CC BY
12что позволило максимально точно обозначить параметры эвакуирующихся людей и смоделировать их поведение приближенно к реальному поведению людей в условиях чрезвычайной ситуации.
Список литературы
1. Guseva A.I., Malykhina G.F., Nevelskiy A.S. (2019) Neural Network Based Algorithm for the Measurements of Fire Factors Processing. In: Kryzhanovsky B., Dunin-Barkowski W., Redko V., Tiumentsev Y. (eds) Advances in Neural Computation, Machine Learning, and Cognitive Research II. NEUROINFORMATICS 2018. Studies in Computational Intelligence, vol 799. Springer, Cham, First Online 05 October 2018.
2. About MATSim [Электронный ресурс]: https://www.matsim.org/about-matsim Доступ свободный. Дата обращения 09.04.2019
3. ZET Evacuation Tool [Электронный ресурс]: http://zet-evakuierung.de/ Доступ свободный. Дата обращения 23.03.2019.
4. G. F. Malykhina, A. I. Guseva, A. V. Militsin, A. S. Nevelskii DEVELOPING AN INTELLIGENT FIRE DETECTION SYSTEM ON THE SHIPS. Proceedings of the II International scientific conference "Convergent cognitive information technologies" (Con-vergent'2017), Moscow, Russia, November 24-26, 2017.
5.Ричард Л. Френсис. A 'Uniformity Principle' for Evacuation Route Allocation. Journal of Research of the National Bureau of Standards, 85(5): 509-513, 1981 [Электронный ресурс]:
https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/086/jresv86n5p509_A1b.pdf Доступ свободный. Дата обращения 29.03.2019.
6. Luc G. Chalmet, Richard L. Francis, Patsy B. Saunders. Network Models for Building Evacuation. Fire Technology, 18: 90-113, 1982. [Электронный ресурс]: https://link.springer.com/article/10.1007/BF02993491 Доступ свободный. Дата обращения 05.04.2019.
УДК 621.395.93
Кошелькова Екатерина Андреевна\
студентка радиотехнического факультета, Ланкин Виктор Ефимович , д-р экон. наук, профессор, Шашкин Александр Константинович ,
доцент, канд. техн. наук, доцент
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СВЯЗИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ
В ПРОСТРАНСТВЕ ОБЪЕКТОВ
1,3Россия, г. Санкт-Петербург, СПб ГЭТУ (ЛЭТИ), 1 koshelkova.829@ gmail .com, akshashkin@ mail.ru,
2
Россия, г.Таганрог, Южный Федеральный Университет ИТ А ЮФУ
victor.e.lankin@gmail.com
Аннотация. В статье рассматривается вопрос совершенствования процесса маршрутизации в локальных системах диспетчерского управления. Совершенствова-
ние достигается за счет современных сетевых технологий. Показываются преимущества применения технологии Х-25 по сравнению с другими сетевыми технологиями. На основе современной метрики рассматривается построение многомаршрутной связи, существенно повышающей надежность передачи сообщений в сетях.
Ключевые слова: протоколы связи, качество связи, многомаршрутная связь, дейтаграммная связь, локальные структуры связи, системы телемеханики и телеуправления.
Ekaterina A. Koshelkova \
Bachelor student of radio engineering faculty,
2 Viktor E. Lankin ,
Dr. of Economics, professor,
3 Alexander K. Shashkin ,
Associate Professor, Ph.D
DESIGNING OF COMMUNICATION STRUCTURE OF DISTRIBUTED
IN SPACE OBJECTS
1,3 Russia, St. Petersburg, St. Petersburg GETU (LETI),
1koshelkova.829@gmail.com
3 akshashkin@mail.ru,
r\ Russia, Taganrog, Southern Federal University ITA SFU
9 ♦ ♦ ♦ victor.e.lankin@gmail.com
Abstract. The article discusses the issue of improving the process of routing in local
dispatch control systems. Improvement is achieved through modern network technologies. It shows the benefits of using technology X-25 compared with other network technologies. On the basis of a modern metric, the construction of a multi-route link is considered, which
significantly increases the reliability of message transfer in networks.
Keywords: communication protocols, communication quality, multi-route commu-
nication, datagram communication, local communication structures, telemetering and tele-
control systems.
