автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Разработка моделей и метода анализа вероятностно-временных характеристик протоколов сети ИНМАРСАТ-АЭРО

---'Л ^

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

М9РАД ШИЕЛДИН

РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И ИЕТОДА АНАЛИЗА ВЕРОЯТНОСТНО-ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОТОКОЛОВ СЕТИ ИНМАРСАТ-АЗРО

I

Специальность 05.13.13 - Вычислительные насини,

комплексы.системы и сети

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических илук

Москва -*1934

2

Я'

. , . - г - .

Работа выполнена на кафедре вычислительных начин,систем и сетей Московского энергетического института.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

ГОТОВСКИЙ П.В. Официальные оппонент«- доктор технических наук, доцент КЛИМАТОВ В.П.

кандидат технических наук,нач.отдела ЕОНДЛГЙЖО В.Я. Ведуяая организация - Гос НИИ "Аэронавигация"

I 2Ё.5. в

Защита состоится г. в аудитории*

-час Л*? мин на заседании специализированного Совета К05Э?18;О9 Московского энергетического института.

Отзывы о работе (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу : 105835, ГСП. Москва , Е-250, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый Совет МЭИ.

С диссертацией но«но ознакомиться в библиотеке МЭИ. -

Автореферат разослан "2%. " 199 4 г

Ученый секретарь специализированного Совета

K053.I6.09 кандидат технических наук, доцент

СЫЧЕВ Ю.В.

- 3 -

ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. В развитии индустрии обработки информации наступил новый период,базирующийся иа передовой компьютерной технологии и сетях связи,соединяющих в единое целое совокупность разнородных вычислительных машин,терминалов и других' источников информации.Объединение различных сетей в национальные и межнациональные ассоциации открывает новую возможность в индустрии обработки информации для нужд современного общества.

Одним из направлений в развитии интегрированных сетей является использование спутниковых сетей,которые позволяют создавать сетевые соединения между подвигними и неподвижными абонентами,находящимися на значительном расстоянии друг от друга,и оперативно изменять конфигурация сети,используя спутниковые радиоканалы,в которых применяются специальные протоколы.

Источниками и получателями информации в таких сетях является оконечное оборудование данных (00Д),имеющее интерфейс с сетевыми станциями связи,например,авиационное бортовое оборудование,подключенное к авиационной станции (АС) спутниковой свя- • зи,терминальное оборудование абонентских пунктов.взаимодействующих с наземными станциями С НС Э спутниковой связи и т.д.

Эффективность функционирования сетей в значительной степени ' зависит от используемых протоколов передачи,которые управляют установлением и разъединением соединений меяду абонентами, обеспечивают надеянуя передачу данных для какдого действуя-вего соединения и позволяю: мультиплексировать многие сетевые соединения через единый канал доступа к сети.

Следует отметить,что протоколы Физического,канального,сетевого уровней.используемые в спутниковых сетях.имеют свою специфику, связанную с необходимостью наведения антенны абонентских систем на спутник,выбором частотных рекимов работы передатчиков и Лриемников,значительным временем распространения сигнала и т.д.

Международных стандартов на спутниковые сети передачи данных еще нет.и они строятся на основе различных подходов.при чем, протоколы,используемые в сетях ЭВМ, не могуг быть полностью применимы,

В евчзи с этим,актуальной является разработка методов оцен-

ки характеристик протоколов связи в вычислительных сетях,учитывающих их специфические особенности,связанные,в частности,с применением спутниковых каналов передачи данных.

Актуальность тонн диссертационной работы подтвервдается также тем.что она является составной часть» комплекса науч-•но-исследоьательских работ.проводимых кафедрой ВИСиС МЭИ в соответствии г, планом НИР.

Цель работы. Целья диссертационной работы является разра-ботк... моделей и метода анализа вероятностно-временных 'характеристик .-Штоколов сетевого уровня и уровня звена данных спутниковой системы связи ИШРСПТ-АЗРО.

Наличие таких моделей, катодов и получение количественных результатов позволяет обоснованно выбрать параметры протоколов систем,согласованно,надежно,достоверно и своевременно обеспечивать обкен информацией.

Лля достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

!. разработать метод аналитического определения вероятност-' но-'Временных характеристик для оценки эффективности функционирования канального и сетевого уровней: .

