12. Маслов, В. А. Идентификация и аутентификация пользователей в беспроводных сетях вузов / В. А. Маслов // Сборник статей V Международной научно-технической конференции «Аналитические и численные методы моделирования естественнонаучных и социальных проблем». — Пенза : Приволж. дом знаний, 2010. — С. 298-301.

13. Мас.106, В. А. Решение задачи идентификации и аутентификации пользователей в беспроводных сетях вузов / В. А. Маслов // Сборник научных работ всероссийского конкурса научно-исследовательских работ в области технологий электронного обучения в образовательном процессе. В 2 т. Т. 2. — Белгород : БелГУ, 2010. — С. 274-277.

14. Маслов, В. А. Мониторинг, локализация и информационная поддержка мобильных ремонтных бригад при устранении нештатных ситуаций в системах ЖКХ / В. А. Маслов // Сборник трудов Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах». В 2 т. Т. 1. — Пенза : Приволж. дом знаний, 2011. — С. 86-88.

15. Исследование методов и принципов управления информационными процессами в сенсорных и ячеистых сетях нового поколения : информационная карта заключительного отчета о научно-исследовательской работе но теме № 2.1.2/979 / А. Г. Финогеев, А. М. Бершадский, В. А. Маслов [и др.]. — Пенза : ПГУ, 2010.

16. Методы управления потоками мультимедийной информации в самоорганизующихся ячеистых сетях : информационная карта заключительного отчета о научно-исследовательской работе по теме № 2.1.2/4089 / А. Г. Финогеев, А. М. Бершадский, В. А. Маслов [и др.]. - Москва : РГУИТП, 2010.

17. Разработка фундаментальных основ теории организации сенсорных сетей : информационная карта заключительного отчета о научно-исследовательской работе по теме № 2.1.2/4204 / А. Г. Фипо-геев, А. М. Бершадский, В. А. Маслов [и др.]. — Москва : РГУИТП, 2010.

Научное издание Маслов Владимир Алексеевич

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ МОБИЛЬНЫХ СРЕДСТВ СВЯЗИ В СИСТЕМАХ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИИ

Специальности: 05.13.01 — Системный анализ, управление

и обработка информации (приборостроение); 05.12.13 — Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Подписано в печать 17.11.2011. Формат 60*84'/|б. Усл. печ. л. 0,93. Заказ № 711. Тираж 100.

Пенза, Красная, 40, Издательство ПГУ Тел./факс: (8412) 56-47-33; e-mail: iic@pnzgu.ru

Глава 1. Аналитическое исследование методов беспроводного доступа к информационным ресурсам предприятий с учетом позиционирования персонала, организации информационного пространства для решения задач мониторинга и поддержки принятия решений.

1.1. Современные технологии организации беспроводного информационного пространства.

1.2. Проблема позиционирования ЛПР и персонала предприятия для решения задач информационной поддержки принятия решений.

1.3. Аналитическое исследование технологий определения местоположения пользователя и мобильных средств связи.

1.4. Выводы.

Глава 2. Разработка моделей и методик решения задачи позиционирования для поддержки принятия решений в беспроводном информационном пространстве

2.1. Основные параметры регистрируемых электромагнитных сигналов для решения задачи позиционирования

2.2. Разработка методики регистрации параметров для локального позиционирования мобильных средств связи

2.3. Синтез модели и методики обнаружения мобильных устройств ЛПР и персонала предприятия.

2.4. Разработка моделей и методик локального позиционирования

2.5. Выводы.

Глава 3. Архитектура информационной системы предприятия на базе беспроводных технологических решений

3.1. Архитектура информационного пространства для поддержки работы предприятий- жилищно-коммунального хозяйства.

3.2. Архитектура беспроводного информационного пространства для поддержки процессов обучения в вузах

3.3. Методика идентификации мобильных средств связи в системах контроля и управления доступом.

3.4. Разработка моделей и имитационное моделирование беспроводных сегментов.

3.5. Выводы.

Глава 4. Экспериментальные исследования и практические аспекты внедрения разработанных моделей и методик

4.1. Исследование взаимного влияния различных сегментов гетерогенной беспроводной сети.

4.2. Анализ влияния работы различных БМ при доступе к ИР

4.3. Экспериментальное исследование работы сенсорных узлов и сетей.

4.4. Экспериментальное исследование позиционирования на кафедре САПР.

4.5. Программные инструментальные средства позиционирования для задач идентификации, управления доступом и поддержки принятия решений

4.6. Выводы. литература.

Повышение эффективности управления в технических системах выдвигает на первый план внедрение современных информационных и телекоммуникационных технологий для обеспечения лиц принимающих решение (ЛПР) оперативной информацией по результатам мониторинга и интеллектуального анализа объектов и процессов техногенного, антропогенного и природного характера.

В последние годы наблюдается быстрое развитие беспроводных технологий, используемых для доставки подобной информации на системы обработки информации с беспроводными модулями (БМ) персонала предприятий и ЛПР. Внедрение в различные сферы деятельности предприятий технологий сенсорных сетей, сотовой связи, спутниковой навигации позволяет разрабатывать новые модели и методы обнаружения, позиционирования и идентификации БМ, транспортного мониторинга, сбора, обработки и интеллектуального анализа информации.

Оптимизация управленческих процессов и повышение качества образования требуют объединения разных беспроводных технологий в плане создания и внедрения мобильного управления (т-таг^етепО, мобильного (т-1еагпк^) и «повсеместного» (и-1еагтг^) обучения. Диссертационная работа направлена на решение актуальной научно-технической задачи в области построения архитектуры беспроводной телекоммуникационной системы с возможностями обнаружения, позиционирования, идентификации БМ персонала и ЛПР в сфере промышленности и образования.

