Анализ эффективности функционирования сети связи в направлении «берег-море» на уровне сверхдлинноволновой радиолинии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.3396.946 DOI: 10.24412/2782-2141-2024-2-36-47

Анализ эффективности функционирования сети связи в направлении «берег-море» на уровне сверхдлинноволновой радиолинии

Жебрун А. М.

Аннотация. Цель работы: определение потенциально достижимых значений эффективности функционирования радиолиний диапазона сверхдлинных волн в направлении «берег-море» в зависимости от складывающейся сигналъно-помеховой обстановки и циркулирующей в ней нагрузки. Методы: оптимальная стратегия управления мощностью радиопередающим устройством или/и скоростью передачи информации может быть найдена в результате применения методов теории игр. При этом в работе предложена игра с дополнительным ограничением на множестве стратегий игроков, являющейся нетрадиционной для теории игр. При получении решения использовались методы линейного программирования, нелинейного программирования, пороговый и балансный. Новизна: для получения гарантированного выигрыша оптимальных стратегий обоих игроков целесообразно использовать пороговый и балансный методы, основанные на выполнении ограничений при использовании пары чистых стратегий второго игрока (баланс чистых стратегий). Для решения задачи анализа эффективности функционирования сети связи в направлении «берег-море» определяется обобщенный показатель эффективности ее функционирования. В качестве целевой функции, как наиболее в данном случае приемлемой, выбрана квадратичная форма показателя эффективности функционирования СДВ радиолинии. Результаты: осуществлена разработка алгоритма анализа эффективности функционирования сети связи в направлении «берег-море» на уровне СДВ радиолинии при выделении ресурса в интересах отдельных СДВ радиолиний и позволяющего, в отличие от существующих, учесть возможности подсистемы управления СДВ радиолиниями перераспределять имеющийся в их распоряжении ресурс в зависимости от складывающейся сигналъно-помеховой обстановки и текущей циркулирующей в сети нагрузки. Практическая значимость: в рамках разработанного алгоритма, кроме того, осуществляется выработка управляющих воздействий, предназначенных для изменения режимов функционирования СДВ радиолиниями с целью поддержания требуемого качества связи. Также наряду с экономией затрат ресурсов выигрыш в энергопотенциале СДВ радиолиний приводит и к повышению ее разведзащищенности.

Ключевые слова: балансный метод, гарантированное значение выигрыша, обобщенный показатель эффективности, радиолиния, радиопередающее устройство, сверхдлинные волны, смешанная стратегия матричной игры, теория игр.

Введение

Различные условия функционирования радиолиний диапазона сверхдлинных волн (СДВ) показывают необходимость определения их потенциально достижимых значений эффективности в зависимости от складывающейся сигналъно-помеховой обстановки и циркулирующей в ней нагрузки. При этом возникает задача в определении гарантированных значений показателя эффективности функционирования СДВ радиолиний в процессе управления режимами функционирования, которые обеспечивают оптимальное распределение имеющихся ресурсов в зависимости от имеющейся обстановки.

В статье рассмотрим функционирование СДВ радиолинии в направлении «берег-море», с возможностью управления мощностью радиопередающего устройства (РПдУ), необходимого для обеспечения требуемого качества связи. В состав РПдУ входят передатчик и антенно-фидерное устройство. Следует отметить, что при совпадении направления прихода сигнала и помехи такая задача вырождается в задачу управления излучаемой мощностью. Управление скоростью передачи информации осуществляется за счет использования кодовых конструкций с различной избыточностью, что соответствует дискретному переключению градаций информационного формата сообщений пользователей.

1. Решение задачи управления скоростью передачи информации

в СДВ радиолинии

При управлении мощностью передатчика множество значений управляемых параметров gUiGGv, г—^щ имеет следующий вид Gv ={/рпду}' а при управлении скоростью передачи информации Gu=\Ci], и каждое значение gŒ соответствует текущему состоянию СДВ радиолинии. Каждому элементу gUi^Gu, Gv = {^пдм} ((Q/={Ç})) можно поставить в однозначное соответствие элемент gVj множества Gv — {g^}, j — 0,nv, равный минимально необходимой мощности помех gvj = Pnj, которую система радиоподавления должна выделить для полного подавления СДВ радиолинии, находящейся в i-м состоянии

&i={W (Sui={Ci}) ш-

Оптимальная стратегия X* управления мощностью РПдУ или/и скоростью передачи информации может быть найдена в результате решения игры Г(Ъ,М,АР) {r{L,M,Cj).