2. исследовать аналитически протоколы канального и сетевого уровнен -интегрированной спутниковой сети ИННйРСйТ;

3. разработать имитационную модель для изучения .исследуемых сетевых протоколов;

4. исследовать протоколы канального и сетевого уровней с поисцыс имитационного моделирования и сравнить полученные результаты с результатами аналитических исследований;

5. разработать контроллер сопряжения имитационной модели с физическим уровнем для совместного изучения протоколов сетевого,канального и физического уровней;

6. смоделировать взаимодействие ЙС и НС на различных уровнях архитектуры системы КНЫАРСйТ (сетевом,канальном и физическом) с отображением процессов исполнения протоколов.

Кетоди 'исследования. Для определение функциональных характеристик протоколов использован аппарат теории вероятностей, теории градов, теории производящих Функций, высшей алгебры, а также методы имитационного моделирования. Для реализации алгоритмов выбора параметров протокола и моделирования работы про-

- 5 -

токолов использовано прикладное программирование.

Научная новизна. Научная новизна работы состоит:

- в создании метода определения вероятностно-временных характеристик для оценки эффективности протоколов в спутниковых сетях передачи данных с учетом наиболее существенных параметров протоколов и каналов связи:

- получении аналитических соотношений, которые позволяют определять вероятностно-временные характеристики эффективности Функционирования протоколов в интегрированной спутниковой сети ИНМЙРСЙТ и оптимизировать их параметр«;

- разработке аппаратно-программных средств моделирования, анализа .расчета характеристик эйяхтявпосм протоколов в спутниковых сетях передачи дайнах и их реализации.

Теоретическая ценность диссертации состоит в том. что разработанная методика аналитического моделирования и расчета характеристик эффективности протоколов мог;«: с.чгь использована для сетевых протоколов с различным уровнем сложности, а танке для исследования работы систем, в которых моделью ойгекта служит вероятностный граф с конечным числом состояний и дискретном временем.

Практическая ценность. Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что на основе применения разработанной методики получены математические модели и проведена аналитическая сценка характеристик протоколов спутниковой сети ИН-МйРСйТ для различных вероятностей ошибок в каналах связи и дак» рекомендации по оптимальному выбору параметров указанных протоколов; полученные с помощь»! разработанной имитационно:! моде-ли результаты дополняют результаты аналитических расчетов и позволяют оценить характеристики протоколов сети ЙКМЙРСЙТ в условиях Функционирования, близких к рйальним;отлакеннне на имитационной «одели модули могут переноситься в специализированный контроллер для управления радиостанциями; модульная структура разработанной имитационной модели позволяет ислользпвш ь ее для исследования других сетевых протоколов.

Реализация и внедрение результатов ра'оти. Материалы диссертационной работы были использован;::

-при составлении программы аналитических и имитационных моделей, позволяющих рассчитывать основные характеристики функци-

онирования протоколов сетевого, канального уровней спутниковой сети ИНМЙРСЙТ;

-при проектировании программной реализации протоколов спутниковой сети ИНМАРСЙТ ;

-при создании системы комплексной отладки аппаратно-программных средств совместно с приемно-нередаигцей аппаратурой ЙС.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на научно-те.шических семинарах в МЭИ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи. Результаты работы включены в .5 отчетов по КИР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав , заключения, списка литературы из 91 наименований и приложений. Основной текст диссертации изложен на 225 страницах, из которых 39 страницы занимают рисунки, 13 страниц -' таблицы и з страниц - список использованной литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и основные направления работы, приводится краткая характеристика решаемых задач и структура изложения материала.

В первой главе излагаются основные особенности спутниковых сетей, которые приводят к необходимости использования в них протоколов связи,обеспечиващих выполнение повышенных требований к достоверности передачи для каждой категории сообщений при ограничениях на вреия передачи , Необходимость учета таких требований взывает увеличение сложности спутниковых протоколов,что характеризуется большим разнообразием используемых форматов блоков и пакетов данных.большим числом параметров,требув-цих настройки!таких как .тайм-ауты, число повторных передач, длина блоков (пакетов) данных и др).

