tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2021-7-4-54-62tuzsut-211Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, INSTRUMENTATION AND COMMUNICATIONSУправление орбитальным канальным ресурсом на основе немарковских приоритетных систем массового обслуживания. Часть 2. Методика диспетчеризацииThe Orbital Channel Resource Control on Non-Markov Priority Systems of Mass Service Basis. Part 2. Dispatch Methodhttps://orcid.org/0000-0002-6878-5858КовальскийА. А.KovalskyA.

кандидат технических наук, доцент, докторант военного института (научно-исследовательского) Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского

Санкт-Петербург, 197198, Российская Федерация

St. Petersburg, 197198, Russian Federation

sake636@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3840-8672МитряевГ. А.MitryaevG.

кандидат технических наук, начальник лаборатории военного института (научно-исследовательского) Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского

Санкт-Петербург, 197198, Российская Федерация

St. Petersburg, 197198, Russian Federation

https://orcid.org/0000-0002-4662-9790ПитринА. В.PitrinA.

адъюнкт военного института (научно-исследовательского) Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского

Санкт-Петербург, 197198, Российская Федерация

St. Petersburg, 197198, Russian Federation

Военно-космическая академия имени. А.Ф. МожайскогоРоссияMilitary space academy of A.F. MozhayskyRussian Federation202128122021745462Copyright © Ковальский А.А., Митряев Г.А., Питрин А.В., 20212021Ковальский А.А., Митряев Г.А., Питрин А.В.Kovalsky A., Mitryaev G., Pitrin A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/211

В статье разработана методика диспетчеризации орбитального канального ресурса с оперативным назначением приоритетов на основе расчета параметров немарковской модели обслуживания с ограниченным временем пребывания заявки в системе. Представленная методика отличается от известных тем, что в ней учитываются приоритетность абонентов сети, высокая динамика движения потребителей информации, среднее время ожидания при обслуживании и распределении орбитального канального ресурса спутниковой командно-ретрансляционной системы. Проведен анализ влияния показателей качества обслуживания потоков информационных данных. Показано, что разработанная методика приоритетной диспетчеризации позволяет обеспечить требования, предъявляемые к качеству обслуживания потоков информационных данных. Проведен комплекс экспериментальных исследований, которые подтвердили возможность обеспечения требуемого уровня устойчивости при ухудшении радиоэлектронной обстановки. Сформированы практические предложения по совершенствованию комплекса координации и распределения ресурсов спутниковой командно-ретрансляционной системы.

The article develops a methodology for scheduling an orbital channel resource with operational priority assignment based on the calculation of the parameters of a non-Markov service model with a limited residence time of a request in the system, which differs from known methods in that it takes into account the priority of various network subscribers, taking into account the high dynamics of their movement and the average waiting time in the service system with priority in the allocation of the orbital channel resource of the satellite command-relay system. The analysis of the influence of service quality indicators of information data flows is carried out.

It is shown that the developed method of priority scheduling makes it possible to meet the requirements for the quality of service. A complex of experimental studies was carried out, which showed the possibility of ensuring the required level of stability with the deterioration in difficult conditions of radio electronic equipment, which made it possible to formulate practical proposals for improving the complex of coordination and distribution of resources of in the satellite command relay system.