Введение
На практике весьма часто возникает проблема организации согласованной работы группы распределенных в пространстве объектов (контролируемые пункты - КП), управляемых из одного диспетчерского пункта (ДП
Используемые на практике группы распределенных объектов весьма многообразны. Так это могут быть группы спецподразделений, решающих задачи нейтрализации действий террористов или выполняющих спасательные работы в локальных зонах. ДП выполняет работы по обеспечению согласованных действий объектов. При этом технические средства системы должны обеспечить решение задачи определения местоположения каждого объекта, его физическое состояние. Это все должно быть отражено на неком информационном табло ДП. При этом
ДП должен иметь адресную радиосвязь с каждым объектом, объекты тоже должны иметь адресные связи с другими КП и ДП. Решение задачи обеспечения связи объектов и ДП может быть затруднено условиями работы каналов связи. Это все необходимо учитывать в процессе разработки системы.
Для иллюстрации решения типовых задач таких систем рассмотрим систему мониторинга объектов энергораспределения. Такие системы весьма востребованы для различных служб и предприятий городского хозяйства.
1. Структура системы мониторинга
Структура систем мониторинга следующая: пункт управления (диспетчерский пункт (ДП)), контролируемые (абонентские) пункты (КП) и технические средства связи диспетчерского пункта с контролируемыми пунктами.
КП содержат источники сообщений, а также аппаратно-программные средства формирования и приемо-передачи сообщений. Линии связи, соединяющие ДП с КП, могут быть как проводные, так и беспроводные Таким образом, данные могут передаваться посредством радиоканала, выделенных телефонных пар, посредством GSM-сетей, посредством силовой (6 - 10 кВ) и бытовой (0.4 кВ) электросетей.
Широкая географией объектов мониторинга требует использование как проводных так и беспроводных линий связи. В последние десятилетия беспроводные цифровые коммуникации вступили в фазу бурного развития, которая продолжается и в настоящее время. Толчком к этому послужило, с одной стороны, начавшееся интенсивное развитие глобальной сети Интернет, с другой - внедрение новых, прогрессивных методов кодирования, модуляции и передачи информации. Быстро развиваются технологии беспроводных локальных сетей, их догоняют персональные беспроводные сети и сети регионального масштаба. Локальные и региональные сети проникли во все сферы человеческой деятельности, включая экономику, науку, культуру, образование, промышленность и т.д. Технологию Ethernet (10 Мбит/с) сменили FastEthernet/GigabitEthernet (100/1000 Мбит/с), в глобальных сетях свершился переход от неторопливой, но сверхнадёжной X.25 к методу FrameRelay, применению стека протоколов TCP/IP, к технологиям ATM и GigaEthernet. Без них невозможны столь привычные сегодня электронная почта, факсимильная и телефонная связь, доступ к удалённым базам данных в реальном масштабе времени, службы новостей, дистанционное обучение, телемедицина, телеконференции, телебиржи, телемагазины и т.д. [1-5].
Основное назначение рассмотренного далее типа сети - это обеспечение контроля потребляемой электроэнергии, и управление электротехническим оборудованием. Объем передаваемых сообщений в таких системах относительно мал - не более 10-20 кбайт.
В качестве одной из типовых реализаций применяемых в настоящее время систем это аппаратно-программный комплекс телемеханики «СВЕТ-2000» предназначен для осуществления дистанционного контроля и управления электромеханическим оборудованием киосков уличного освещения [3].
В существующих системах, таких как «СВЕТ-2000» и «ОБЗОР» (например, [3]) используется радиально зональная структура связи. С удаленными объектами связь осуществляется посредством ретрансляции сигнала через промежуточные пункты, расположенные между ДП и контролируемым объектом (КП). Такая структура связи является недостаточно надежной: выход из строя одного из ретрансляторов исключает возможность передачи сообщений. Использование современных технологий позволяет исключить описанные проблемы.
Суть современных технологий состоит в преобразование системы связи ДП с контролируемыми пунктами в сеть, где каждый контролируемый пункт превращается в некий узел связи. При этом сообщения от КП к ДП передают по некоторому маршруту, от узла к узлу. Число маршрутов такой передачи может быть более одного.
В глобальных коммутируемых сетях применяются две различных технологии: коммутация каналов и коммутация пакетов. Две эти технологии отличаются способом, которым узлы передают информацию от одного канала к другому на пути от источника к адресату.