Стратегия первого игрока (СДВ радиолинии) в ней заключается в выборе распределения вероятностей А, = {Àj}, i = \nu, где \ - вероятность установления i-ro состояния gm — {^щу}

СДВ радиолинии, XgL, где L - множество допустимых распределений X. Однако, при управлении мощностью РПдУ эта игра имеет одну немаловажную особенность -существует ограничение на множестве стратегий первого игрока, заключающееся в ограничении средней величины расходуемых энергетических ресурсов:

£

- ^РПдУ, (1)

г=1

Стратегия второго игрока (система радиоэлектронного подавления (СРП)) заключается в выборе распределения вероятностей М- = {|ыД j = О, Пу ? где (Ху -вероятность установления у-го состояния gvj — Pпj СРП противника; \ХЕ.М, где М -множество допустимых распределений ц, которое в данном случае принимает вид [2]:

Ё|Уп/=^1, (2)

_ 7=0 ' ^

где Ри — мощность помех, в среднем за время Т выделяемая СРП для подавления СДВ

радиолинии, Т — длительность функционирования СДВ радиолинии, она же длительность ее радиоподавления.

В представленной игре средний выигрыш СДВ радиолинии эквивалентен показателю выигрыша затрат энергетических ресурсов (мощности РПдУ) АР при выборе игроками своих стратегий:

(3)

1=0 7=0 7 7 )

При управлении скоростью передачи информации выигрыш эквивалентен средней реализованной скорости передачи информации С. При этом:

- - (4)

;=о у=о

Игра с дополнительным ограничением на множестве стратегий игроков является нетрадиционной для теории игр, поэтому в [3] были разработаны специальные методы ее решения. Это методы линейного программирования, нелинейного программирования, пороговый и балансный. Произвести вычисление гарантированного выигрыша можно с

использованием любого метода, но для определения оптимальных стратегий обоих игроков целесообразно использовать пороговый и балансный методы. Обычно используют балансный метод, который основан на выполнении ограничения (2) при использовании пары чистых стратегий второго игрока (баланс чистых стратегий). Например, если справедливо неравенство:

Рш<Ри<Рт, (5)

и Рио <Рщ <....<РцПу , то для того, чтобы не нарушать условие (2), второй игрок может использовать только следующие пары своих чистых стратегий: -РПо^т>

РтРт, РтРт?РщРтыу> причем для каждой пары Лъс^пр должно выполняться уравнение баланса:

^Па^хр + " ^хр) - ^П, где = ^ - коэффициент баланса 0<^<1.

Кр-

иц

р -Р

1 пр 1 ш

если Р>а,

(6)

(7)

(8)

1, если Р=а, т. е. Рщ =РШ =РП. В общем случае число таких пар чистых стратегий:

Хг+\)-(пу-г\ приРп(г)<Рп<Рп(г+|), г-(пу-г)+\, при/^ =РП, г>\. На этом основании можно перейти к рассмотрению игры Г*(Ь, М, С) у которой в качестве чистых стратегий второго игрока (^ = 1, Иу) выступают пары его чистых стратегий в исходной игре Г{Ь, М, С), связанные условием (6), стратегия второго игрока заключается

в выборе в игре ^{Ь, М', С) распределения вероятностей ц' = £) = \Ыу [4].