Для оценки и практической апробации предлагаемых моделей, методик и "программно-аппаратных решений в работе была выбрана система городского теплоснабжения жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ). Известно, что большинство аварий в сфере ЖКХ происходит ввиду человеческого фактора, из-за неверной или неполной информации, по причине отсутствия должного контроля объектов инженерных коммуникаций и транспортных средств. В системах диспетчерского контроля и управления на предприятиях ЖКХ не используются новые технологии беспроводной связи за исключением сотовой телефонии.

Современная система высшего и среднего специального образования также требует создания и внедрения новых архитектур информационной среды для обеспечения мобильного «повсеместного» доступа студентов и преподавателей к образовательным ресурсам.

Научные исследования и результаты, изложенные в диссертации, основаны на работах Г. И. Худякова, М. А. Сивере, Е. В. Иванова, Б. А. Савельева, А. В. Светлова, А. М. Бершадского, В. П. Кулагина, В. А. Камаева, Л. А. Цымбала и других российских ученых, а также зарубежных, среди которых Р. Му11ута1а, Т. Ната1атеп, С. 1л и др.

Актуальность диссертационных исследований обусловлена отсутствием в современных автоматизированных системах поддержки принятия решений специализированного математического, программного и технического обеспечений на базе современных беспроводных телекоммуникационных сетей для обнаружения, идентификации, позиционирования БМ и транспорта предприятия, управления доступом к информационным ресурсам и оперативной информации, получаемой с приборов промышленной автоматики.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка методик и моделей обнаружения, идентификации, позиционирования ЛПР и персонала с БМ для организации «повсеместного» доступа к информационным ресурсам и поддержки принятия решений. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ современных беспроводных технологий, методик, алгоритмов и моделей обнаружения, идентификации и позиционирования БМ с целью выявления их достоинств и недостатков при организации «повсеместного» доступа.

2. Разработать архитектуры проблемно-ориентированных систем обнаружения, идентификации и позиционирования в гетерогенной беспроводной среде для решения задач поддержки принятия решений и управления доступом на предприятиях сферы ЖКХ и образования.

3. Разработать компоненты специального математического и алгоритмического обеспечения системы обнаружения, идентификации и позиционирования БМ для решения задач управления и поддержки принятия решений.

4. Провести имитационное моделирование сегментов беспроводной телекоммуникационной сети с целью анализа сетевых характеристик, оценки взаимного влияния и помехоустойчивости БМ.

5. Разработать программно-технические средства обнаружения, идентификации и позиционирования персонала предприятия с БМ относительно точек доступа беспроводных сетей с привязкой к глобальным спутниковым системам навигации.

6. Провести апробацию разработанных компонент специального математического и алгоритмического обеспечения в системе диспетчерского контроля инженерных коммуникаций городского теплоснабжения и системе информационной поддержки в вузе.

Объектом исследования диссертационной работы является проблемно-ориентированная система поддержки принятия решений при идентификации, позиционировании и управлении доступом персонала и ЛПР с БМ в гетерогенной беспроводной телекоммуникационной среде с сегментами различных беспроводных технологий. К предмету исследования относятся компоненты специального математического и алгоритмического обеспечения для обнаружения, идентификации, позиционирования и управления доступом персонала, студентов и преподавателей с БМ.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы теории управления, теории системного анализа, математического анализа и математической статистики, математического и имитационного моделирования, теории передачи данных, теории радиосвязи, теории радиолокации, теории информации.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

1. Предложена архитектура проблемно-ориентированной системы удаленного доступа для поддержки принятия решений в системе диспетчерского контроля инженерных коммуникаций городского теплоснабжения, которая в отличие от известных обеспечивает эффективное использование мобильных устройств для управления «повсеместным» доступом ЛПР и персонала к оперативной информации с результатами анализа показаний приборов автоматики, датчиков состояния техногенных объектов, автотранспорта предприятия.

2. Впервые предложена проблемно-ориентированная система удаленного доступа к информации приборов промышленной автоматики и другим информационным ресурсам с использованием разработанного специального математического и алгоритмического обеспечения для решения задач обнаружения, идентификации и позиционирования, что обеспечивает своевременность, оперативность и эффективность принятия управленческих решений.

3. Разработаны методики и алгоритмы решения задач обнаружения, идентификации, позиционирования БМ относительно источников радиосигналов беспроводных сетей (Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee) с привязкой к координатам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS для организации дифференцированного доступа к информационным ресурсам в диспетчерских системах контроля инженерных коммуникаций, которые в отличие от известных используют предложенные модели обнаружения БМ в зонах радиодоступа, позиционирования на базе оценки времени распространения МАС-кадров, калибровки по «радиоотпечаткам» и калибровки по уровню сигнала.

4. Разработаны имитационные модели и проведено имитационное моделирование Wi-Fi, Bluetooth и ZigBee сегментов беспроводной телекоммуникационной сети для оценки характеристик, параметров эксплуатации и критериев обеспечения эффективного функционирования транспортной системы для сбора, аналитической обработки информации о состоянии техногенных объектов и инженерных коммуникаций.