Коммутация каналов зачастую оказывается неэффективной в связи с тем, что ресурсы каналов выделяются на весь срок действия соединения, даже если данные фактически не передаются.
Коммутация пакетов представляет собой более надёжный, чем коммутация каналов, метод организации связи в условиях переменного трафика. При пакетной коммутации каждая станция передаёт данные небольшими блоками, которые называются пакетами. Каждый пакет содержит некоторое количество данных пользователя и управляющую информацию, необходимую для правильной работы сети.
Сети с пакетной коммутацией различаются главным образом по способу организации внутренней работы сети - методом дейтограммы или виртуального канала. Если используются виртуальные каналы, маршрут соединения между двумя конечными точками определён заранее, и все пакеты для данного виртуального канала следуют по одному и тому же маршруту. Если используются дейтограммы, каждый пакет обрабатывается независимо от других, и пакеты, предназначенные для одного и
того же адресата, могут проходить по разным маршрутам. Недостатком виртуальных каналов является их уязвимость в случае выхода из строя или временного выключения маршрутизатора, в результате чего все виртуальные каналы, проходившие через него, будут прерваны. В дейта-граммной подсети при выходе маршрутизатора из строя будут потеряны только те пакеты, которые находились в данный момент на маршрутизаторе. Кроме того, дейтограммная система позволяет соблюдать баланс между нагрузкой маршрутизаторов и линиями связи [6].
Протокол Х.25 - один из наиболее распространенных протоколов , используемый для взаимодействия с сетями с пакетной коммутацией и включающий в себя три уровня протоколов: физический уровень, канальный уровень и уровень пакетов (рис. 1).
Физический уровень работает с физическим интерфейсом между подключенным терминалом и каналом, соединяющим этот терминал с узлом коммутации пакетов. В стандарте пользовательские машины называются терминальным оборудованием, а узел коммутации пакетов -оборудованием передачи данных.
Канальный уровень отвечает за надежное перемещение данных по физическому каналу путём передачи данных в виде последовательности кадров. Стандарт канального уровня - сбалансированный протокол доступа к каналу.
Уровень пакетов обеспечивает внешнюю службу виртуальных каналов. Эта служба даёт возможность любому абоненту сети устанавливать с другими абонентами логические соединения, называемые виртуальными каналами.
Посылка Блоков данных
Формирование пакетов
I
Формирование
кадров, запоминание пока не будет
получено подтверждение
I
Передача кадра в линию связи
I
Получение блоков Процесс обмена данных
Блок данных
1
Пакетный уровень
Извлечение данных из пакетов
1 Заголовок Данные
1
Связной уровень
t
F Управление Пакет Контрольная сумма
I
Физический уровень
Физическая линия
Проверка кадров, выдача подтверждения, извлечение пакетов
t
Прием кадра
из линии связи
t
Рис. 1. Три уровня Х-25
Протокол Frame Relay. Сети Frame Relay - сравнительно новые сети, которые гораздо лучше подходят для передачи пульсирующего
трафика локальных сетей по сравнению с сетями Х.25. Преимущество сетей Frame Relay заключается в их низкой протокольной избыточности и дейтаграммном режиме работы, что обеспечивает высокую пропускную способность и небольшие задержки кадров.
Особенностью технологии Frame Relay является отказ от коррекции обнаруженных в кадрах искажений. Протокол Frame Relay подразумевает, что конечные узлы будут обнаруживать и корректировать ошибки за счет работы протоколов транспортного уровня или более высоких уровней. В этом отношении технология Frame Relay близка к технологиям локальных сетей, таким как Ethernet, Token Ring и FDDI, которые тоже только отбрасывают искаженные кадры, но сами не занимаются их повторной передачей. Поэтому сети Frame Relay следует применять только при использовании каналов связи высокого качества. Используемая на каналах доступа аппаратура передачи данных должна обеспечить уровень искажения данных - не ниже 10-6.
Сеть, управляемая протоколом АТМ имеет классическую структуру крупной территориальной сети - конечные станции соединяются индивидуальными каналами высокого качества с коммутаторами нижнего уровня, которые тоже только отбрасывают искаженные кадры, но сами не занимаются их повторной передачей.
