name: Разработка и исследование комплекса методов уменьшения сетевой задержки и идентификации объектов для сетей связи пятого и последующих поколений
keyword_list: Идентификация Сигнально-кодовая конструкция Сетевое кодирование Уменьшение задержки Тактильный интернет Сети 5G и 6G
abstract: Объект исследования. Сети связи пятого и последующих поколений. Предмет исследования. Комплекс моделей и методов уменьшения сетевой задержки и идентификации для сетей связи пятого и последующих поколений. Целью диссертационной работы является разработка и исследование комплекса моделей и методов уменьшения сетевой задержки для сетей связи пятого и последующих поколений.  Научная новизна. 1. Разработана модель компенсации задержек для приложений тактильного интернета, отличающаяся тем, что для компенсации сетевых задержек применяются методы многопараметрической аппроксимации сигнала тактильности на стороне контролера, что обеспечивает оператору удаленного управления получение сигналов ответной реакции телеоператора без сетевой задержки в пределах статической и динамической чувствительности тактильной зоны с дельта-коррекцией по реальному отклику. 2. Разработан метод исправления ошибок для системы сетевого кодирования, отличающийся использованием помехоустойчивых кодов на основе сочетания псевдослучайных последовательностей и составных псевдослучайных последовательностей, что обеспечивает возможность восстановления данных при потере части пакетов. 3. Разработан метод сбора и доставки показаний устройств нательных сенсорных сетей, отличающийся тем, что для взаимодействия устройств и узлов непосредственного сбора показаний и центра сбора данных применяется ретранслятор с адаптивным сетевым кодированием, что обеспечивает увеличение зоны покрытия сети сбора данных и уменьшение числа передаваемых пакетов при активном взаимодействии устройств, узлов сбора и центра данных, приводя к снижению задержки доставки данных. 4. Разработан метод увеличения скорости вычислений для систем сетевого кодирования, отличающийся тем, что применяется параллельное моделирование сетевых узлов как отдельных процессов и программ, связанных методами межпроцессного взаимодействия на многоядерных архитектурах, что обеспечивает возможность управления задержками передачи и обработки данных на моделируемых узлах. 5. Разработан протокол многоадресной передачи данных NCDP на основе сетевого кодирования, отличающийся тем, что это протокол сеансового уровня, работающий поверх датаграммных протоколов, обеспечивающий не последовательную, а одновременную доставку пакетов в системах с сетевым кодированием по мультимаршрутной сети от источников к получателям данных, что приводит к снижению задержки доставки данных до конечного потребителя. 6. Разработан метод физического сетевого кодирования на основе недвоичных сигнально-кодовых конструкций и математики троичных полей Галуа, не требующий восстановления исходных данных для кодирования/декодирования и обеспечивающий самосинхронизацию сигнала, что позволяет уменьшить задержки передачи, вызываемые кодеком сетевого кодирования и возможными ошибками тактовой синхронизации. 7. Разработан метод дополнительной сетевой идентификации устройств, отличающийся тем, что для сетевой идентификации применяется деградированный участок флеш-памяти устройства, обеспечивающий уникальность идентификации определяемого объекта. Методология и методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовались методы теории кодирования, теории полей Галуа, теории вероятностей, теории массового обслуживания, теории телетрафика и имитационного моделирования с применением метода Монте-Карло. При проведении экспериментов был выполнен набор статистических данных, по которым получены оценки параметров исследуемых методов, подходов и алгоритмов. Для проведения численных расчетов и построения графиков использовались программные пакеты: Octave, Maxima, Gnuplot и другие. Программное обеспечение и модели, необходимые для решения поставленных в диссертации задач, написаны на языках C, Octave и Pascal. Теоретическая значимость работы. Теоретическая значимость диссертационной работы обусловлена разработкой новой модели компенсации задержек для приложений тактильного интернета, которая использует многопараметрическую аппроксимацию сигнала тактильности на стороне пользователя, субъективно обеспечивая оператору удаленного управления получение сигналов ответной реакции без сетевой задержки. Важными теоретическими результатами являются совокупность предлагаемых методов сетевого кодирования на различных уровнях сетевой модели и подход к использованию сетевого кодирования в сетях пятого поколения на примере систем сбора данных с нательных сенсорных сетей, предполагающий применение ретрансляторов на основе беспилотных летающих платформ. Сложная задача однозначной идентификации сетевых устройств в диссертационной работе решается на основе использования физических особенностей флеш-памяти, которые позволяют использовать деградированный участок памяти в качестве уникального идентификатора. Практическая ценность работы. Практическая ценность работы состоит в создании научно-обоснованных рекомендаций по применению методов уменьшения задержек в сетях связи пятого и последующих поколений с учетом массового внедрения новых услуг связи, включая системы тактильного интернета. Самостоятельную практическую ценность имеет разработанная под руководством автора система быстрого моделирования передачи данных с сетевым кодированием, основанная на параллельном выполнении независимых моделируемых процессов. Область применения. Полученные в диссертационной работе
  результаты внедрены в ПАО «ГИПРОСВЯЗЬ» при планировании сетей связи пятого поколения, 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 в работах по разработке стандартов (вкладов) по внедрению новых протоколов на сетях связи, в ИПУ РАН при выполнении НИР 20-37-70059 «Разработка комплекса математических моделей, методов и алгоритмов проектирования широкополосных беспроводных сетей нового поколения на базе автономных и привязных высотных беспилотных платформ», в АО «НПП «ИСТА-Системс» в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах при разработке комплексных систем безопасности нового поколения, в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича при чтении лекций, проведении практических занятий и лабораторных работ, а также при выполнении научно-исследовательской работы в рамках Федеральной целевой программы на тему: «Разработка и экспериментальная апробация аппаратно-программной платформы
  предоставления приоритетного проезда регулируемых перекрестков для общественного, грузового и специального транспорта».
chairman_dissertation_council.name: Александр
chairman_dissertation_council.surname: Гоголь
chairman_dissertation_council.patronymic: Александрович
chairman_dissertation_council.position: профессор кафедры
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.rinc_id: -
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Василий
organization_supervisor.surname: Елагин
organization_supervisor.patronymic: Сергеевич
organization_supervisor.position: Директор НИИ ТС
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 49.37.29
rubrics.name: Сети передачи данных
rubrics.code: 49.33.29
rubrics.name: Сети связи
rubrics.code: 49.03.03
rubrics.name: Теория передачи информации по каналам связи
oecds.code: 02.02.EU
oecds.name: COMMUNICATION
oecds.code: 02.02.YE
oecds.name: TELECOMMUNICATIONS
oecds.code: 01.02.EW
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, SOFTWARE ENGINEERING
speciality_codes.name: Системы, сети и устройства телекоммуникаций
speciality_codes.code: 2.2.15.
supervisors.fio: Кучерявый А.Е.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Системы, сети и устройства телекоммуникаций
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Аджемов А.С.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системы, сети и устройства телекоммуникаций
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Колбанёв М.О.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Никульский И.Е.
opponents.scientific_degree: Доктор 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