5. Разработана архитектура проблемно-ориентированной системы информационной поддержки преподавателей и студентов вуза, включающая гетерогенную сетевую подсистему с беспроводными сегментами Wi-Fi, Bluetooth и GSM/WGDMA, которая в отличие от существующих обеспечивает принципы мобильного и «повсеместного» доступа к информационно-образовательным ресурсам вуза в плане поддержки процесса обучения и самообучения, реализует методы контроля и управления доступом на охраняемые территории, идентификации, персонифицированного учета и позиционирования абонентов с БМ.

Практическая значимость. Диссертационные исследования выполнены в рамках приоритетного направления «Информационно-телекоммуникационные системы» и способствуют развитию критических технологий создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии, технологий снижения риска и уменьшения последствий катастроф.

Предложенная методика позиционирования относительно источников радиосигналов в беспроводных сетях позволяет определять местоположение БМ в местах, где недоступны сигналы спутниковых систем навигации, что способствует своевременному предоставлению необходимой информации. Принципы «повсеместного» доступа преподавателей и студентов к информационным ресурсам учебно-методического характера с систем обработки информации с БМ в гетерогенном беспроводном телекоммуникационном пространстве позволяют повысить эффективность образовательного процесса вузов благодаря внедрению технологий мобильного и «повсеместного» обучения.

Модели и методики обнаружения, идентификации и информационной поддержки принятия решений реализованы в реальном секторе экономики в системе городского теплоснабжения ЖКХ при создании программно-технических средств диспетчерского контроля инженерных коммуникаций и транспортного мониторинга, а также в сфере образования для построения беспроводного информационного пространства кафедры с целью организации доступа к информационным ресурсам и поддержки обучения студентов и работы преподавателей вуза.

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается совпадением результатов моделирования и экспериментальной проверки, внедрением и опытной эксплуатацией разработанных средств.

Положения, выносимые на защиту:

1. Архитектура проблемно-ориентированной системы удаленного доступа для поддержки принятия решений в системе диспетчерского контроля инженерных коммуникаций городского теплоснабжения.

2. Проблемно-ориентированная система удаленного доступа к информации приборов промышленной автоматики с поддержкой разработанных методик и моделей обнаружения, идентификации и позиционирования БМ ЛПР и персонала предприятия.

3. Методики и модели обнаружения, идентификации и позиционирования БМ относительно источников радиосигналов в беспроводных сетях Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee с привязкой к координатам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS для организации дифференцированного доступа абонентов к информационным ресурсам, использующие предложенные модели.

4. Имитационные модели сегментов Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee беспроводной телекоммуникационной сети для оценки характеристик, параметров и критериев эффективного функционирования системы для сбора и анализа информации о состоянии техногенных объектов и инженерных коммуникаций.

5. Архитектура проблемно-ориентированной системы для управления мобильным и «повсеместным» доступом к информационно-образовательным ресурсам вуза на базе гетерогенной телекоммуникационной системы с беспроводными сегментами Wi-Fi, Bluetooth и GSM/WCDMA.

Исследования проводились в рамках областей, предусмотренных паспортом специальности 05.13.01:

2) Формализация и постановка задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации.

3) Разработка критериев и моделей описания и оценки эффективности решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации.

4) Разработка методов и алгоритмов решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации.

5) Разработка специального математического и алгоритмического обеспечения систем анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации.

12) Визуализация, трансформация и анализ информации на основе компьютерных методов обработки информации.

А также паспортом специальности 05.12.13:

5) Развитие и разработка новых методов дифференцированного доступа абонентов к ресурсам сетей, систем и устройств телекоммуникаций.

6) Развитие операционной среды, формирующей единство, синер-гетичность и адаптивность телекоммуникаций.

12) Разработка методов эффективного использования сетей, систем и устройств телекоммуникаций в различных отраслях народного хозяйства.

13) Разработка методов совмещения телекоммуникационных, измерительных и управляющих систем.

14) Разработка методов исследования, моделирования и проектирования сетей, систем и устройств телекоммуникаций.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационного исследования внедрены в опытную эксплуатацию на МУП «Гор-теплосеть» ЖКХ города Кузнецк Пензенской области в системе оперативного дистанционного диспетчерского контроля инженерных коммуникаций городского теплоснабжения с целью своевременного обнаружения, идентификации, позиционирования и оперативной доставки информации на мобильные средства связи ЛПР и аварийно-ремонтных бригад. Результаты исследования использованы при создании гетерогенного беспроводного сегмента университетской сети Пензенского государственного университета (ПГУ), внедрены в учебный процесс кафедры Информационные системы Пензенского филиала Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства.

Связь с научными программами. Исследования проводились в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011гг)», а именно: НИР «Разработка научных основ теории синергетического управления информационными процессами» (№ гос. регистрации 01200502708); НИР «Исследование методов и принципов управления информационными процессами в сенсорных и ячеистых сетях нового поколения»; НИР «Методы управления потоками мультимедийной информации в самоорганизующихся ячеистых сетях» (№ гос. регистрации 01200952023); НИР «Разработка фундаментальных основ теории организации сенсорных сетей» (№ гос. регистрации 01200952020). Также исследования проводятся в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы: НИР № 2010-1.1-113-025-062 «Теоретические и алгоритмические основы позиционирования, мониторинга и визуализации состояния мобильных объектов в информационном пространстве на основе самоорганизующихся беспроводных сетей»; НИР 2010-1.2.2-214-005-059: «Разработка системы идентификации по голосовым биометрическим показателям с использованием беспроводных самоорганизующихся сетей».