Ситуация с сообщениями телемеханики такова, что мы имеем относительно небольшие объемы передаваемых сообщений (не более 10-20 кБ), причем требования к достоверности весьма высоки (сообщения телесигнализации и телеизмерений должны передаваться с вероятностью ошибки не более 10-4, а сообщения телеуправления - 10-8). Скорости передачи низкие - не более 2,4 кбит/с.
Сети Х.25 хорошо работают на ненадежных линиях со скоростями доступа 1.2-64 кбит/с. Надежность передачи обусловлена как организацией межузлового обмена, так и итоговой реакцией на принятое сообщение: получатель сообщения фиксирует факт приема сообщения отправлением квитанции. Такая организация обеспечивает высокую надежность и достоверность сообщений. Учитывая особенности систем телемеханики можно полагать, что протокол Х 25 наиболее подходящий.
2. Структура системы контроля пространственно -распределенных объектов
В качестве конкретного примера анализа систем управления распределенными объектами в настоящей работе рассматривается система мониторинга объектов энергораспределения некоторых регионов Ленинградской области, предназначенная для осуществления дистанционного контроля и управления оборудованием распределительных и трансформаторных подстанций. Комплекс построен на базе набора аппаратных и программных средств:
1. Комплекта оборудования центрального диспетчерского пункта, включающего в себя: сервер сбора и обработки информации, модем связи, физический интерфейс связи модема с компьютером диспетчера;
2. Комплекта оборудования контролируемого пункта, включающего в себя: модем связи, физический интерфейс связи радиомодема с компьютером диспетчера, комплект оборудования.
3. Линии связи (ЛС), обеспечивающей передачу сообщений между ДП и КП.
В различных ситуациях линия связи может быть различной: радиоканал, проводной канал, волоконно-оптический канал, либо это может быть канал сотовой системы связи или Интернет-канал.
Алгоритм маршрутизации - это правило, в соответствии с которым в каждом узле сети передачи данных осуществляется выбор линии связи для передачи данных [10].
Основные показатели алгоритмов маршрутизации: оптимальность, гибкость, быстрая сходимость, уровень непроизводительных затрат.. Оптимальный маршрут зависит от показателей, используемых при проведении расчета. Алгоритм маршрутизации, реализованный на компьютере с ограниченными средствами, должен эффективно обеспечивать свои функциональные возможности, с минимальными затратами программного обеспечения. Сходимость - это процесс соглашения между всеми роутерами по оптимальным маршрутам. В случае, если наступает событие, из-за которого маршруты отвергаются, роутеры оповещают объекты сети об обновлении маршрутов, что приводит к появлению новых оптимальных путей. Алгоритмы маршрутизации, которые сходятся медленно, могут привести к образованию петель маршрутизации.
Под гибкостью алгоритмов понимается быстрая адаптация к сбоям, неполадкам в работе сети, например, при выходе из строя одного узла, необходимо использовать ретрансляторы, т.е. сбой работы узла не должен влиять на работу всей системы.
Некоторые алгоритмы маршрутизации представляют собой иерархию маршрутизации. В одноуровневой системе маршрутизации все роутеры равны по отношению друг к другу. В иерархической системе маршрутизации есть основной роутер (backbone - база) маршрутизации.
Системы маршрутизации часто устанавливают логические группы узлов, называемых доменами, или автономными системами (AS), или областями. В иерархических системах одни роутеры какого-либо домена могут сообщаться с роутерами других доменов, в то время как другие роутеры этого домена могут поддерживать связь с роутеры только в пределах своего домена. В очень крупных сетях могут существовать дополнительные иерархические уровни. Роутеры наивысшего иерархического уровня образуют базу маршрутизации. Основным преимуществом иерархической маршрутизации является то, что она имитирует организа-
цию большинства компаний и следовательно, очень хорошо поддерживает их схемы трафика. Алгоритмы состояния канала (известные также как алгоритмы "первоочередности наикратчайшего маршрута") направляют потоки маршрутной информации во все узлы объединенной сети. Однако каждый роутер посылает только ту часть маршрутной таблицы, которая описывает состояние его собственных каналов. Алгоритмы вектора-расстояния (известные также как алгоритмы Бэлмана-Форда) требуют от каждого роутера посылки всей или части своей маршрутной таблицы, но только своим соседям. Алгоритмы состояния каналов фактически направляют небольшие корректировки по всем направлениям, в то время как алгоритмы вектора-расстояний отсылают более крупные корректировки только в соседние роутеры.