В работе исследуится протоколы авиационной спутниковой системы связи ИНМАРШ-ЙЗРО. Для дальнейшего исследования рассмотрены компоненты, входящие в сеть ИНМЙРСЙТ; описаны используемые физические каналы связи:канал Р. канал Я, канал Т и канал С и типы станций,используемых в соти ИНИАРСЙТ; дана об-цая конфигурация сети ИНКйРСйТ и раскрыта структура ее звеньев

передачи данных; описан« интерфейсы,имевшиеся мекду отдельными подсистемами, входящими б сеть,

Анализ литературы показал,что международных стандартов на спутниковые сети передачи данных еще не;,и они строятся на основе различных подходов, причин , протоколы,используемые а сетях ЭВМ, не могут быть полностью применимы. Осутствувт обцна методы определения вероятностно-временных характеристик для оценки эффективности функционирования сетевых соединений на различных уровнях архитектуры,учитывавшие существенные параметры протоколов и каналов передачи, А то зе врекя такие методы необходимы при проектировании ертей передач:', рзкних , потому что они позволяют оптимизировать параметры протоколов различной степени сложности в зависимости от состояния пьродайаей среди и рекимов работы. Все это определило выбор сформулированной цели диссертационной работы и ее задачи,

йтораа глава ' посвацека аналитической определений вероятностно-временных характеристик для оценки эффективности функционирования протокола канального уроыш сети ИНМЛРСВТ. Исследование указанного протокола производится для двухточечной его конфигурации при полудуплексном режима и не симметричном трафике. В исследованиях учитывается влияние на эффективность функционирования протокола канального уровня Фазы установления и разъединения связи; длительности тайм-аута; длины блока данных вероятности омиОик в канале связи; задержки распространенна сигналов по физическому каналу связи.

В этой главе предлагается развитие метода вероятностных графов для оценки' характеристик протокола связи канального уровня спутниковой сети Ш1ЛРСЙТ, таких как;среднее время передачи одного бита сообщения по информационному каналу Г и относительная пропускная способность С.

Рассматриваемый протокол включает ряд процедур с различным функциональным назначением;процедуру выбора спутника,процедуру подготовки авиационной станции к установлению связи с наземной станцией.процедуру установления связи авиационной станции.с наземной станцией,процедуру выхода авиационной станции из системы сету ИННАРСЙТ,процедуру передачи 1 приема данных.

Предложенный метод заключается в том,что для каядой из процедур протокола связи строится ориентированный вероятностный

граф перехода информационного канала из состояния,в котором он находился в начале выполнения процедуры,в состояние,соответствующее концу данной процедуры. Вершины вероятностных графов соответствуют различным состояниям,в которых монет находиться информационный канал,а ребра графов показывают возможные переходы меядц этими состояниями. С каждым ребром (переходом) связана элементарная производящая функция его вероятности и фиктивной переменной X, степень которой имеет смысл времени (в секундах), за которое происходит данный переход.

С помоцьи свертки вероятностных графов отдельных процедур определяется их производящие функции,а затем,с учетом последовательности выполнения процедур, результирующая производящая Функция для процесса обмена данными под управлением рассматриваемого протокола. Дифференцирование результирующей производящей функции по переменной X с, последующей подстановкой начального условия Х=1 дает величину,имеющую смысл среднего времени передачи сообщения по информационному каналу Тсооб.

Тогда оценку характеристик протокола канального уровня мои-

сР CP

но найти следующим образом: Т = ТсообЛсооб, С=С Ьда/Ут) / Т , где Lcog6 - длина сообщения, Ца - длина информационных бит в сообщении, Ut - техническая скор , ть передачи / приема по физическому каналу.

При построении модели сделаны следующие предполомения:время випоянен:15 г..у-.'.••¡го на графе является дискретны«: неза-

вигкчость отдельных эглпое выполнения протоколов; отсутствие 30í-ii,V40ci;i fprütüt! выполнения протоколов ЙС от нагрузки на НС.

Пг».дли»еничь методику проиллистрирдвм на примере процедуры м-.;чк схпСвсйЯ« -по информационному каналу. Изображенный на out. í гр*> пргизьодяаих ууиюдай вероятностей переходов процедц-х nr.i^zü-i» u'j t'.:ilо]к:ашюшюку каналу одног о сообщения иа 1,ли-•о t„ sí::.о ".щргм' от подвияной станции к наземной под управ-чп<чеу нот протокола сети ЙНИАРСпТ.

b-p'ji'i'c:! кзпногп графа соответствуют следуйте состояния Kriü.ñ.Yt,

'.. . чС-м- •*n<1,"!!¡í'.>f.orí> санала для передачи данных и настрой-■/.ь Г" ; пг:дг.ч.«г!0й станции на его частоту,

2, ч: <i< 1: ¡то -.'¡н сис.^чтя из трех кадров. ai,...an-i-

г-н"..'. '»¡чение. ' клхдого из которых подвижная

Рис.1. Гра.р производящих функцй вероятностей переходов процедуры передачи данных по информационному каналу

станция отдает приема подтверидения от наземной станции. а„ -окончание тайм-аута при ояиданни подтверждения на все сообщения (3 кадра).