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и симпозиумах: XII-XIV международных научно-практических конференциях «Университетское образование» (Пенза, I

2008-2010); VI-VIII международных научно-методических конференциях «Инновации в науке, образовании и бизнесе» (Пенза, 2008-2010); XXXV международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Ялта-Гурзуф 2008); «Electronic Imaging the Visual Arts» (Florence, 2008); XVI, XVII всероссийских научно-методических конференциях «Телематика» (Санкт-Петербург, 2009, 2010); VII международной научно-методической конференции «Новые образовательные технологии в вузе» (Екатеринбург, 2010); 1,11 международной научно-практической конференции «Молодежь. Наука. Инновации.» (Пенза, 2010); научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ПГУ (Пенза, 2008-2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 30 печатных работы, из них 7 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 9 без соавторов.

В работах, выполненных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: в [1-3] - описание преимуществ развертывания системы с использованием ВкюиюЛ-тех-нологии, алгоритм определения местоположения; в [4-8] - описание принципов идентификации, локализации и позиционирования мобильных объектов, классификация методов позиционирования, методология локализации, описание беспроводных сегментов гетерогенной информационной среды.

Структура ,и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 143 наименований, приложения, содержащего акты внедрения. Основная часть работы изложена на 164 страницах, содержит 34 рисунка и 10 таблиц.

4.6. Выводы

1. Проведены экспериментальные исследования взаимного влияния сегментов гетерогенной беспроводной сети. Установлено, что их совместная эксплуатация желательна на неперекрывающихся частотах, т.к. в противном случае может наблюдаться значительное, до 35%, снижение скорости передачи данных в сети.

2. Проведено экспериментальное исследование работы сенсорных узлов, установлено, что передача данных возможна на расстоянии более 500 метров, но наличие препятствий (железобетонные конструкции, рельеф местности) может приводить к невозможности установления соединения.

3. Проведено экспериментальное исследование точности методики позиционирования на основе оценки времени передачи кадров канального уровня.

4. Проведено экспериментальное исследование точности методики позиционирования на основе оценки уровней сигналов, определена погрешность измерения расстояний при помощи данной методики.

5. Проведено экспериментальное исследование точности методики позиционирования с использованием «радиоопечатков», определена средняя ошибка для данной методики при использовании различного числа БС.

6. Описаны разработанные программно-инструментальные средства позиционирования для задач идентификации, управления доступом и принятия решений

Заключение.

В процессе диссертационных исследований достигнуты следующие основные результаты.

1. Проведен анализ предметной области, методик обнаружения, идентификации и позиционирования БМ. Выполнены исследования и анализ существующих способов и методик позиционирования в беспроводных сетях и сетях сотовой связи.

2. Впервые предложено комплексное использование разработанных методик обнаружения, идентификации, позиционирования ЛПР и персонала мобильными средствами связи для организации доступа к информационным ресурсам и получения оперативной информации с техногенных объектов в процессе поддержки принятия решений на предприятиях сферы ЖКХ, что позволяет повысить эффективность управления и устранить традиционные недостатки в плане предотвращения аварийных и внештатных ситуаций на инженерных коммуникациях.

3. Разработаны методики обнаружения, идентификации и позиционирования мобильных средств связи (БМ) ЛПР и персонала предприятия относительно источников радиосигналов в беспроводных сетях Bluetooth, WiFi, ZigBee на картах города и планах зданий, для передачи диспетчерской информации, оповещения о внештатных ситуациях, определения кратчайших маршрутов следования к местам аварий и т.д., в которых, в отличии от существующих, используются модифицированная модель оценки времени передачи MAC кадров, модифицированная модель оценки мощности радиосигналов, вероятностная модель с калибровкой по «радиоотпечаткам» источников сигналов, модель учета затухания радиосигнала без калибровки, а также впервые реализован алгоритм привязки локальных координат БМ к глобальным спутниковым координатам ГЛОНАСС/GPS.

4. Разработаны и исследованы имитационные модели подсетей гетерогенного информационного пространства, включающего сегменты WiFi, Bluetooth, ZigBee и Ethernet сетей, для определения характеристик и параметров их эксплуатации в единой телекоммуникационной среде, с целью реализации методики «повсеместного» доступа к информационным ресурсам в вузах и на предприятиях, а также методики получения и визуализации информации о состоянии техногенных объектов в системе оперативного диспетчерского контроля инженерных коммуникаций ЖКХ.

5. Разработаны и исследованы имитационные модели подсетей гетерогенного информационного пространства, включающего сегменты WiFi, Bluetooth, ZigBee и Ethernet сетей, для определения характеристик и параметров их эксплуатации в единой телекоммуникационной среде, с целью реализации методики «повсеместного» доступа к информационным ресурсам в вузах и на предприятиях, а также методики получения и визуализации информации о состоянии техногенных объектов в системе оперативного диспетчерского контроля инженерных коммуникаций ЖКХ.

6. Предложено архитектурное решение гетерогенной беспроводной телекоммуникационной среды для поддержки работы программно-технических средств диспетчерского контроля инженерных коммуникаций и организации доступа к оперативной информации с мобильных средств связи руководителей и со

162 трудников предприятий сферы ЖКХ, которое, в отличии от существующих, обеспечивает единую транспортную среду для сбора телеметрических данных, мониторинга состояния техногенных объектов, решения задач обнаружения, идентификации и позиционирования ЛПР и персонала, транспортного мониторинга.