Изоморфность игр Г{Ь, М1, С) и Г\Ь,М,С) обеспечивается при выполнении следующих условий:

Пгг Пу Пц Ыу

1=1 у=0 ¿=1^=1

(9) (10)

Если РЩг) <РП< РЩг+1), то

^=1

при о = 0, г,

Р=г+1

а=0

(11)

если Ри=РЩг),г>\,то

Р=Г+1

приу<г, при7 = г,

(12)

Из [4] известно, что для того, чтобы X = "jA^ i = \ i\j была оптимальной смешанной стратегией матричной игры Г*{Ь, Mf, С) и платежной матрицей

Id, 1 Пи ^з = 1 NV и ценой игры (гарантированным значением выигрыша первого игрока)

необходимо и достаточно выполнение следующих неравенств:

л ц

(13)

г=1

Аналогично для второго игрока для того, чтобы М* = ^} ^= -I Ny была

оптимальной смешанной стратегией второго игрока, необходимо и достаточно выполнение следующих неравенств [5]:

Л* &

Кроме того, А и Ц должны удовлетворять условию, свойственному для любых вероятностных распределений, т. е.

¿С^ 1=Хпи. (14)

Л* г*

Кроме того, Л и Ц должны удовлетворять условию, свойственному для любых вероятностных распределений, т. е.:

]>%=1, ^ >0, i = \nu^ (15)

Разделим неравенства (13), (14) и (15), (16) на С и введем обозначения:

~ Pxi

и

мТ/С* — Ру^. Тогда получим (13) - (16) в следующем виде:

i^-Pxi^l Pxi^Q, (17)

i=i / i=i

ЪьтУе* fti^p^x р^. (18)

Так как первый игрок стремится найти такие значения Xi и, следовательно, pxi,

*

чтобы цена игры была максимальна, то решение задачи поиска А, сводится к нахождению таких неотрицательных значений pxi, при которых:

f^Pxi->min; -pxi> 1. (19)

(=1 i=1

t*

Так как второй игрок стремится найти такие значения М^ и, следовательно, Ру^,

г*

чтобы цена игры была наименьшей, то решение задачи поиска Ц сводится к нахождению

таких неотрицательных значений р^, при которых:

Ж Ж

ХРуЕ -»max; PyE^l (20)

t=\ t=\

Формулы (19) и (20) выражают двойственные друг другу задачи линейного программирования, для решения которых имеются апробированные методы, например

С*

- * Ж. XI' - ' На

основе которых рассчитываются значения вероятностей Ы и Ц^ .

У игры Af, С) и Г{Ь,М,С) оптимальная стратегия первого игрока X и

гарантированное значение его выигрыша С совпадают. Зная оптимальное распределение ц' в игре Г{Ь, Л/*, С) и используя обратные преобразования (11)и(12) балансного метода, легко

определить искомую оптимальную стратегию Ц = } второго игрока в игре Г{Ъ, М, С).

Из этого следует, что определение оптимальных значений управляющих воздействий осуществляется в два этапа, причем определение текущего гарантированного значения СДВ радиолинии определяется на первом этапе, что, по сравнению с существующими методами, повышает оперативность процесса анализа эффективности, который производится одновременно с принятием решения на управление, а не до него.

2. Алгоритм управления мощностью радиопередающего устройства

в СДВ радиолинии

Наряду с рассмотренным управлением скоростью передачи информации на уровне СДВ радиолинии необходимо рассмотреть алгоритм управления ее энергопотенциалом (мощностью РПдУ). В этом случае каждый элемент множества Gv сам является множеством, состоящим из двух элементов:

aft^fenflV.V«}, (21)

где ^рпд^Уг - соответствующие i-му состоянию СДВ радиолинии значение мощности РПдУ. Существует интервал стационарности Д/—»0, в пределах которого помеховая обстановка не меняется. В этом случае энергетические затраты на j-ш интервале

Ai,

(j = ^>п>п = Г/^: где Т—>оо - длительность функционирования СДВ радиолинии) определяются соотношением порога помехоустойчивости Сту, соответствующего текущим значениям -'рпд'у» V/ и действующей на этом же интервале мощности помех Рш. Проведем следующие уточнения: пусть 1 = \пР - /-я градация мощности передатчика, пР -

общее число градаций, ^щу ^-^рцду+i» а sr ~ количество градаций мощности РПдУ, используемых в случае работы СДВ радиолинии, sr < Пр, \|/r = г 5 где г — 1,\|/тах. Пусть Ч^тах = Цп > где Пт - общее количество элементов РПдУ [6],

sr=Ib, (22)

г=1

S0=1. (23)

Каждому элементу множества gVi можно поставить в однозначное соответствие элемент

gVj множества = 7 равный минимально необходимой мощности помех

gVj= Рц, которую система радиоподавления должна выделить для полного подавления СДВ

радиолинии, находящейся в i-м состоянии gui= {^рпду> Vf} • Оптимальная стратегия А, управления мощностью РПдУ может быть найдена в результате решения игры l\L,M, ДЭ).