3. Прием подтверждения с запросом на повторную передачу его части (2-х кадров из 3-х).

4. Окончание повторной передачи 2-х кадров сообщения. М,,. .. отрезки тайм-аута, в течение каждого из которых подвижная станция ошидает подтверждения повторной передачи 2-х кадров. Ьпа - окончание тайм-аута при ожидании подтверидения на 2 кадра.

3. Прием подтверждения на повторную передачу одного кадра сообщения.

6. Скончание повторной перрдачи 1 кадра сообщения. С1 ...С„ц-з - отрезки тайм-аута при ожидании подтверждения на повторную передачу 1 кадра. С«*- окончание тайм-аута при ожидании полтьеркденнл на 1 кадр.

?. Окончание приема подтверждения всего сообщения, Через Г обозначены элементарные производящие функции соответствующих переходов,

Б соответствии с разработанной методикой и в случае передачи сообщения из одного кадра,производящая функция переходов из состояния 5 в состояние ? вагнд : . .

гг, п11"-1 ,>11,г1)

ÍRÍ

íi'+ni.'TJ

где : Ров^ - вероятность ошибки в передающем блоке ; • Ромр - вероятность оынбки в приемном блоке;

Т^ - время передачи одного блока в передаваем тракте; ТР - время передачи одного блока в приемном тракте ; Пь - число шагов тайм-аута. Среднее время выполнения данного перехода определяется сле-духиим вцраяеннем :

пь 'к"1

TRI -- fri / * (i-Р^ДМt-

/«.i

^Z.Lí 1- 'ü-1 )]]'[í-

f í í- p^u^ríh ¡2[a-h^u-^-tZi?^ íh^W"^!

2 '

С i Í i -

которое позволяет оценить среднее время передачи сообщения из одного кадра в зависимости от вероятности ошибки в одном бите в канале сзязи и длины тайм-аута.

ч CP

С помои;ье расчета кд П?йЬ построени графики зависшзстев Т ,С от вероятности мибк» в каналб связи Pos, длин» информацион-

ной части передаваемых блоков данных 1дз и других и канала связи и протокола.

На рис, 2,3,4,5 показа»« примера некоторых из укдг.диккя графиков для случая,когда Мт - 600 бит/сеп.а ошибки и к.чнзс-; связи являются независимыми.

Анализ количественных результатов позволяет сделать следующие внводн : использование на канальном сеерточяого корректирующего кода, исправлявшего о«иСкн приводит к тому, что время установления связи не зависит от вероятности ошибки в

- 12 - -X

канале связи в исследуемом интервале ее значений (10-10 ) ;

среднее время передачи одного бита сообщения можно уменьшить, пели передавать сообщвиия из трех кадров по отношению к передаче спосцений из одного кадра; передача информации сообщениями из трех кадров позволяет увеличить пропускную способность канального соединения по сравнении с передачей сообщений из одного к^дра; увеличение числа переданных сообщений приводит к увеличе-. пни величины пропускной способности за счет уменьиения влияния флз установления и прекращения связи .

В третьей главе построены разработанные модели.отображающие ф.ушаишнироьание протокола сетевого уровня спутниковой сети ИН-МйРСй'Г. Лля проведения исследований протокола сетевого уровня использована та же методика,которая была описана в главе 2. Исследованы следующие вероятностно-временные характеристики протокола сетевого уровня: среднее время установления и освобождения логического канала; среднее время передачи одного сообщения сетевого уровня;среднве время сброса логического канала.

Рассматриваемый протокол включает ряд сетевых процедур с различным функциональным назначением: процедуру установления логического канала; процедуру установления логического канала с быстрой очисткой; процедуру передачи данных; процедуру сброса логического канала; процедуру освобоидения логического канала.