7. Разработана архитектура гетерогенной информационно-телекоммуникационной среды на основе технологий WiFi, Bluetooth и GSM/WCDMA, которая в отличие от существующих, позволяет реализовать принципы мобильности и "повсеместности"для поддержки процесса обучения и самообучения в образовательных учреждениях с возможностью идентификации, персонифицированного учета, позиционирования, контроля действий и информационной поддержки преподавателей и студентов с БМ.

8. Предложены и внедрены в эксплуатацию программно-технические средства организации экспериментального гетерогенного информационного пространства кафедры вуза для решения задачи идентификации и управления «повсеместным» доступом студентов и преподавателей к образовательным ресурсам с поддержкой новых технологий мобильного m-learning и повсеместного u-learning обучения.

9. Разработанные модели, методики и средства реализованы в реальном секторе экономики в системе городского теплоснабжения ЖКХ и реальном секторе образования в виде кафедрального беспроводного сегмента университетского информационного пространства.

10. Разработаны методики идентификации по кадрам канального уровня, позволяющие идентифицировать БМ с целью управления и контроля доступа к информационным ресурсам.

11. Выполнены экспериментальные исследования точности позиционирования с использованием разработанных методик позиционирования с использованием модифицированной модели оценки времени передачи MAC кадров, модифицированной модели оценки мощности радиосигналов, вероятностной модели с калибровкой по «радиоотпечаткам» источников сигналов, модели учета затухания радиосигнала без калибровки, которые в целом показали снижение ошибки позиционирования на величину до 60% в сравнении с методиками, также не предполагающими оснащения БМ модулями спутникового позиционирования.

1. Маслов В. А., Финогеев А. Г., Кувшинников Д. А., Финогеев А. А. Построение информационного пространства вуза с использованием беспроводной технологии Bluetooth // Прикладная информатика. 2008. № 6(18). С. 20-31.

2. Маслов В. А., Финогеев А. Г., Финогеев А. А. Методика идентификации и событийного управления мобильными устройствами на основе технологии Bluetooth // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2008. № 2(6). С. 64-71.

3. Маслов В. А., Финогеев А. Г., Финогеев А. А. Архитектура виртуальной обучающей среды с поддержкой технологий беспроводного доступа к информационным ресурсам // Дистанционное и Виртуальное Обучение. 2010. № 6(36). С. 76-98.

4. Маслов В. А., Финогеев А. Г., Дильман Б. В., Финогеев А. А. Система удаленного мониторинга управления сетями теплоснабжения на базе сенсорных сетей // Прикладная информатика. 2011. № 3(33). С. 83-93.

5. Маслов В. А., Финогеев А. Г., Финогеев А. А. Гетерогенное информационное пространство для поддержки учебного процесса на базе технологий беспроводной связи // Информатизация образования и науки. 2011. № 1(9). С. 44-55.

6. Keen Peter G. W. Adaptive Design For Decision Support Systems. // DATA BASE. 1980. Pp. 15-25.

7. Мандрыкин А. В. Повышение эффективности системы управления рисками предприятия на основе СППР // Организатор производства. 2007. № 1. С. 26-35.

8. Weiser Mark. Human-computer interaction / Ed. by R. M. Baecker, J. Grudin, W. A. S. Buxton, S. Greenberg. San Francisco, CA, USA: Morgan Kaufmann Publishers Inc., 1995. Pp. 933-940.

9. Yahya Saadiah, Ahmad Erny, Jalil Kamarularifin. The definition and characteristics of ubiquitous learning: A discussion // International166

10. Journal of Education and Development using Information and Communication Technology (IJEDICT), 2010, Vol. 6, Issue 1 Scientific American Ubicomp Paper after Sei Am editing.

11. Smith Roger B. M-management for chairman // Vehicular Electronics and Safety, 2008. ICVES. IEEE International Conference 2008, pp. 156-162, Beijing.

12. Девянин П. H. Анализ безопасности управление доступом и информационными потоками в компьютерных системах. Москва: Радио и Связь, 2006. С. 176.

13. Сказка А. В. Обзор и анализ методов управления доступом // Материалы всероссийской конференция по математическому моделированию и информационным технологиям. Красноярск: ИД-СТУ, 2003. С. 43-47.

14. Защита от несанкционированного доступа к информации. Термины и определения. // Руководящий документ. Утверждено решением председателя Гостехкомиссии России от 30 марта 1992 г.

15. Смит Ричард. Аутентификация: от паролей до открытых ключей. Москва: Вильяме, 2002. С. 432.

16. Bendavid Y., Cassivi L. Bridging the gap between RFID/EPC concepts, technological requirements and supply chain e-business processes // Journal of Theoretical and Applied Electronic Commerce Research, Vol. 5, No 3. 2010. Pp. 1-16.

17. Ng Wee Siong, Cheng Justin. Delivering pertinent information services for consumers // 4th IEEE Asia-Pacific Services Computing167

18. Conference, IEEE APSCC 2009, Singapore, December 7-11 2009, Proceedings. 2009. Pp. 325-331.

19. Худяков Г. И. Концепция создания единой интеллектуальной транспортной системы в России: состояние и перспективы // Автотранспортное предприятие. 2010. № 8. С. 41-46.

20. Nelson Ekow. A future in content(ion) // IBM Global Business Services. 2008. P. 26.

21. Calin J.V. What is Bluetooth? // LAPTOP Magazine, 2004 (2). Pp. 8-10.

22. Лобунец Ирина Сергеевна. Самые продаваемые телефоны за 2007 год // http://www.mobile-arsenal.com.ua/articles/37/.