Стратегия первого игрока (СДВ радиолинии) в ней заключается в выборе

распределения вероятностей ^ = }, i = \ Wj , где ^ — вероятность установления i-ro состояния gui — {^РПдУ? V/} СДВ радиолинии, ÀeL, где L — множество допустимых

распределений X с учетом ограничения (17). Оптимальная стратегия второго игрока (СРП) заключается в выборе распределения вероятностей (-1 = {¡-¿Д j = Q, где Цу - вероятность установления j-ro состояния gVJ—P* СРП противника; , где M — множество

допустимых распределений Ц с учетом ограничения (2).

В описанной игре средний выигрыш СДВ радиолинии эквивалентен показателю выигрыша затрат ресурсов (энергопотенциала) при выборе игроками своих стратегий и имеет вид:

1=0 /=о

В качестве элементов матрицы игры предлагается использовать показатель выигрыша затрат ресурсов равный отношению максимального энергетического ресурса СДВ радиолинии к затратам ресурсов, соответствующих используемым на данном этапе

^РПд¥> Щ, т. е. АЭгу ^ Где 3. = ,/(/рпд¥' , вычисляемое в соответствии с первым

уравнением передачи. Матрица выигрышей ||ДЭ(:/||, z = 0, nu,j = 0, щ игры I\L,M,АЭ)

задается аналогично случаю управления мощностью РПдУ.

Методика решения такой игры заключается в следующем. Используя преобразования (13) - (16) исходную игру l\L,M,AЭ) можно свести к изоморфной игре Г(Ь,М',АЭ) с

матрицей выигрышей ЦДЭ^Ц, i = О, Ну, £, = 1, Nv с учетом замены в выражениях (15), (16)

Сна АЭ и С^ на ЛЭ'^. Игра Р{Ь,М,АЭ) имеет еще одно ограничение - на множестве

стратегий первого игрока. Для ее решения используется балансный метод, модифицированный с целью учета специфики множества Gv- При этом принцип соблюдения условия баланса при

использовании пары чистых стратегий не претерпевает никаких изменений.

На этом основании можно перейти к рассмотрению игры

у которой в

качестве чистых стратегий первого игрока (г|=1, Л^) выступают пары его чистых стратегий в игре

. При этом стратегия первого игрока заключается в выборе распределения

вероятностей л< — , где Кхр - К].

Результатом решения игры являются стратегии

и гарантируемое значение СДВ радиолинии АЭ .

Оптимальные стратегии обоих игроков Л и в исходной игре могут быть

найдены с помощью преобразований (11), (12).

Определение текущих наибольших гарантированных значений сети СДВ осуществляется параллельно с выбором оптимальных стратегий управления параметрами СДВ радиолиний, ее образующих. Это повышает оперативность оценки эффективности сети СДВ и позволяет оценить потенциальные возможности отдельных линий и сети в целом.

Полученные гарантированные значения сети СДВ служат основой для вычисления сети связи в направлении «берег-море». Определенные значения гарантированного

энергетического выигрыша АЭ (АР ) для СДВ радиолиний по формуле (24) позволяют определить затраты энергетического ресурса на эксплуатацию у/-го направления связи (СДВ радиолинии) при выполнении требований к качеству связи:

= (25)

к=1

где ¿ЭКС1£уу - время эксплуатации к-го участкауу'-го н^ргаления связи.

Зная текущие затраты энергетических ресурсов в каждом направлении связи на доставку сообщений можно определить и общие затраты энергетических ресурсов сети связи в направлении «берег-море» на обеспечение процесса ее функционирования, т. е. значение затратного показателя качества. Однако для решения этой задачи необходимо знать параметры потока требований на обслуживание во всех СДВ радиолиниях и сети связи в целом.