Отличаясь более быстрой сходимостью, алгоритмы состояния каналов несколько меньше склонны к образованию петель маршрутизации, чем алгоритмы вектора-расстояния. С другой стороны, алгоритмы состояния канала характеризуются более сложными расчетами в сравнении с алгоритмами вектора-расстояний, требуя большей процессорной мощности и памяти, чем алгоритмы вектора-расстояний. Вследствие этого, реализация и поддержка алгоритмов состояния канала может быть более дорогостоящей. Несмотря на их различия, оба типа алгоритмов хорошо функционируют при самых различных обстоятельствах.
Показатели качества алгоритмов (метрики). Маршрутные таблицы содержат информацию, которую используют программы коммутации для выбора наилучшего маршрута.
В алгоритмах маршрутизации используется много различных показателей. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате получается один отдельный показатель.
Длина маршрута является наиболее общим показателем маршрутизации. Некоторые протоколы маршрутизации позволяют администраторам сети назначать произвольные цены на каждый канал сети. В этом случае длиной тракта является сумма расходов, связанных с каждым каналом, который был траверсирован. Другие протоколы маршрутизации определяют "количество пересылок", т.е. показатель, характеризующий число проходов, которые пакет должен совершить на пути от источника до пункта назначения через изделия объединения сетей (такие как роутеры).
Надежность, в контексте алгоритмов маршрутизации, относится к надежности каждого канала сети (обычно описываемой в терминах соотношения бит/ошибка). Некоторые каналы сети могут отказывать чаще, чем другие. При назначении оценок надежности могут быть приняты в расчет любые факторы надежности. Оценки надежности обычно назна-
чаются каналам сети администраторами сети. Как правило, это произвольные цифровые величины.
Под задержкой маршрутизации обычно понимают отрезок времени, необходимый для передвижения пакета от источника до пункта назначения через объединенную сеть. Задержка зависит от многих факторов, включая полосу пропускания промежуточных каналов сети, очереди в порт каждого роутера на пути передвижения пакета, перегруженность сети на всех промежуточных каналах сети и физическое расстояние, на которое необходимо переместить пакет.
Полоса пропускания является оценкой максимально достижимой пропускной способности канала. Маршруты, проходящие через каналы с большей полосой пропускания, не обязательно будут лучше маршрутов, проходящих через менее быстродействующие каналы [2-6].
Для рассматриваемой сети используются алгоритмы кратчайшего пути. Специфика сети проявляется в составе учитываемых входных параметров и ограничений на выбираемый маршрут, а также в требованиях на его качество.
Одним из наиболее эффективных алгоритмов для решения задачи поиска кратчайшего пути является алгоритм Дейкстры [7].. Этот алгоритм был предложен в 1959 году нидерландским ученым Э. Дейкстрой. Он находит оптимальные маршруты и их длину между одной конкретной вершиной (источником) и всеми остальными вершинами графа.
Этот метод основан на присваивании вершинам временных отметок, отметка вершины дает верхнюю границу длины пути от 8 к этой вершине. Эти отметки постепенно уменьшаются с помощью некоторой итерационной процедуры, и на каждом шаге итерации точно одна из временных пометок становится постоянной. Это указывает на то, что пометка уже не является верхней границей, а дает точную длину кратчайшего пути от 8 к рассматриваемой вершине [12].
На стадии проектирования сети передачи данных и в процессе её развития задача выбора алгоритма маршрутизации является одной из основных.
Алгоритм Дейкстры больше соответствуют поставленным задачам и топологии в сети связи, в которой вся маршрутизация по существу осуществляется между некоторым узлом сети и диспетчерским пунктом через ретрансляторы. Иными словами одна из точек маршрута у нас фиксирована, а другая - нет. Алгоритмы в других известных подходах (например, Флойда и Данцига) вычисляют маршруты между каждой парой узлов сети, что означает, что при анализе сети телемеханики они будут вычислять ненужные маршруты, что будет уменьшать эффективность, как вычисления маршрутов, так и самой маршрутизации.
3. Формирование маршрута
В качестве объектов мониторинга выступают распределительные подстанции КП. Контроль осуществляется диспетчерским пунктом ДП по каналам связи. Контролируемые объекты распределены в зоне сотовой и возможно проводной связи. Удаление от диспетчерского пункта может превышать зону уверенного приема по радиоканалу. В качестве основного протокола используемого при установлении связи между станциями и диспетчерским пунктом используется Х25.
Каждый КП должен иметь маршрутную таблицу передачи сообщений на диспетчерский пункт (ДП). Эта маршрутная таблица должна содержать несколько маршрутов: оптимальный, соответствующий наилучшему показателю качества связи с ДП, и один или более вспомогательных, расположенных в порядке уменьшения значения показателя качества связи с ДП (субоптимальные маршруты). Таблица формируется на ДП и передается КП.
Формирование маршрутной таблицы инициирует КП: КП посылает сигнал определенного вида, означающего вопрос "кто меня слышит?" с указанием своего адреса. КП, принявшие этот сигнал с уровнем выше определенного порога, измеряют отношения сигнал/помеха и пересылают обратно измеренное отношение сигнал/помеха и свой адрес. Кроме того, эти КП указывают свой маршрут связи с ДП, если таковой имеется. КП, излучивший сигнал "кто меня слышит?" с указанием своего адреса отправляет полученную им информацию от других пунктов на ДП. На основе полученной информации ДП строит маршруты для этого КП, запоминает их (маршруты) и отсылает эти маршруты обратно этому КП.
В процессе работы КП осуществляют связь с ДП или по своей инициативе (например, передача аварийной информации), или отвечают на запросы ДП. При каждой передаче сообщений пункт приема, принявший сообщение (КП или ДП), отвечает в течение определенного времени передающему пункту (ДП или КП) сигналом "сообщение принято". Если такое сообщение не принято передающим пунктом, этот пункт повторяет передачу переданного ранее сообщения по другому маршруту, субоптимальному.
Критерии определения наилучшего маршрута могут быть основаны на различных показателях: время передачи сообщений, расстояния между КП и ДП, качество связи. Все эти критерии имеют свои достоинства и недостатки. Так для определения времени требуется точная шкала синхронизации и стабильные генераторы, это дорого. Для определения расстояния нужны точные навигационные измерения, это тоже сложно. Поэтому в качестве оптимального критерия целесообразно выбрать отношение сигнал/шум (с/ш), с помощью которого можно узнать насколь-
ко эффективно передаем пакеты. Для расчета оптимального маршрута диспетчерскому пункту требуется лишь информация о том, какой уровень мощности имеет сигнал при приеме от других достижимых контрольных пунктов. Чтобы оценить каждую ветвь связи необходимо оценить отношение с/ш, что позволит определить вероятностную ошибку между ветвями. Для выбора путей с наименьшей суммарной вероятностью будет применяться алгоритм Дейкстры упомянутый ранее.
Периодически, как правило, в течение времени наименьшей загрузки сети (обычно ночью) ДП перепроверяет маршрутные таблицы (осуществляет адаптацию к конкретной, возможно обновленной, ситуации). После получения ДП информации об отношениях с/ш от всех пунктов, ДП пересчитывает на основе полученных данных суммарные вероятности ошибок передачи пакета и составляет маршрутные таблицы для каждого КП, которые содержат оптимальные и субоптимальные маршруты.
Вероятность ошибки на бит может быть определена по формуле:
Р = а
У
N
( +2\
О )
л/2Р
ехр
2
(г
(1)
Для увеличения скорости работы алгоритма выражение (1) можно заменить следующей аппроксимацией:
9 4Р
( *2\
ехр
л 1
М » — ехр
Е
N
(4/ Р
0.5
V
Е
Nо
О
1 +(1/3р)0'5.
11
Е N
(2)
0))
Вероятность искажения пакета длиной I бит в этом случае может быть определена по формуле [13]:
( ( 2 (4/р)0
РЕЯ
= 1
уехр
Е
Е
N
N
1 + (1/3 р )0
Е
N,
(3)
У ) )
Пусть 2 - вероятность правильной передачи на всем пути от узла к к узлу О (ДП), а РЕЯ* - вероятности ошибочной передачи пакета от узла 1 к
узлу ] по ребру соединяющему эти два узла. Тогда вероятность правильной передачи по этому ребру равна 1 - РЕЯ*. Отсюда следует, что вероятность правильной передачи пакета по всему пути до узла 0 равна произведению вероятностей правильной передачи по всем ребрам, входящим в путь 2 = П (1 - РЕЯ *). Отсюда определим вероятность ошибочной
1
I
ь
2
I
2
О
1
О
передачи пакета по всему пути PER = 1 - Q = 1 - П (1 - PER v)» X PER v, произведения вероятностей достаточно малы и ими можно было пренебречь.
