Е.А. Спирина1, С.В. Козлов2, Э.А. Исмагилов3

1–3 Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А.Н. Туполева – КАИ (г. Казань, Россия)

1 EASpirina@kai.ru, 2 SVkozlov@kai.ru, 3 emil.ismagilov.00@mail.ru

Постановка проблемы. В гетерогенных сетях связи формируется сложная сигнально-помеховая обстановка, характеризующаяся большим уровнем внутрисистемных помех, существенно снижающих пропускную способность гетерогенных сетей связи. Одним из способов повышения пропускной способности таких сетей связи за счет эффективного снижения влияния внутрисистемных помех является применение метода комплексной оптимизации этих сетей. Однако его применение затрудняется сложностью реализации метода совместной динамической маршрутизации, лежащего в его основе. Поэтому разработка модификации метода совместной динамической маршрутизации применительно к большим гетерогенным сетям связи является актуальной задачей.

Цель. Разработать модификацию метода совместной динамической маршрутизации применительно к большим гетерогенным сетям связи.

Результаты. Проведен анализ применения метода совместной динамической маршрутизации для оптимизации распределения потоков данных в гетерогенных сетях связи. Показано, что основным ограничением применимости этого метода является вычислительная сложность нахождения оптимального маршрута передачи данных, для оценки которой получены соответствующие выражения. Разработана модификация метода совместной динамической маршрутизации, в которой учёт влияния внутрисистемных помех осуществляется на уровне сегмента подсети, а распределение данных между подсетями на уровне зоны. С использованием полученных выражений установлено, что вычислительная сложность реализации метода совместной динамической маршрутизации в этом случае зависит только от количества пользователей в зоне, что обеспечивает масштабируемость такого решения.

Практическая значимость. Применение разработанной модификации метода совместной динамической маршрутизации позволит использовать его для повышения пропускной способности больших гетерогенных сетей связи.

Спирина Е.А., Козлов С.В., Исмагилов Э.А. Модификация метода совместной динамической маршрутизации в гетерогенных сетях связи // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 4. С. 96−107. DOI: https://doi.org/10.18127/ j15604128-202404-08

1. El Helou M., Lahoud S., Ibrahim M., Khawam K., Cousin B., Mezher D. A Hybrid Approach for Radio Access Technology Selection in Heterogeneous Wireless Networks // Wireless Personal Communications. 2016. V. 86. № 2. P. 789–834. DOI 10.1007/s11277-015-2957-2.
2. Спирина Е.А., Козлов С.В., Бухарина А.А. Разработка модели трафика в гетерогенных сетях связи на основе экспериментальных данных // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 1. С. 92−110. DOI 10.18127/j00338486-202401-09.
3. Спирина Е.А. Метод комплексной оптимизации IP-сетей связи с внутрисистемными помехами // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2017. № 2(34). С. 6–18. DOI 10.15350/2306-2819.2017.2.6.
4. Спирина Е.А. Оптимизация распределения информации в фиксированных сетях широкополосного радиодоступа с учетом внутрисистемных помех // Журнал радиоэлектроники. 2015. № 9. С. 10.
5. Патент на изобретение RUS2784656 от 29.11.2022. Способ совместной динамической маршрутизации в сети связи с пакетной передачей сообщений / Козлов С.В., Спирина Е.А.
6. Kozlov S.V., Spirina E.A., Ashaev I., Bukharina A., Gaisin A.K. Novel Modification of the Collective Dynamic Routing Method for Sensors' Communication in Wi-Fi Public Networks // Sensors. 2022. V. 22. № 22. P. 8602. DOI 10.3390/s22228602.
7. Kozlov S, Spirina E. Novel Modification of Integrated Optimization Method for Sensor’s Communication in Wi-Fi Public Networks // Sensors. 2024. V. 24. № 5. P. 1395. DOI 10.3390/s24051395.
8. Xu W., Zhou H., Bi Y., Cheng N., Shen X., Thanayankizil L., Bai F. Exploiting Hotspot-2.0 for Traffic Offloading in Mobile Networks // IEEE Network. 2018. V. 32. № 5. P. 131–137. DOI 10.1109/MNET.2017.1700058.
9. Ху Т. Целочисленное программирование и потоки в сетях / Пер. с англ. И.Л. Бузыцкого, Е.В. Левнера, Б.Г. Литвака. Под ред. А.А. Фридмана. М.: Мир. 1974. 520 с.
10. VintenkovaY.S., Kozlov S.V., Spirina E.A. Bran collective dynamic routing optimal routes evaluation algorithm // Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. 2018. P. 1–3. DOI 10.1109/SOSG.2018.8350578.
11. Spirina E.A. Applying the Collective Dynamic Routing Method in IEEE 802.11ax Standard WI-FI Networks // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications. 2020. P. 1–6. DOI 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020. 9166048.
12. Спирина Е.А., Козлов С.В. Метод маршрутизации, обеспечивающий повышение пропускной способности IP сетей в условиях внутрисистемных помех // Журнал радиоэлектроники. 2015. № 12. С. 17.
13. Спирина Е.А. Комплексная оптимизация IP-сетей связи с целью снижения влияния внутрисистемных помех: дис. … док. техн. наук. Казань. 2018. 269 с.