О.В. Рудакова1

1 ФГУП «НТЦ «Орион» (Москва, Россия)
1 rudakovaov@mcc.rsa.ru

Постановка проблемы. Непрерывное увеличение количества абонентов систем спутниковой связи (CCC) и повышение их потребностей к разнообразию и качеству предоставляемых услуг обусловили необходимость постоянного совершенствования методов и технологий уплотнения каналов. На уровне магистральных каналов связи ССС значительное распространение получили динамические мультиплексоры, обладающие возможностью учета текущих потребностей абонентов в передаче сообщений за счет изменения структуры кадра мультиплексированных цифровых потоков (МЦП). Возможности по перераспределению цифровых потоков абонентов в кадре МЦП существенно зависят от количества временных интервалов (ВИ) в кадре и ограничений, накладываемых используемым в системе управления динамического мультиплексора алгоритмом управления структурой кадра. Применяемые в настоящее время алгоритмы используют для кодирования позиций ВИ, выделяемых различным источникам сообщений в кадре МЦП абсолютную адресацию ВИ. Это обеспечивает высокие гибкость принятия решений относительно совокупности выделяемых ВИ и оперативность управления, однако приводит к необходимости выделения значительной доли ресурса пропускной способности канала связи с мультиплексированием для передачи сообщений канала управления (КУ) МЦП. В результате при повышении суммарной скорости уплотняемых в МЦП каналов до уровней, близких к пропускной способности канала связи с мультиплексированием, снижается качество обслуживания. В основном это связано с задержками в передаче, обусловленными снижением максимальной скорости вследствие выделения значительной доли пропускной способности канала для передачи сообщений в КУ МЦП. Необходимо рассмотреть модель самоподобного потока заявок в системах связи с динамическим мультиплексированием, применение которой позволяет более адекватно описывать процесс поступления заявок во времени и, как следствие, существенно снизить ресурс пропускной способности МЦП, необходимый для оперативного управления структурой кадра МЦП.

Цель. Обеспечить возможность аналитического и имитационного моделирования распределений интервалов времени между поступлением заявок на обслуживание в мультиплексорах с динамическим уплотнением, отражающего как марковские, так и фрактальные свойства процесса поступления заявок.

Результаты. Предложена аналитическая модель потока заявок на входе систем с динамическим мультиплексированием, учитывающая фрактальные свойства рядов распределений двоичных векторов различной размерности. Синтезирован алгоритм расчета распределений, основанный на представленной аналитической модели.

Практическая значимость. Реализация разработанной модели позволит адекватно отразить процесс поступления заявок на вход динамического мультиплексора и, как следствие, обеспечит возможность синтезировать более эффективные алгоритмы управления структурой кадра МЦП за счет учета марковских и фрактальных свойств распределений потока заявок.

Рудакова О.В. Модель самоподобного потока заявок на входе магистрального мультиплексора с динамическим уплотнением // Наукоемкие технологии. 2026. Т. 27. № 4. С. 63−72. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j19998465-202604-06

1. Основы государственной политики в области использования результатов космической деятельности в интересах модернизации экономики Российской Федерации и развития ее регионов на период до 2030 года. https://docs.cntd.ru/document/ 560853771.
2. Григорьев В.А., Григорьев С.В. Передача сообщений. СПб.: ВУС. 2002. 460 с.
3. Горшков А.А., Плахов А.В., Щуров К.С. Повышение оперативности передачи сообщений в каналах управления мультиплексированными цифровых потоков // Изв. Тульского гос. ун-та. Сер.: Технические науки. 2016. Вып. 9. С. 60–69.
4. Плахов А.В. Метод организации канала управления в системах видеосвязи с мультиплексированием // Изв. Тульского гос. ун-та. Сер.: Технические науки. 2018. № 9. С. 137–147.
5. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания: Пер. с англ. И.И. Грушко / Под ред. В.И. Неймана. М.: Машиностроение. 1979. 432 с.
6. Коношенко С.А. Анализ эффективности обеспечения качества обслуживания в мультисервисных сетях на основе известных алгоритмов маршрутизации // Изв. Тульского гос. ун-та. Сер.: Технические науки. 2014. № 9–2. С. 71–75.
7. Paxson V., Floyd S. Wide-Area Traffic: The Failure of Poisson Modeling. ACM SIGCOM'94. P. 257–268, 1994.
8. Сычев К.И., Сычев К.И. Многокритериальное проектирование мультисервисных сетей связи / Военная акад. связи. СПб.: Изд-во Политехнического ун-та. 2008. 271 с.
9. Шелухин О.И., Тенякшев А.М., Осин А.В. Фрактальные процессы в телекоммуникациях. М.: Радиотехник. 2003. 480 с.
10. Городецкий А.Я., Заборовский В.С., Мулюха В.А. Пропускная способность компьютерных сетей с фрактальными свойствами // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2009. № 3(80). С. 12–18.
11. Конышев М.Ю., Пушкин П.Ю., Смирнов С.В. и др. Моделирование двоичных марковских процессов, имеющих строго самоподобные свойства распределений двоичных векторов различной размерности // Перспективные материалы и технологии (ПМТ-2023): Сборник докладов Национальной научно-технической конференции с международным участием Института перспективных технологий и индустриального программирования РТУ МИРЭА. Москва. 10–15 апреля 2023 г. М.: МИРЭА Российский технологический университет. 2023. С. 201–206.
12. Патент № 2841349 C1 РФ, МПК G06F 7/58, H04L 9/00. n-связный Марковский генератор псевдослучайной двоичной последовательности / А.К. Вишневский, А.С. Грачев, М.Ю. Конышев и др. 2025.
13. Верификация криптографических алгоритмов на основе использования метода симуляции двоичных случайных последовательностей с заданными статистическими свойствами / В.А. Баранов, М.Ю. Конышев, А.А. Привалов, А.В. Шестаков // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2019. Т. 11. № 6. С. 45–52.
14. Беляев Д.Л., Близнюк В.И., Иванов В.А. и др. Метод направленного перебора рядов распределений в задачах моделирования марковских двоичных последовательностей // Промышленные АСУ и контроллеры. 2015. № 5. С. 47–51.
15. Таха Х. Введение в исследование операций: В 2-х книгах. Кн. 1. М.: Мир. 1985. 479 с.
16. Рудакова О.В. Формирование сообщений в каналах управления цифровых потоков с динамическим мультиплексированием на основе арифметической прогрессии // Наукоемкие технологии. 2026. Т. 27. № 1. С. 38–47. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j19998465-202601-04