При исследовании сетевого уровня используются полученные в главе 2 результаты аналитического исследования протоколов канального уровня, в частности среднее время передачи одного бита сообщения канального уровня.которое может состоять из одного, двух, либо трех кадров информационного канала.

На рис.6 показан пример вероятностного графа для процедуры передачи данных по логическому каналу от подвияной станции к наземной под управлением сетевого протокола.

Верамнам данного графа соответствуй! следувцие состояния указанной процедуры',

0. Начальное состояние данной процедуры,Прием от локального" объекта басвих уровней блока данных сдуябы сети.

1. Разделение указанного блока на фрагменты и формирование из них полей ! иных блоков сетекего протокола ($НРГШ), Передача блоков 5НР0и на канальный уровень.

Рис.6. Граф производя«»« фцнкцй пя^г.дтн^ст«»«'; í:->.-.-«..v. процедуры передачи данных

2. Завормйнио процесса обработки SÎIPD'J на Keii.v;i.«v< ,

Включение тайн-аута зепкзшш от наземной станции Щ'Пй лодг эерждения дашшх.а!. .an. Конец интервалов ярсн-гни . ? твчечч-которых ожидается прием SîiPbU нидтворкдгчшл „• -мча ь> - --вершение тайч-зута ожидания SNP'i'i подгр'П'Уцчппй • 3. Начал? процесса сброса логическое■-, кайме..

4. Формирование 'Зяскэ сброс.; логнчеоког.: чан. Пг », ..v-ta eco на канальный уровень,

5. 'авероение процесса обр^откн or.v'"..: оро-. " '.'.а к.жальпг,',! уровне. Включение тайи-аога ояидлшш от нзз?ьний глицин подт-верядения сброса. Ы . Ли^ .Кинеи. üS5m<.;i,; . v течение

г.м.фих .^»дается прием подтверждения сброса. . Завершение ¡•л и м-а!) га ожидания подтверждения сброса,

Ь. Тчйы-лут закончен без приема подтверждения сброса. 7. Прием блока 5КР0и подтверждения данных и завершение данной ¡¡роцрццри.

.'!•> ¡тлучншнн.ь диссертационной работе Формулам и с помощью

се

I т. чи!п на ПЗЬЧ построены графики зависимости Т от вероятности мтлки ь одном битв в канале связи,величины тайм-аута и других и.з;,грсь. На рис. ?,И показана примеры некоторых из указанных п^р.чмь для глучай.когда ошибки в канале связи являются неза-Г!и, иными.

i¡¡iu выводи ; значение среднего времени установления логического канала, освобождения к сброса логического канала и передачи данных изненяюгея в зависимости от величины Рои только при Рош > lü'li только для случая,когда на канальном уровне не используется сьерточный помехоустойчивый код ; величина сетевого тайн-аута влияет на значения среднего времени выполнения сетевых процедур только а диапазоне значений дл тельности тайм-аута от 21 до 43 сек.ь случае когда Роь, = 10"» на используется код.

В чатво;>тйя гш>е разработана имитационная модель функцио-»ировьния про :колоь епцтниконой сети ИИКйРСАТ, позволявшая : проводить отладку протоколов прикладного, сетевого, канального '

и интерфейса канального и физического уровней системы ИНМ.ЧРСйТ для авиационной станции; отображать и тестировать процесс передачи данных на любом уровне; варьировать значения параметров -протоколов ЙС и вероятности оиибок в канале связи; вычислять следующие характеристики: пропускнуэ способность информационного канала(для протоколов канального уровня), среднее время передачи данных по информационным и логическим каналам и среднее время установления разъединения связи мекду сетевыми абонентами; получать программные модули протокольных реализаций для их использования в составе программного обеспечения микропроцессорных авиационных станций спутниковой сети ИНМАРСАТ.

Имитационная модель такие позволяет учитывать'влияние таких параметров протоколов.как число повторных.передач блоков данных,приоритеты сообщений,число попыток установления и разьединения связи,перерывы в синхронизации по битам на эффективность их функционирования,а также влияние ситуаций.связанных »снижением качества связи нияе допустимого уровня во время передачи данных.

Модель реализована на двух персональных компьютерах ПЭВМ! и ПЭВМ2. которые имитируют работу прикладного, сетевого, канального и интерфейса канального и физического уровней авиационной и наземной станции соответственно (см.рис 9).