23. Yan Zhang, Jun Zheng, Miao Ma. Handbook of Research on Wireless. IGI Global snippet, 2008.

24. Legg Garry. ZigBee: Wireless Technology for Low-Power Sensor Networks // International Journal of Education and Development using Information and Communication Technology (IJEDICT), 2010, Vol. 5. P. 12.

25. Светлов А. В., Киреев А. О. Распределенная система энергетического мониторинга беспроводных сенсорных сетей // Известия

26. Южного федерального университета. Технические науки. 2011. № 5. С. 60-65.

27. Petrovic Dejan. ANALYSIS OF CONSUMER BEHAVIOUR ONLINE // Electronic Customer Relationship Management. US: M.E. Sharpe, Inc.

28. Бождай А. С., Бершадский A. M. Концепция мониторинга комплексной инфраструктуры территории. Изд-во ПГУ, 2010. С. 216.

29. Кунегин С. В. Технологии построения систем местоопределения // Труды Научной конференции по радиофизике. Изд. НГГУБ, Нижний Новгород. 2004. С. 122.

30. Peralta Laura-Rodriguez. Collaborative Localization in Wireless Sensor Networks // SENSORCOMM '07 Proceedings of the 2007 International Conference on Sensor Technologies and Applications.

31. Громаков Ю.А., Северин A.B., Шевцов В.А. Технология определения местоположения в GSM и UMTS // М.: Эко-Трендз. 2005. 144 с.

32. Porcino D. Performance of a OTDOA-IPDL positioning receiver for 3GPP-FDD mode // 3G Mobile Communication Technologies. 2001. Pp.221-225.

33. Grajski Kamil A., Kirk Ellen. Towards a Mobile Multimedia Age -SnapTrack Location-Based Services: A Case Study // Wirel. Pers. Commun. 2003.— August. Vol. 26. Pp. 105-116.

34. Lim Deok Won, Lee Sang-Jeong, Cho Deuk Jae. Design of an Assisted GPS Receiver and its Performance Analysis // International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS 2007), 27-20 May 2007, New Orleans, Louisiana, USA. IEEE, 2007. Pp. 1742-1745.

35. Gundlegaard D, Karlsson J M. Handover location accuracy for travel time estimation in GSM and UMTS // IET Intelligent Transport Systems. 2009. Vol. 3, no. 1. P. 87.

36. Battiti R., Brunato M., Villani A. Statistical learning theory for location fingerprinting in wireless LAN's // Technical Report, Oct. 2002.

37. Roos Teemu, Myllymaki Petri, Tirri Henry. A Statistical Modeling Approach to Location Estimation // IEEE Transactions on Mobile Computing. 2002. Vol. 1. No. 1. P. 1.

38. Roos Teemu, Myllymaki Petri, Tirri Henry et al. A Probabilistic Approach to WLAN User Location Estimation // International Journal of Wireless Information Networks. 2002. Vol. 9. N. 3. P. 155.

39. Prasithsangaree P., Krishnamurthy P., Chrysanthis P.K. An indoor -position location with wireless LANs // in Proc. IEEE International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC702), Lisbon, Portugal, Sept. 2002.

40. Иванов Евгений Владимирович. Определение координат в беспроводных сенсорных сетях: Кандидатская диссертация / Московский Физико-Технический Институт. 2008.

41. Sand Stephan, Mensing Christian, Dammann Armin. Positioning in wireless communications systems introduction and overview // Proceedings 18th Wireless World Research Forum (WWRF) Meeting. 2007.

42. Aassie Ali, Omar A. S. Time of Arrival Estimation for WLAN Indoor Positioning Systems.

43. Волков JI. H., Немировский М. С., Шинаков Ю. С. Системы цифровой радиосвязи // ЭкоТрендз. 2005. 392 с.

44. Kuo Sheng-Po, Tseng Yu-Chee, Wu Fang-Jing. A probabilistic signal-strength-based evaluation methodology for sensor network deployment // Ad Hoc and Ubiquitous Computing. 2005. Vol. 1, N. 1, P.3.

45. Милютин E. P., Василенко Г. О., Сивере М. А. и др. Методы расчета поля в системах связи дециметрового диапазона // СПб. Триада. 2003. 159 с.

46. Резников М. Б. Геолокация в сотовых сетях с использованием трех базовых станций // Труды Научной конференции по радиофизике. Изд. НГГУБ, Нижний Новгород. 2005. С. 202.

47. Худяков Г. И. Статистическая теория радиотехнических систем. М.: Академия, 2009. С. 397.

48. Benkic К, Malajner М, Planinsic Р, Cucej Z. Using RSSI and LQI values for distance estimation in wireless sensor networks based on ZigBee // 2008 15th International Conference on Systems Signals and Image Processing. 2008. Pp. 303-306.

49. Zimmermann H. OSI Reference Model-The ISO Model of Architecture for Open Systems Interconnection // Communications, IEEE Transactions on. 1980. Vol. 28, no. 4. Pp. 425-432.

50. Cano J. C., Gonzalez E., Calafate С. Power Characterization of a Bluetooth-based Wireless Node for Ubiquitous Computing // Wireless and Mobile Communications, 2006. ICWMC '06. International Conference on. 2006. P. 13.

51. Vía J., Santamaría I., Pérez J. Deterministic CCA-based algorithms for blind equalization of FIR-MIMO channels // IEEE Transactions on Signal Processing. 2007. — July. Vol. 55, no. 7. Pp. 3867-3878.

52. Rodriguez Luis R. The MadWiFi project. 2010. Ultimo acesso: 18/01/2010. URL: http : //madwifi-pro j ect. org.

53. Srinivasan Kannan, Levis Philip. RSSI is Under Appreciated // Proceedings of the Third Workshop on Embedded Networked Sensors (EmNets 2006).

54. Ding G., Sahinoglu Z. Link Quality Indicator Based ZigBee Network Routing Protocol. URL: http : / /www. merl. com/ pro j ects/zigbeenwk/.

55. Pothoven Steven. Bluetooth Proximity Monitor // Wireless Computing. 2005. Pp. 133-135.

56. Nadir Z., Elfadhil N., Touati F. Pathloss Determination Using Oku-mura-Hata Model And Spline Interpolation For Missing Data For Oman. 2008.

57. Финогеев А. Г., Бершадский A. M., Маслов В. А. и др. Разработка фундаментальных основ теории организации сенсорных сетей. Москва, 2010. Информационная карта заключительного отчета о научно исследовательской работе по теме № 2.1.2/4204.

58. Mailaender Laurence. On the Geolocation Bounds for Time-of-Arrival and All Non-Line-of-Sight Channels // EURASIP Journal on Advances in Signal Processing Volume 2008.

59. Berdyshev A. V., Avdeev Vladimir В., Panychev S. N. Ultrabroad-band Nonlinear Radiolocation // Telecommunications and Radio Engineering. 2008. Vol. 67, no. 12. Pp. 1081-1087.

60. Маслов В. А., Финогеев А. Г. Сравнительный анализ методов позиционирования в беспроводных системах связи // Труды XVI всероссийской научно-методической конференции Телематика 2009 / ИТМО. Т. 2. СПб: Университетские телекоммуникации, 2009. С. 283-284.

61. Pahlavan К., Li X., Makela J. P. Indoor geolocation science and technology // IEEE Commun. Mag., vol. 40, no. 2, pp. 112-118, Feb. 2002.

62. Sollich Peter. Bayesian Methods for Support Vector Machines: Evidence and Predictive Class Probabilities // Machine Learning Volume 46 Issue 1-3, pp. 12-23, 2002.

63. Yao Qingming, Wang Fei-Yue, Gao Hui et al. Location Estimation in ZigBee Network Based on Fingerprinting // Vehicular Electronics and Safety, 2007. ICVES. IEEE International Conference on 13-15 Dec. 2007, pp. 1-6, Beijing, ISBN: 978-1-4244-1265-5.

64. Leon-Garcia A. Probability and Random Processes for Electrical Engineering. Massachusetts: Addison Wesley, 1994.

65. Никифорова А.А., Флейс М.Э., Борисов М.М. Оценка и согласование географических и картографических данных // Известия РАН. Серия географическая. 2010. Вып.1. С. 120-127.

66. Кулагин В. П. Инновационные технологии и информатизация образования. М.: Янус-К, 2005. С. 180.

67. Камаев В. А., Давыдов Д. А., Дворянкин А. М., Кизим А. В. Учебно-методические комплексы в системе ресурсов информатизации образования: опыт проектирования // Педагогическая информатика. 2008. № 5. С. 132-134.

68. Финогеев Алексей Германович. Моделирование и исследование системно-синергетических процессов в информационных средах: Монография. Пенза: Изд-во ПГУ, 2004. С. 223.

69. Sheng Ро Kuo, Yu-Chee Tseng, Fang-Jing Wu. A probabilistic signal-strength-based evaluation methodology for sensor network deployment // Ad Hoc and Ubiquitous Computing. 2005. Pp. 3-5.

70. Маслов В. А. Идентификация и аутентификация пользователей в гетерогенных сетях учебных заведений // Труды II международной научно-практической Интернет конференции «Молодежь. Наука. Инновации». Пенза: РГУИТП, 2010-2011. С. 317-318.

71. Labiod Houda, Hossam Afifi, Santis Costantino. Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee and WiMax. Springer-Verlag GmbH, 2007.

72. Ribeiro Alejandro, Giannakis Georgios B. Separation principles in wireless networking. // IEEE Transactions on Information Theory. 2010. Pp. 4488-4505.

73. Goiser A., Khattab S., Fassl G., Schmid U. A New Robust Interference Reduction Scheme for Low Complexity Direct-Sequence Spread-Spectrum Receivers: Performance // CTRQ-2010. IEEE Conference Proceedings, 2010.

74. Савельев Б. А. Вычисления в системах помехоустойчивого кодирования и криптографии // Вычислительные системы итехнологии обработки информации: Межвуз. сб. науч. тр. Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004.

75. Савельев Б. А. Быстрое умножение в системах помехоустойчивой и криптографической защиты информации // Вычислительные системы и технологии обработки информации: Межвуз. сб. науч. тр. Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004.

76. Маслов В. А. Исследование взаимного влияния беспроводных сетей в инфраструктуре университета // Сборник статей XIII Международной научно-методической конференции «Университетское образование» / ПГУ. Пенза: ПДЗ, 2009. С. 227-229.

77. Gerling R W. Verschlüsselungsverfahren Eine Kurzübersicht // Datenschutz und Datensicherheit. 1997. Vol. 21, no. 4. Pp. 197-201.

78. Kurak Charles, McHugh John. A Cautionary Note on Image Downgrading // Computer Security Applications Conference. San Antonio, Texas, U.S.A.: 1992. Pp. 153-159. 05021.

79. Moskowitz I S, Miller A R. The Influence of Delay on an Idealized Channel's Bandwidth // IEEE Symposium on Security and Privacy. 1992. Pp. 63-67.