Для определения значений интенсивностей потока требований от пользователей в каждом информационном направлении (СДВ радиолиний) воспользуемся разработанным алгоритмом оптимального оценивания случайных процессов [7]. В результате фильтрации наблюдаемых радиосигналов и помех можно получить вектор оценок значений числа требований на ресурс во всех СДВ радиолиний на к-ьт момент времени

На основе этих данных можно определить и оценку вектора интенсивностей потока требований:

' /--Д", (26)

где - оценка интенсивности потока требований в к-й момент времени от у-ой СДВ

радиостанции; Х^ (&) - оценка числа требований на ресурс от у-ой СДВ радиостанции в к-й момент времени; £ = 8ир(1 ед.вр.^7) - наибольшее целое число периодов смены состояний

цепи Маркова, укладывающееся на выбранной единице измерения.

Полученные с помощью алгоритма фильтрации [5] и выражения (26) оценки параметров потока требований служат основой для вычисления сети связи в направлении «берег-море» [8].

Следует отметить, что наряду с экономией затрат ресурсов выигрыш в энергопотенциале СДВ радиолиний приводит и к повышению ее разведзащищенности. Определение значения времени доступности к сообщению в уу'-й СДВ радиолинии в условиях наблюдения за текущим состоянием и оценивания вектора состояния целесообразно производить следующим образом [8]:

= ^перс/У " КжРР}] ~ КъМШ', (27)

где *перс# =^еду+хРРВ+*вх.сз!у - время передачи сообщения в уу-й СДВ радиолинии при нормальных условиях ее функционирования, определяемое временем распространения

л

радиоволн, вхождения в синхронизм и собственно передачи сообщения; £0жР- оценка

времени ожидания начала радиоперехвата сообщения в уу'-й СДВ радиолинии, определяемое по методике, изложенной в [2]; ^нэмд/' ~~ время электромагнитной недоступности средств

радиоперехвата к сообщению вуу-ьк СДВ радиолиниях.

Время электромагнитной недоступности средств радиоперехвата к сообщению в уу-ых СДВ радиолиниях определяется по формуле:

^нэмд/' = (28)

где Т°Арт,) - надежность канала радиоразведки при запасе уровня высокочастотного

сигнала С^у.

Для определения С/р^-. воспользуемся известными соотношениями, связывающими

значение сигнала на входе приемника радиоразведки и реальной чувствительностью приемника разведки, при которой выполняются требования по обеспечению заданной надежности:

Gpv/f = Pc вхПРЩ ~ ^"БОР/о, (29)

где ^cbxITPNJ/1 = - является функцией известного вида от затрат энергопотенциала

(мощности РПдУ СДВ радиолинии).

На основе определенных с помощью выражений (26) — (29) значений £ , во всех

информационных направлениях, можно вычислить и время доступности к сообщению в сети связи в целом:

/V

(30)

j Л

где

— интенсивность потока сообщений в сети связи в направлении «берег-море».

j,f

Для определения оценки времени доставки сообщений в jj'-м направлении воспользуемся следующей формулой:

Ыф" - W + +тРРВ, (31)

л

где ^ощ" — оценка времени ожидания сообщением начала обслуживания в jj-м направлении

связи, определяемая при дисциплине обслуживания «первым пришел - первым обслужился» на основе вычисленного наибольшего гарантированного значения скорости передачи

информации

С

, определяемого выражением (9). На основе определенных значений времени доставки сообщений во всех jj'-x направлениях связи, можно с помощью выражения (31) определить время доставки

АЛЛ Л

сообщения в сети связи в направлении «берег-море» путем замены tR на tRC и t^ на t^,.

В результате, на основе наибольших текущих гарантированных значений СДВ радиолинии, полученных в результате оптимизации управляющих воздействий противодействующих систем, определены текущие значения сети связи в направлении «берег-море». Однако по этим значениям судить об эффективности функционирования сети связи нельзя [8]. Для решения задачи анализа эффективности функционирования сети связи в направлении «берег-море» необходимо определить обобщенный показатель эффективности ее функционирования (целевую функцию). В качестве целевой функции, как наиболее в данном случае приемлемой [7], выбрана квадратичная форма показателя эффективности

функционирования ь{у{рсУ, 1^) = А/^У^х)—i^,)2 j, где Y(x), Yp - соответственно имеют

смысл сети связи в направлении «берег-море» и требований к ним предъявляемых. Свертка отдельных компонент осуществляется методом идеальной точки.