Модель построена по модульному принципу и*представляет собой пакет программ в системе программирования ТУРБО ПАСКАЛЬ '05.5.

Имитационная модель является открытой : каждый ее модуль монет быть при необходимости изменен и могуть быть добавлены '• новые модули для расширения возможностей модели.

В пятой главе показана возможность применения разработанной имитационной модели для отладки протоколов прикладного, сетевого, канального, интерфейса канального и физического уровней и тестирования процесса передачи данных и получения экспериментальных характеристик,таких как : среднее время установления связи ЙС с НС , среднее время передачи одного бита сообщения канала Я из одного, двух и трех кадров и др.

Проведено тестирование протоколов системы ИНМЯРСЙТ во всех режимах работы и показано, что работа имитационной модели совпадает с алгоритмами, изложенными в руководящих материалах.

Рис.9. Структурная схема имитационной модели

Результаты иммитационного моделирования показаны на графике рис. 2 звездочками . Еидмо, что они хорошо совпадают с результатами, полученными с помощью аналитических исследований.

вывода

1. Рассмотрены особенности сетей со спутниковыми каналами. Показано что протоколы физического,канального,сетевого уровней, используемые в спутниковых сетях,имеют своя специфику,связанную с необходимостью наведения антенны абонентских систем на спутник,выбором частотных ренинов работы передатчиков и приемников, значительным временем распространения сигнала и т.д.

2. Для исследования выбрани протоколы сети ИНМАРСЙТ. Рассмотрены компоненты, входящие в сеть ИНМАРСЙТ. Описаны используемые физические каналы связи и тип" станций,используемых в сети ИШЯРСПТ. .Д<зна об«ая конфигурация сети ИНМАРСЙТ и раскрыта структура ее звеньев передачи данных. Описаны интерфейсы,имевчиеся между отдельными подсистемами, входящими в сеть,

3. Разработаны модели и предложена методика определения ве- '

роятностно-временных характеристик для оценки эффективности Функционирования сетевых протоколов,управляемого протоколом ИИ-МАРСЛТ.

Разработанная методика,использующая аппарат теории гра7 Фов,теории вероятностей.теории производящих функций.может быть использована и для исследования работы сетевых протоколов,управляемых другими протоколами, а также для исследования работы систем, в которых моделью обьекта слулит вероятностный граф с конечным числом состояний и конечным числом дискретных интервалов времени,

4. С использованием предлоиенной методики проанализирован и исследован протокол канального уровня сети ИНИЛРСйТ во всех режимах его функционирования. Выведены аналитические соотношения,которые позволяют определить вероятностно-временные характеристики эффективности функционирования канального уровня сети

ЛМЙРСЙТ.

5. Разработан паквт прикладных программ, позволяются проводить расчеты исследуемых характеристик, которно представлены в виде оиотеш графиков дтя анализа в оптимизации параметров протоколов канального уровня. .

Анализ количественных результатов позволяет сделать следующие выводы :

-использование на канальном уровне свертоЧного корректируя-щего кода, исправляющего ошибки приводит к тому, что вреня установления связи не зависит от вероятности ошибки в канале связи в исследуемом интервале ее значений ( 10* - 10 ) ;

-среднее время передачи одного бита сообщения мояно уменьшить на 47'/.. если передавать сообщения из трех кадров по отношению к передаче сообщений из одного кадра :

-передача информации сообщениями из трех кадров позволяет увеличить пропускную способность канального соединения на 40 У. по сравнения с передачей сообщений из одного кадра ;

' -полученные зависимости пропускной способности Сг от длины информационного поля кадра 1х позволяют оптимизировать значения последней с точки зрения максимума Сг ;

-полученные результаты показывают, что увеличение числа переданных сообщений приводит к увеличении величины пропускной способности за счет уменьшения влияния фаз установления и прек-

ранения связи.

Полученные результаты могут быть использованы для обоснованного Енйора параметров протокола канального уровня сети ИН-КАРСЙТ .

5. С использованием разработанной в гл.2 методики и полученных в результате расчетов значений среднего времени передачи одного бита сообщения на канальном уровне для различных рекимов • и условий функционирования проанализирован и исследован протокол сетевого уровня сети ИНМЙРСАТ.