80. Venkatraman B R, Newman-Wolfe R E. Capacity Estimation and Au-ditability of Network Covert Channels // IEEE Symposium on Security and Privacy. Oakland, California, U.S.A.: 1995. Pp. 186-198.

81. Desmedt Y. Breaking the Traditional Computer Security Research

82. Barriers // European Symposium for Research in Computer Security. Vol. 648 of Lecture Notes in Computer Science. Toulouse, France: Springer-Verlag, 1992. Pp. 125-138.

83. Proctor N, Neumann P. Architectural Implications of Covert Channels // 15th National Ccomputer Security Cconference. Pp. 28-43.

84. Willcox D A, Bunch S R. A Tool for Covert Storage Channel Analysis of the UNIX Kernel // 15th National Ccomputer Security Cconference. Pp. 697-706.

85. Anderson M S, Ozols M A. Covert Channel Analysis for Stubs / Ed. by R. J. Anderson. Vol. 1174 of Lecture Notes in Computer Science. Isaac Newton Institute, Cambridge, England: Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1996. Pp. 95-113.

86. Handel T G, Sandford M T. Hiding Data in the OSI Network Model / Ed. by R. J. Anderson. Vol. 1174 of Lecture Notes in Computer Science. Isaac Newton Institute, Cambridge, England: Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1996. Pp. 23-38.

87. Meadows C, Moskowitz I. Covert Channels — A Context-Based View / Ed. by R. J. Anderson. Vol. 1174 of Lecture Notes in Computer Science. Isaac Newton Institute, Cambridge, England: Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1996. Pp. 73-93.

88. Keefe T F, Tsai W T. A Multiversion Transaction Scheduler for Centralized Multilevel Secure Database Systems // High-Assurance Systems Engineering Workshop. Niagara on the Lake, Canada: IEEE, 1996. Pp. 206-213.

89. Li X A, Fu J H, Song Y G, Yang H Y. Recursive mappings for computer virus // Chinacrypt '94. Xidian, China: 1994. Pp. 279-286.

90. Aucsmith David. Tamper Resistant Software: An Implementation / Ed. by R. J. Anderson. Vol. 1174 of Lecture Notes in Computer Science. Isaac Newton Institute, Cambridge, England: Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1996. Pp. 317-333. 28051.

91. Blaze M. Oblivious Key Escrow / Ed. by R. J. Anderson. Vol. 1174 of Lecture Notes in Computer Science. Isaac Newton Institute, Cambridge, England: Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1996. Pp. 335-343.

92. Maurer U. Information-Theoretically Secure Secret-Key Agreement by NOT Authenticated Public Discussion // Advances in Cryptography Eurocrypt '97. Konstanz, Germany: Springer-Verlag, 1997. Pp. 209-225.

93. Patel S, Sundaram G S. An Efficient Discrete Log Pseudo Random Generator // 18th Annual International Cryptology Conference. Vol. 1462 of Lecture Notes in Computer Science. Springer-Verlag, 1998. Pp. 304-317.

94. Griwodz Carsten, Merkel Oliver, Dittmann Jana, Steinmetz Ralf. Protecting VoD the Easier Way / ACM. Bristol, England: 1998. Pp. 21-28. 17093.

95. Shi Changgui, Bhargava Bharat. A Fast MPEG Video Encryption Algorithm/ACM. Bristol, England: 1998. Pp. 81-88.

96. Optical Engineering (SPIE). Vol. 3314. San Jose, California, U.S.A.: SPIE, 1998. Pp. 8-20. WWW.

97. Maurer U M. The role of information theory in cryptography // Fourth IMA Conference on Cryptography and Coding. IMA, 1993. Pp. 49-71.

98. D L Currie C E Irvine. Surmounting the Effects of Lossy Compression on Steganography // 19th National Information Systems Security Conference. Baltimore, Maryland: NIST, 1996. Pp. 194-201.

99. Hernández Juan Ramón, Pérez-González Fernando. Throwing more1.ght on Image Watermarks / Ed. by D. Aucsmith. Vol. 1525 of Lecturei

100. Notes in Computer Science. Portland, Oregon, U.S.A.: Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1998. Pp. 191-207.

101. Cachin Christian. An Information-Theoretic Model for Steganography / Ed. by D. Aucsmith. Vol. 1525 of Lecture Notes in Computer Science. Portland, Oregon, U.S.A.: Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1998. Pp. 306-318.

102. Ettinger J. Mark. Steganalysis and Game Equilibria / Ed. by D. Aucsmith. Vol. 1525 of Lecture Notes in Computer Science. Portland, Oregon, U.S.A.: Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1998. Pp. 319-328.

103. Zöllner J., Federrath H., Klimant H. et al. Modeling the security of Steganographic systems / Ed. by D. Aucsmith. Vol. 1525 of Lecture Notes in Computer Science. Portland, Oregon, U.S.A.: Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1998. Pp. 344-354.

104. Information Hiding: Second International Workshop / Ed. by D. Aucsmith. Vol. 1525 of Lecture Notes in Computer Science, Portland, Oregon, U.S.A., 1998. Springer-Verlag, Berlin, Germany.

105. Multimedia and Security Workshop at ACM Multimedia'98 / Ed. by J. Dittmann, P. Wohlmacher, P. Horster, R. Steinmetz; ACM. Vol. 41 of GMD Report, Bristol, United Kingdom, 1998. GMD - Forschungszentrum Informationstechnik GmbH, Darmstadt, Germany.