спутниковая командно-ретрансляционная системаприоритетная диспетчеризацияорбитальный канальный ресурсприоритетное обслуживаниеsatellite command relay systempriority dispatchingorbital channel resourcepriority serviceReferencesКовальский А.А., Митряев Г.А., Питрин А.В. Управление орбитальным канальным ресурсом на основе немарковских приоритетных систем массового обслуживания. Часть 1. Модель оперативного распределения // Труды учебных заведений связи. 2021. Т. 7. № 3. С. 38‒46. DOI:10.31854/1813-324X-2021-7-3-38-46Kovalsky A., Mitryaev G., Pitrin A. The Orbital Channel Resource Control on Non-Markov Priority Systems of Mass Service Basis. Part 1. Operational Distribution Model. Proc. of Telecom. Universities. 2021;7(3): 38‒46. (in Russ.) DOI:10.31854/1813-324X-2021-7-3-38-46Владимиров В.И. Информационные основы радиоподавления линий радиосвязи в динамике информационного конфликта. Воронеж: ВАИУ, 2003. 139 с.Vladimirov V.I. Information Bases of Radio Suppression of Lines of a Radio Communication in Dynamics of Information Conflict. Voronezh: VAIU; 2003. 139 p. (in Russ.)Макаренко С.И. Исследование влияния преднамеренных помех на возможности по ретрансляции сообщения и показатели качества обслуживания канального уровня модели OSI для системы связи со случайным множественным доступом абонентов // Информационные технологии моделирования и управления. 2010. № 6(65). С. 807–815.Makarenko S.I. A Research of Influence of Deliberate Noises on Opportunities for Relaying of the Message and Figures of Merit of Service of the Data Link Layer of the OSI Model for the Communication System with Accidental Multiple Access of Subscribers. Informatsionnyye tekhnologii modelirovaniya i upravleniya. 2010;6(65):807–815. (in Russ.)Камнев В.Е., Черкасов В.В., Чечин Г.В. Спутниковые сети связи. М.: «Альпина Паблишер», 2004. 536 с.Kamnev V.E., Cherkasov V.V., Chechin G.V. Satellite Communication Networks. Moscow: Alpina Pablisher Publ.; 2004. 536 p. (in Russ.)Косяков Е.Н., Митряев Г.А. Метод приоритетной диспетчеризации орбитального канального ресурса на основе немарковских приоритетных систем обслуживания // Известия института инженерной физики. 2018. № 4. С. 43–49.Kosyakov E.N., Mitryaev G.A. The Method of Priority Dispatching of Orbital Channel Resource on the Basis of Non-Markov Priority Queuing Systems. Izvestiya Instituta inzhenernoy phiziki. 2018;4:43–49. (in Russ.)Жуков С.Е., Ковальский А.А., Митряев Г.А., Квасов М.Н. Оперативное распределение радиоресурса системы спутниковой связи в целях обеспечения управления космическими аппаратами // Труды Научно-исследовательского института радио. 2017. № 2. С. 29–36.Zhukov S., Kovalsky A., Mitryaev G., Kvasov M. Operational Distribution of the Radio Resource of Satellite Communication System for the Purpose of Ensuring Management of Spacecrafts. Trudy Nauchno-issledovatelskogo instituta radio. 2017;2:29–36. (in Russ.)Ковальский А.А., Зиннуров С.Х., Митряев Г.А. Решение задачи оптимального планирования радиоресурса спутниковой системы связи для сеансов управления орбитальной группировкой космических аппаратов // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 1. С. 67–74. DOI:10.31854/1813-324x-2018-1-67-74Zinnurov S., Kovalsky A., Mitryaev G. Task`s Solution of Satellite Communication System`s Optimal Radio Resource Planning for the Sessions of Space Appliance`s Orbital Group Managing. Proc. of Telecom. Universities. 2018;4(1):67–74.Новиков Е.А., Ковальский А.А., Митряев Г.А. Алгоритм и методика оперативного планирования и распределения радиоресурса системы спутниковой связи для организации устойчивого управления орбитальной группировкой космических аппаратов // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2019. № 3(666). С. 68–76.(in Russ.) DOI:10.31854/1813-324x-2018-1-67-74Цветков К.Ю., Косяков Е.Н., Новиков Е.А., Павлов А.Р., Зиннуров С.Х. Оптимизация параметров распределения канального ресурса спутника-ретранслятора при организации малоканальных сетей для передачи самоподобного трафика. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015615146 от 08.05.2015.Novikov E.A., Kovalsky A.A., Mitryaev G.A. An Algorithm and a Technique of Operational Planning and Distribution of a Radio Resource of the Satellite Communication System for the Organization of Steady Management of Orbital Grouping of Spacecrafts. Proceedings of the Mozhaisky Military Space Academy. 2019;3(666):68–76. (in Russ.)Михайлов Р.Л., Макаренко С.И. Оценка устойчивости сети связи в условиях воздействия на неё дестабилизирующих факторов // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. № 4. 