3. Алгоритм оперативного анализа эффективности функционирования

СДВ радиолиний

Разработанный в соответствии с приведенными аналитическими выражениями алгоритм оперативного анализа эффективности функционирования представлен на рис. 1.

Последовательность действий по анализу эффективности функционирования сети связи в направлении «берег-море» в соответствии с представленным алгоритмом заключается в следующем. В блоках 1, 2 на основе исходных данных формулируются

требования к пороговым значениям сети связи . Далее на каждом к-м шаге

функционирования производится оценка текущего состояния потока требований на

Начало

э

Ввод исходных данных

-^гр'-^тр

Определение пороговых значений показателя качества

Оценка числа требований на обслуживание

х,(к)

4 I =

Определение интенсивности потока требований

Я.

]]

I- 5

I

Определение относительной средней мощности помех 8

I— 6

I

Определение тах гарантированного энергетического выигрыша СДВ радиолиний

ЛЭ*

— 7

I

Определение тах гарантированной скорости передачи информации СДВ радиолиний

С*

I— 8

I

Определение затрат энергетических ресурсов в сети связи в направлении «берег-море» на доставку сообщений

Ъ

Определение времени доступности к сообщению

ш

Г- 10 - I

Определение времени доставки сообщений

у*)

г- и

I

Определение отклонения

э(Аг) отЭгр ¿(к-Аэ^)

г- 12

I

Определение отклонения

Г- 13

I

Определение отклонения

Ш от ^дстр ДА:;£дс,гдС1р)

Г- 14

I

Определение показателей эффективности функционирования СДВ радиолиний

Щк-г^))

I

Вывод результатов оценки

Щг.г.УЛ^

С

Конец

3

Рис. 1. Алгоритм анализа эффективности функционирования сети связи в направлен™ «берег-море» на уровне СДВ радиолинии

/V

обслуживание во всех направлениях связи (СДВ радиолинии) Х{к), представленное блоком 3. Используя текущие наблюдения за состоянием потока требований, в блоке 4, вычисляются интенсивности поступления заявок на обслуживание в соответствии с выражением (26). Параллельно с этим в блоке 5 производится измерение относительной средней мощности помех. На основе полученных оценочных значений переменных состояния СДВ радиолинии в блоках 6, 7 осуществляется определение наибольших гарантированных значений сети связи в направлении «берег-море». Следует отметить, что одновременно с вычислением наибольших гарантированных ее значений осуществляется и определение оптимальных стратегий управления режимами функционирования СДВ радиолинии.

На основе определенных в блоках 6, 7 значений СДВ радиолинии и оценочных значений параметров потока требований (блоки 3, 4) в блоках 8-10 осуществляется вычисление значений сети связи в направлении «берег-море» на к-м шаге функционирования (выражения (25) - (31)). Взаимосвязь сети связи в направлении «берег-море» с СДВ радиолиниями определяется соотношением (30).

На основе определенных элементов системы показателей качества и требованиях к ним предъявляемых в блоках 11-13 производится вычисление отклонений показателей качества от пороговых значений. После чего в блоке 14 осуществляется определение целевой функции (показателя эффективности функционирования) сети связи в направлении «берег-

Заключение

море» О Ц к'Y, Y на основе метода идеальной точки.

Таким образом, осуществлена разработка алгоритма анализа эффективности функционирования сети связи в направлении «берег-море» на уровне СДВ радиолинии при выделении ресурса в интересах отдельных СДВ радиолиний и позволяющего, в отличие от существующих, учесть возможности подсистемы управления СДВ радиолиниями перераспределять имеющийся в их распоряжении ресурс в зависимости от складывающейся сигнально-помеховой обстановки и текущей циркулирующей в сети нагрузки.

В рамках разработанного алгоритма, кроме того, осуществляется выработка управляющих воздействий, предназначенных для изменения режимов функционирования СДВ радиолиниями с целью поддержания требуемого качества связи. Определенный на основе описанного алгоритма показатели эффективности функционирования сети связи в

направлении «берег-море» н а к-м шаге функционирования сети

сравнивается с требуемым (допустимым) значением I) (блок 15). При невыполнении

требований к эффективности функционирования рассматриваемой сети возникает потребность в перераспределении ее ресурсов. Для этой цели, как направление дальнейших исследований необходимо осуществить разработку алгоритма анализа эффективности функционирования на уровне сети.

Литература

1. Кошарюк В. Ю., Одоевский С. М. Моделирование, анализ эффективности функционирования и пути практической реализации радиолинии с управляемой скоростью передачи информации. В сб.: Вопросы электромагнитной совместимости и расчета антенн и радиолиний. - Л.: ВАС, 1991,- С. 19-41.

2. Перунов Ю. М., Куприянов А. И. Методы и средства радиоэлектронной борьбы. Монография. - Москва; Вологда: Инфра-^^енерия, 2021. - 376 с.

3. Чуднов А. М. Теоретико-игровые задачи синтеза алгоритмов формирования и приема сигналов//Проблемы передачи информации. - 1991. - Т. 27.- №3.- С. 57-65.

4. Бухалёв В. А., Скрынников А. А., Болдинов В. А. Игровое управление системами со случайной скачкообразной структурой. Монография. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2021. - 176 с.

5. Применение инноваций при разработке радиотехнических систем. Коллективная монография. Под общ. ред. д-ра физ.-мат. наук М. Ю. Звездиной. - М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2015. - 224 с.

6. Постюшков В. П. Оптимальное распределение энергетических ресурсов в системах связи с составными сигналами. - Л.: ВАС, 1978. - 72 с.

7. Терентьев В. М. Оптимизация организационного построения систем управления сетями многоканальной радиосвязи. - Л.: ВАС, 1988. - 70 с.

8. Терентьев В. М., Паращук И. Б. Теоретические основы управления сетями многоканальной радиосвязи. - СПб.: ВАС, 1995. - 96 с.

References

1. Kosharyuk V. Yu., Odoevsky S. M. Modelirovanie, analiz e"ffektivnosti funkcionirovaniya i puti prakticheskoj realizacii radiolinii s upravlyaemoj skorost"yu peredachi informacii [Modeling, analysis of the effectiveness of functioning and ways of practical implementation of a radio line with a controlled information transmission rate]. In the collection: Voprosy" e "lektromagnitnoj sovmestimosti i rascheta antenn i radiolinij [Issues of electromagnetic compatibility and calculation of antennas and radio lines]. Leningrad. Military Academy of Communications Publ., 1991. Pp. 19-41 (in Russian).

2. Perunov Yu. M., Kupriyanov A. I. Metody" i sredstva radioe"lektronnoj bor"by" [Methods and means of electronic warfare]. Vologda. Infra-Engineering Publ., 2021. 376 p. (in Russian).

3. Chudnov A. M. Teoretiko-igrovy"e zadachi sinteza algoritmov formirovaniya i priema signalov [Theoretical and game problems of synthesis of algorithms for the formation and reception of signals]. Problemy" peredachi informacii [Problems of information transmission]. 1991. Vol. 27. No. 3. Pp. 57-65 (in Russian).

4. Bukhalyov V. A., Skrynnikov A. A., Boldinov V. A. Igrovoe upravlenie sistemami so sluchajnoj skachkoobraznoj strukturoj [Game control of systems with a random jump-like structure]. Moscow. Fizmatlit Publ., 2021. 176 p. (in Russian).

5. Primenenie innovacij pri razrabotke radiotexnicheskix sistem [Application of innovations in the development of radio engineering systems]. Moscow. Publishing House of the Academy of Natural Sciences. 2015. 224 p. (in Russian).

6. Postyushkov V. P. Optimal"noe raspredelenie e"nergeticheskix resursov v sistemax svyazi s sostavny"mi signalami [Optimal distribution of energy resources in communication systems with composite signals]. Leningrad. Military Academy of Communications Publ., 1978. 72 p. (in Russian).

