Куклов В. М. Методика передачі з’єднання рухомих абонентів гетерогенних програмно-конфігурованих мереж

Дисертаційна робота присвячена вирішенню завдання підвищення якості надання послуг рухомим абонентам гетерогенних програмно-конфігурованих мереж на основі запропонованої методики, що дозволяє враховувати стан гетерогенної мережі на момент переходу рухомого абонента з урахуванням завантаженості вузла та потужності прийнятого сигналу рухомим абонентом. З появою на теренах України активно діючої технології високошвидкісного мобільного доступу до мережі Інтернет, трафік передачі даних в мережах стільникового зв'язку постійно зростає. Водночас існуючі мережеві архітектури не були призначені для задоволення таких потреб операторів, сучасних користувачів та підприємств. Традиційні варіанти вирішення проблеми ущільнення покриття, розгортання яких потребує значних капітальних витрат, не вирішують проблем, пов'язаних з розширенням каналів передачі даних від базових станцій до інфраструктури ядра мережі оператора. Оскільки попит на мобільність і пропускну здатність зростає, а прибуток розмивається зростанням капітальних витрат на обладнання – виникає проблема якості надання мультимедійних послуг мобільним абонентам. Альтернативою вирішення даних проблем є метод Wi-Fi Offload, що призначений для розвантаження мереж мобільних операторів від трафіку передачі даних за рахунок використання технології Wi-Fi. В цьому випадку трафік даних абонентів виводиться з радіомережі оператора в окрему радіомережу, яка працює з використанням власних магістральних каналів, що дозволяє користувачу пересилати дані через різні бездротові технології і мобільні мережі. До цього часу однією з перепон для розвантаження мереж мобільних операторів від трафіку передачі даних за рахунок використання технології Wi-Fi Offload залишається відсутність виразних методів та критеріїв для прийняття рішення про перехід між стільниковими мережами та Wi-Fi, які б враховували задачі балансування навантаження в гетерогенному середовищі. Проведено аналіз відомих математичних моделей та методів обслуговування переходу рухомих абонентів, що генерують трафік в рамках функціонування гетерогенних, бездротових та програмно-конфігурованих мереж. На основі проведеного аналізу показано, що існує відсутність виразних методів та показників для прийняття рішення про перехід між 3G/4G та WI-FI. Удосконалено метод розрахунку показників перебування та обслуговування користувача в області виділеної стільниці гетерогенної мережі, враховуючи тривалість затримки мобільного користувача в області обслуговування, величину потоку вихідних викликів у виділеній стільниці та тривалість утримування виклику. Удосконалено математичну модель передачі з’єднання рухомих абонентів гетерогенної бездротової мережі з врахуванням інтенсивностей потоків вихідних викликів, горизонтальних та вертикальних перехідних викликів. Удосконалено методику передачі з’єднання рухомих абонентів гетерогенних програмно-конфігурованих мереж з урахуванням комплементарного нормалізованого використання мережі та відносного показника потужності сигналу мережі, що дозволяє враховувати стан гетерогенної мережі на момент передачі обслуговування рухомого абонента між різними типами бездротових мереж. Досліджено імовірності блокування вихідних викликів у різних областях мережі відповідно до випадків найвищого пріоритету трафіку, найвищого пріоритету потужності прийнятого сигналу та параметрів, отриманих на основі запропонованої методики. Побудовано алгоритми: ітераційного методу релаксації для знаходження врівноважених імовірностей станів; методики передачі з’єднання рухомих абонентів гетерогенних програмно-конфігурованих мереж. Для підтвердження адекватності отриманих наукових результатів проведено практичну реалізацію розробленої методики передачі з’єднання рухомих абонентів гетерогенних програмно-конфігурованих мереж. Розроблено тестове віртуальне середовище на базі технології програмно-конфігурованих мереж, на якому було перевірено розроблену методику. Використання запропонованої методики дозволяє зменшити показник імовірності блокування вихідних викликів на 11-15% в порівнянні з відомими. Це дає можливість підвищити якість надання послуг рухомим абонентам гетерогенних програмно-конфігурованих мереж.