Получены графовые модели процедур сетевого протокола на основании которых выведены аналитические соотношения для расчета среднего времени выполнения указанных процедур для различных . условий функционирования сетевого уровня.

По полученным аналитическим соотновениям с применением ПЛП проведены расчеты исследуемых характеристик .

7. Анализ количественных результатов для сетевого уровня позволяет сделать следующие выводы :

-значение среднего вре-мени установления логического канала, освобождения и сброса логического канала и передачи данных изменяется с зависимости от величины Рои только при Рои > 10* и только для случая,когда на канальном уровне не используется сверточный помехоустойчивый код ;

-величина сетевого тайм-аута влияет на значения среднего времени, выполнения сетевых процедур только в диапазоне значений длительности тайм-аута от 21 до 45 сек,в случае когда Рои = 10 и не используется сверточный код.

Л'лученние результаты могут быть использованы для выбора параметров сетевого уровня протокола ИНМйРСЯТ,

8. Разработана имитационная модель функционирования протоколов спутниковой сети ИНМАРСЙТ, позволяющая :

- производить отладку протоколов прикладного, сетевого, канального и'интерфейса канального и Физического уровней системы КНИАРСЯТ для авиационной станции;

- отображать и тестировать процесс передачи информации на любом уровне;

- варьировать значения параметров протоколов ПС и вероятности ошибок в канале связи;

- вычислять следующие характеристики: пропускную способ- '

ность информационного канала (для протоколов канального уровня), среднее время передачи данных по информационным и логическим каналам и среднее время установления разьединения связи меиду сетевыми абонентами;

- получить программные модули протокольных реализаций для их использования в составе программного обеспечения микропроцессорных вычислительных систем входящих в авиационные станции спутниковой сети ИНМАРСАТ.

Э. Имитационная модель реализована на двух персональных компьютерах ПЭВМ1 и ПЭВМ?,которые имитируют работу прикладного, сетевого , канального и интерфейса канального и физического уровней авиационной и наземной станции соответственно.

Модель построена по модульному принципу и представляет совой пакет программ в системе программирования ТУРБО ПАСКАЛЬ 1'5.5,

Имитационная модель является открытой- ¡каждый ее модуль монет быть при необходимости изменен и могуть быть добавлены новые модули . Это позволяет расширять возможности модели.

10. Показана возможность применения разработанной имитационной модели для отладки протоколов прикладного, сетевого, канального, интерфейса канального и физического уровней и тестирования процесса передачи данных и получения экспериментальных характеристик,таких как : среднее время установления связи АС с НС , среднее время передачи одного бита сообщения канала Я из одного, двух и трех кадров и др.

11. Проведено тестирование протоколов системы ИНМАРСАТ во всех режимах работы и показано, что работа имитационной модели совпадает с алгоритмами, изложенными в руководящих материалах.

12. Результаты .полученные посредством имитационного моделирования хорошо совпадают с результатами, полученными с помочью аналитических исследований.

13. Результаты диссертационной работы были использованы в МНИИРС :

' -при составлении программы аналитических и имитационных моделей, позволяющих рассчитывать основные характеристики функционирования протоколов сетевого, канального уровней спутниковой сети ИНМАРСАТ;

-при проектировании программной реализации протоколов спутниковой сети Ш1МЛРСАТ в МНИИРС;

- при создании системы комплексной отладки аппаратао-прог~ раг.г.ных средств ооекостио с присмю-перецаыцей аппаратурой АС.

Рабйти,он.у0ликоЕашше по теме диссертации :

1. Гототскнй Ю.Ь,, Фулдобиий A.A., Мурац М., Сшзченко АГН* Автаг/атпзироваыноо рабочее место пля проектирования и отладки аппаратных и щюграилшх средств сиотеми спутниковой связи ШК/ЛРСЛТ. // Тр. иоск.ьяерг. ин-та. IS92. . № 657. 0.81-83.

2.Аналитический'метоп. оценки характеристик протоколов связи в сетях передачи данных. Готовский'U.E., Мурац М. (САР), Фундобгшй A.A. // Семнадцатая мехвдлароцнан школа-семшшр по вычислительным сетям, Тезисы докладов. Часть '¿. МоокЕа- Алма-Ата. IS92. С. 32-36. ■

\UH. .1 ¿¿b Гярл* jQO __

Ти.ннра^чц M'-tll, К|и. in. ho »it|)Mi4iita«, I I.