7. Terentyev V. M. Optimizaciya organizacionnogo postroeniya sistem upravleniya setyami mnogokanal"noj radiosvyazi [Optimization of organizational construction of multichannel radio communication network management systems]. Leningrad. Military Academy of Communications Publ., 1988. 70 p. (in Russian).

8. Terentyev V. M., Paraschuk I. B. Teoreticheskie osnovy" upravleniya setyami mnogokanal"noj radiosvyazi [Theoretical foundations of multichannel radio communication network management]. St. Petersburg. Military Academy of Communications Publ., 1995. 96 p. (in Russian).

Статья поступила 24 мая 2024 г.

Информация об авторе

Жебрун Антон Михайлович - Заместитель директора научно-технического центра по научной работе. Публичное акционерное общество «Информационные телекоммуникационные технологии» (ПАО «Интелтех»). Область научных интересов: разработка систем телекоммуникаций специального назначения. Тел.: +7(812)4489658. E-mail: intelteh@inteltech.ru. Адрес: 197342, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8.

Analysis of the effectiveness of the functioning of the communication network in the "coast-sea" the direction is at the level of an ultra-long-wave radio line

A. M. Zhebrun

Annotation. The purpose of the work is to determine the potentially achievable values of the efficiency of the radio lines of the ultra-long wave range in the coast-sea direction, depending on the prevailing signal-interference situation and the load circulating in it. Methods: an optimal strategy for controlling the power of a radio transmitting device or/and the speed of information transmission can be found as a result of the application of game theory methods. At the same time, the paper proposes a game with an additional restriction on the set of player strategies, which is unconventional for game theory. Linear programming, nonlinear programming, threshold and balanced methods were used to obtain the solution. Novelty: to obtain a guaranteed win for the optimal strategies of both players, it is advisable to use threshold and balance methods based on the fulfillment of restrictions when using a pair of pure strategies of the second player (balance of pure strategies). To solve the problem of analyzing the effectiveness of the functioning of the communication network in the "coast-sea" direction, a generalized indicator of the effectiveness of its functioning is determined. As the objective function, as the most acceptable in this case, the quadratic form of the indicator of the efficiency of the operation of the shift radio line is chosen. Results: an algorithm has been developed to analyze the effectiveness of the functioning of the communication network in the "coast-sea" direction at the level of the shift radio line when allocating a resource in the interests of individual SHIFT radio lines and allowing, unlike existing ones, to take into account the capabilities of the SHIFT radio control subsystem to redistribute the resource at their disposal depending on the prevailing signal-interference situation and the current load circulating in the network. Practical significance: within the framework of the developed algorithm, in addition, control actions are being developed designed to change the modes of operation of the shift by radio lines in order to maintain the required communication quality. Also, along with saving resource costs, the gain in the energy potential of the shift of radio lines also leads to an increase in its intelligence protection.

Keywords: balanced method, guaranteed win value, generalized efficiency indicator, radio line, radio transmitting device, ultra-long waves, mixed matrix game strategy, game theory.

Information about author

Anton Mikhailovich Zhebrun — Deputy Director of the Scientific and Technical Center for Scientific Work. Public Joint Stock Company "Information Telecommunication Technologies" (PJSC "Inteltech"). Research interests: development of special purpose telecommunications systems. Tel.: +7(812)448-96-58. Email: intelteh@inteltech.ru.

Address: 197342, Russia, St. Petersburg, Kantemirovskaya St. 8

Библиографическая ссылка на статью:

Жебрун А. М. Анализ эффективности функционирования сети связи в направлении «берег-море» на уровне сверхдлинноволновой радиолинии // Техника средств связи. 2024. № 2 (166). С. 36-47. DOI: 10.24412/2782-2141-2024-2-36-47.

Reference for citation:

Zhebrun A. M. Analysis of the effectiveness of the functioning of the communication network in the "coast-sea" the direction is at the level of an ultra-long-wave radio line. Means of Communication Equipment. 2024. No. 2 (166). Pp. 36-47 (in Russian). DOI: 10.24412/2782-21412024-2-36-47.