2013. С. 69–79.Tsvetkov K.Yu., Kosyakov E.N., Novikov E.A., Pavlov A.R., Zinnurov S.Kh. Optimization of the Distribution Parameters of the Channel Resource of the Relay Satellite When Organizing Low-Channel Networks for the Transmission of Self-Similar Traf-fic. Patent RF, no. 2015615146, 05.08.2015.Абрамов П.Б. Марковские модели немарковских процессов: монография. Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга», 2015. 204 с.Mikhaylov R.L., Makarenko S.I. Estimating Communication Network Stability Under the Conditions of Destabilizing Factors Affecting It. Radio and telecommunication systems. 2013;4:69–79. (in Russ.)Рыжиков Ю.И., Уланов А.В. Применение гиперэкспоненциальной аппроксимации в задачах расчета немарковских систем массового обслуживания // Вестник Томского государственного университета Управление, вычислительная техника и информатика. 2016. № 3(36). С. 60−65. DOI:10.17223/19988605/36/6Abramov P.B. Markov Models of Non-Markov Processes. Voronezh: Publishing and printing center "Nauchnaya kniga"; 2015. 204 p. (in Russ.)Романенко В.А. Системы и сети массового обслуживания. Самара: Издательство Самарского университета, 2021. С. 21−21.Ryzhikov Yu.I., Ulanov A.V. A Use of Hyperexponential Distribution in Non-Markovian Queuing Systems Analyses. Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2016;3(36):60−65. (in Russ.)Petrović G., Petrović N., Marinković Z. Application of the Markov theory to queuing networks // Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering. 2008. Vol. 6. Iss. 1. PP. 45−56.Romanenko V.A. Queuing Systems and Networks. Samara: Samara University Publ.; 2021. (in Russ.)Bolch G., Greiner S., de Meer H., Trivedi K.S. Queueing Networks and Markov Chains: Modeling And Performance Evaluation with Computer Science Applications. New York: Wiley-Interscience, 1998. 726 p.Petrović G., Petrović N., Marinković Z. Application of the Markov theory to queuing networks. Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering. 2008;6(1):45−56.Bidabad B., Bidabad B. Complex Probability and Markov Stochastic Process // Proceeding of the 1st Iranian Statistics Conference (Isfahan, Iran, 26‒28 May 1992). Isfahan: Isfahan University of Technology Publ., 1992.Bolch G., Greiner S., de Meer H., Trivedi K.S. Queueing Networks and Markov Chains: Modeling And Performance Evaluation with Computer Science Applications. New York: Wiley-Interscience; 1998. 726 p.Карасева Е.А., Мартышкин А.И. Применение аппарата теории массового обслуживания для системного анализа многопроцессорных систем // Международный студенческий научный вестник. 2017. № 4-9. С. 1401−1404.Bidabad B., Bidabad B. Complex Probability and Markov Stochastic Process. Proceeding of the 1st Iranian Statistics Conference 26‒28 May 1992, Isfahan, Iran. Isfahan: Isfаhan University of Technology Publ.; 1992Тихоненко О.М. Модели массового обслуживания в информационных системах. Минск: Технопринт, 2003. 326 с.Karaseva E.A., Martyshkin A.I. Application of the Apparatus of Queuing Theory for the System Analysis of Multiprocessor Systems. Mezhdunarodnyj studencheskij nauchnyj vestnik. 2017;4-9:1401−1404. (in Russ.)Наумов В.А., Самуйлов К.Е. Условия мультипликативности стационарного распределения вероятностей марковских ресурсных систем массового обслуживания с потерями // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2019. № 46. С.64−72. DOI:10.17223/19988605/46/8Tikhonenko O.M. Models of Queuing in Information Systems. Minsk: Technoprint Publ.; 2003. 326 p. (in Russ.)Тихоненко О.М. Модели массового обслуживания информационных системах. Минск: УП «Технопринт», 2003.Naumov V.A., Samouylov K.E. Conditions for the Product Form of the Stationary Probability Distribution of Markovian Resource Loss Systems. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie vychislitelnaja tehnika i informatika. 2019;46:64–72. (in Russ.) DOI:10.17223/19988605/46/8Neuts M.F. A versatile Markovian arrival process // Journal of Applied Probability. 1979. Vol. 16. Iss. 4. PP. 764–779. DOI:10.2307/3213143Tikhonenko O.M. Models of mass service in information systems. Minsk: UP "Technoprint", 2003. (in Russ.)Кениг Д., Штойян Д. Методы теории массового обслуживания. Пер. с нем. М.: Радио и связь, 1981. 128 с.Neuts M.F. A versatile Markovian arrival process. Journal of Applied Probability. 1979;16(4):764–779. DOI:10.2307/ 3213143Koenig D., Stoyan D. Methods of Queuing Theory. Translated from German. Moscow: Radio i svyaz; 1981. 128 p. (in Russ.)Koenig D., Stoyan D. Methods of Queuing Theory. Translated from German. Moscow: Radio i svyaz; 1981. 128 p. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.