Таким образом, для поиска оптимального пути нам придется оптимизировать суммарный вероятностный критерий определения маршрута:
PER = X 1
, 1
1--exp
2
(4/рГ.
N
1
E
N 0
0 J
1 +(1/3p)0'5.
N
(4)
0 JJJ
Для расчета матрицы весов (вероятности ошибок при передачи) используется исходная матрица, со значениями отношений с\ш между контрольными пунктами. По теории приведенной выше, используя формулу (4), рассчитывается матрица вероятности ошибок.
Для проведения измерений отношения сигнал/помеха можно в передаваемые между узлами сообщений ввести измерительный сигнал в виде отрезка синусоиды,
а(^=А8т(а),
где 0 < t <Т.
Для построения алгоритма оценки параметров сигнала, при этом, можно воспользоваться методом уравнений состояния [13] и получить необходимые данные, аналогично тому, как это сделано в [9-12].
Заключение
Решенная задача маршрутизации передачи сообщений позволяет существенно увеличить надежность сетей, подобных рассмотренной в настоящей работе.
Локальные системы распределенных в пространстве объектов других пользователей имеют схожие с рассмотренной энергетической системой как структуры, так и предъявляемые требования к системам их контроля, поэтому полученные результаты решения задачи маршрутизации передачи сообщений могут быть использованы при их модификации. Это также увеличит надежность работы этих систем.
Список литературы
1. Ильин В.А. Телеуправление и телеизмерение. -М.: Энергоиздат, 1982, 560с. Вишневский В. М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. - М.: Техносфера, 2005. Шашкин А.К., Катушкин А.В., Лисенков А.В., Копылов В.В. Аппаратно-программный комплекс телемеханики сетей наружного освещения «СВЕТ-2000». - СПб.: Из-во ЛЭТИ, 2004.
2.
2
b
b
4. Свирен С.Я. Электрические станции, подстанции и сети. - Киев: Государственное издательство технической литературы УССР, 1962, 282с.
5. Столлингс В. Беспроводные линии связи и сети - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003.
6. Таненбаум Э. Компьютерные сети. - СПб.: Питер, 2006.
7. Семенов Ю.А. Протоколы сетей X.25 [Электронный ресурс]. URL: http://citforum.ru/nets/semenov/4/43/x25_432.shtml (дата обращения: 26.05.2016)
8. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб.: Питер, 2005.
9. Бартсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989.
10. CISCO Internetworking Technology Overview [Электронный ресурс]. URL: http://citforum.ru/nets/ito/index.shtml (дата обращения: 26.05.2016).
11. Майник Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах. -М.: 1981, 323 с.
12. Песков С.Н. Ищенко А.Е. Расчет вероятности ошибки в цифровых каналах связи [Электронный ресурс]. URL: http://www.pole-s.ru/states/Oshibka_BER.pdf.
13. Снайдер Д. Метод уравнений состояния для непрерывной оценки в применении к теории связи. - М.: Энергия: 1982, 104 с.
УДК 621.396
Войтенко Константин Игоревич,
студент,
Зеленский Владимир Павлович,
кандидат техн. наук, доцент
ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА ПРИ РАЗРАБОТКЕ УСТРОЙСТВА РЕТРАНСЛЯЦИИ СИГНАЛОВ ГЛОНАСС, GPS
Россия, Нижний Новгород, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» (603950, Нижний Новгород, ГСП-41, ул. Минина, 24), e-mail: koc.voytenko@gmail.com
Аннотация. В данной работе рассмотрен процесс проектирования сложного технического комплекса. При разработке применен принцип системного проектирования, а также некоторые методы системного подхода и анализа. Показано положительное влияние системного проектирования на процесс разработки сложного технического комплекса. По результатам системного анализа и исследования общепринятых вариантов построения устройства ретрансляции высокочастотных сигналов и выявления существенных недостатков был предложен новый вариант построения, улучшающий характеристики искомого устройства.
Ключевые слова: системное проектирование, системный анализ, системный подход, спутниковые радионавигационные системы, контрольно-проверочная аппаратура, ретранслятор высокочастотных сигналов.
