name: Разработка и исследование методов планирования сетей связи высокой плотности
keyword_list: сеть высокой плотности интернет вещей планирование сети фрактал фрактальная размерность структура сети
abstract: Объект. Сети связи пятого и последующих поколений. Предмет. Методы планирования высокоплотных сетей. Цель. Разработка и исследование методов планирования сетей связи высокой плотности с учетом фрактальных характеристик пространства окружения сети.  Научная новизна. Предложен метод планирования полносвязной сети Ad Hoc высокой плотности до 1 млн устройств на один 1 м2 в условиях однородной структуры пространства окружения, отличающийся тем, что полная связность сети доказана на основе теоремы Эрдеша-Реньи, а в качестве модели сети используется модель, включающая область сигналов и область помех, радиус связи устройства составляет 10 м. Предложен метод планирования сети связи, отличающийся тем, что при планировании сети связи высокой плотности учитывается самоподобная структура неоднородного пространства окружения сети путем использования геометрических фракталов, при этом для планирования высокоплотной сети была использована кривая Гильберта, что позволяет с достаточной для практики степенью точности учесть неоднородность пространства окружения планируемой сети. В отличие от известных методов планирования сетей связи для планирования сети высокой плотности при использовании кривой Гильберта предложено ввести параметр условной ширины кривой, что позволяет оценивать площадь, занимаемую строениями, стенами и иными элементами пространства окружения планируемой сети связи высокой плотности. Сравнение результатов имитационного моделирования высокоплотных сетей для метода планирования сети с использованием фрактальной кривой Гильберта, учитывающего неоднородную структуру пространства окружения сети, доказало, что для этого метода требуется более, чем в два раза меньшее число транзитов при маршрутизации сообщений по сравнению с методом планирования сети, предполагающим однородную структуру пространства окружения. Установлено в отличие от известных результатов, что длина маршрута при неоднородной структуре пространства окружения может быть представлена β-распределением. Предложено для планирования сетей связи в отличие от существующих методов использовать различные фрактальные фигуры для представления пространства окружения высокоплотной сети, в том числе салфетки Серпинского, ковер Серпинского и кривую Гильберта. Для каждой из приведенных фрактальных фигур получены оценки фрактальной размерности методом Миньковского. Разработана методика планирования сети связи, отличающаяся от известных тем, что введена процедура выбора фрактальной фигуры для планирования и проектирования высокоплотной сети в условиях неоднородного пространства окружения, основанная на близости параметров фрактальной размерности, модифицированной информационной размерности и доли площади, занимаемой в площади пространства окружения сети иными элементами этого пространства. Методика реализована в виде алгоритма выбора фрактальной фигуры. Теоретическая значимость. Разработка и исследование методов планирования сетей связи высокой плотности с учетом самоподобных характеристик пространства окружения сети и использовании геометрических фракталов для этой цели. Разработка метода планирования сети высокой плотности на основе применения кривой Гильберта для представления характеристик неоднородного пространства окружения планируемой сети доказала высокую эффективность такого подхода, позволив уменьшить число транзитных участков при маршрутизации сообщений более, чем в два раза по сравнению с планированием сети для однородного пространства. Это объясняется, в том числе и естественной кластеризацией сети при учете самоподобия пространства окружения высокоплотной сети. Практическая значимость. Создание методики планирования и проектирования сети связи высокой плотности на основе выбора фрактальной фигуры в условиях неоднородного пространства окружения, базирующейся на близости параметров фрактальной размерности, модифицированной информационной размерности и доли площади, занимаемой в площади пространства окружения сети строениями, стенами и иными элементами этого пространства. Методика реализована в виде алгоритма выбора фрактальной фигуры.
  Методы: теории телетрафика, теории фракталов, имитационного моделирования. Имитационное моделирование выполнялось с помощью пакета Mathcad.
  Область применения. В ФГУП НИИР при выполнении государственных контрактов по научно-техническому и методическому обеспечению выполнения Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций функций Администрации связи Российской Федерации в Секторе стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (МСЭ) в работах по разработке стандартов для сетей IMT-2020, ПАО «ГИПРОСВЯЗЬ» при разработке «Методики планирования сети связи высокой плотности на основе использования фрактальных фигур» и в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича при чтении лекций и проведении практических занятий по курсам «Интернет Вещей и самоорганизующиеся сети» и «Современные проблемы науки в области инфокоммуникаций».
chairman_dissertation_council.name: Александр
chairman_dissertation_council.surname: Гоголь
chairman_dissertation_council.patronymic: Александрович
chairman_dissertation_council.position: заведующий кафедрой
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: U-7879-2018
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57203165898
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Василий
organization_supervisor.surname: Елагин
organization_supervisor.patronymic: Сергеевич
organization_supervisor.position: Начальник Управления НРПНК
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 49.01.11
rubrics.name: Современное состояние и перспективы развития
rubrics.code: 49.33.33
rubrics.name: Узлы связи
rubrics.code: 49.33.29
rubrics.name: Сети связи
oecds.code: 01.02.EX
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, THEORY & METHODS
oecds.code: 02.02.EU
oecds.name: COMMUNICATION
oecds.code: 02.02.YE
oecds.name: TELECOMMUNICATIONS
speciality_codes.name: Системы, сети и устройства телекоммуникаций
speciality_codes.code: 05.12.13
supervisors.fio: Кучерявый Андрей Евгеньевич
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Системы, сети и устройства телекоммуникаций
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Карташевский Вячеслав Григорьевич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системы, сети и устройства телекоммуникаций
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Степанов Михаил Сергеевич
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Системы, сети и устройства телекоммуникаций
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: СПБГУТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА"
protection_organization.ogrn: 1027809197635
protection_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: БАЧЕВСКИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: ВИКТОРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: СПБГУТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА"
author_organization.ogrn: 1027809197635
author_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
author_organization.supervisor_surname: БАЧЕВСКИЙ
author_organization.supervisor_patronymic: ВИКТОРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения