<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">tuzsut</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Труды учебных заведений связи</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Proceedings of Telecommunication Universities</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1813-324X</issn><issn pub-type="epub">2712-8830</issn><publisher><publisher-name>СПбГУТ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.31854/1813-324X-2023-9-2-72-80</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">tuzsut-464</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ELECTRONICS, PHOTONICS, INSTRUMENTATION AND COMMUNICATIONS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Модель самоорганизующейся сети радиосвязи, функционирующей в сложной сигнально-помеховой обстановке</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Model of a Self-Organizing Radio Network, Operating in a Complex Signal and Interference Environment.</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-3736-4743</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Липатников</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lipatnikov</surname><given-names>V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук, профессор, старший научный сотрудник научно-исследовательского центра</p><p>Санкт-Петербург, 194064, Российская Федерация</p></bio><bio xml:lang="en"><p>St. Petersburg, 194064, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">lipatnikovanl@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-5402-402X</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Петренко</surname><given-names>М. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Petrenko</surname><given-names>M. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>адъюнкт научно-исследовательского центра</p><p>Санкт-Петербург, 194064, Российская Федерация</p></bio><bio xml:lang="en"><p>St. Petersburg, 194064, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">petrenko.m.i@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Военная орденов академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Буденного<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Telecommunications Military Academy<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>05</month><year>2023</year></pub-date><volume>9</volume><issue>2</issue><fpage>72</fpage><lpage>80</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Липатников В.А., Петренко М.И., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Липатников В.А., Петренко М.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Lipatnikov V., Petrenko M.P.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/464">https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/464</self-uri><abstract><p>Сети радиосвязи, в том числе применяющие адаптацию, предназначены для обмена информацией между отдельными корреспондентами и строятся, как правило, посредством радиотрасс, функционирующих в сложных условиях сигнально-помеховой обстановки. Необходимо учитывать степень влияния значений адаптивных параметров на показатели, описывающие соответствия требований к связи, энергетическую составляющую радиолинии, а также объем ресурсов радиолинии, затрачиваемые на ведение и восстановление связи. Получение оценок границ характеристик обслуживания трафика первичных и вторичных пользователей в самоорганизующейся радиосети, функционирующей в сложной сигнально-помеховой обстановке, является актуальным. Целью исследования является повышение достоверности результатов моделирования за счет получения граничных значений пропускной способности при передаче информации в самоорганизующейся сети радиосвязи. Проведено моделирование процессов, протекающих в сети радиосвязи, определены: граничные параметры задержки и загрузки; параметры выходного потока в сложных условиях сигнально-помеховой обстановки. Представлены выводы о достоинствах метода сетевого исчисления, по результатам серии проведенных вычислений. Получены аналитические оценки качества предоставления услуг в системе радиосвязи с использованием теории сетевого исчисления. Разработанная математическая модель позволяет исследовать показатели задержки, загрузки в самоорганизующейся сети радиосвязи при информационном обмене трафика различного вида в условии воздействия преднамеренных и непреднамеренных помех. Результаты аналитических расчетов, полученных при применении метода сетевого исчисления, могут быть использованы при формировании управляющих воздействий, а также решении задач повышения устойчивости радиолиний.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Radio communication networks, including those that use adaptation, are designed for information exchange between individual correspondents and are usually built via radio routes, functioning ones in a complex signal and interference environment. It is necessary to take into account the degree of influence values adaptive parameters for indicators that describe accordance requirements communication requirements, the energy component of the radio link, as well as the amount of radio link resources spent on maintaining and restoring communication. Getting estimates of the boundaries of primary and secondary user traffic service characteristics in a self-organizing radio network, functioning in difficult signal-to-noise conditions it is relevant. The aim of the research is to increase the reliability of the simulation results by obtaining the boundary values of the throughput when transmitting information in a self-organizing radio communication network. Modeling of processes occurring in the radio communication network is carried out, and the following parameters are determined: boundary parameters of delay and loading; parameters of the output stream in a complex signal-interference environment. Conclusions about the advantages of the network calculus method based on the results of a series of calculations are presented. Analytical estimates of the quality of service provision in the radio communication system are obtained using the theory of network calculus. The developed mathematical model makes it possible to study the delay and load indicators in a self-organizing radio network during the information exchange of traffic of various types under the influence of intentional and unintentional interference. The results of analytical calculations obtained by applying the network calculus method can be used in the formation of control actions, as well as solving problems of increasing the stability of radio links.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>сетевое исчисление</kwd><kwd>модель</kwd><kwd>самоорганизующаяся сеть</kwd><kwd>поток</kwd><kwd>программно-определяемое радио</kwd><kwd>помехозащищенность</kwd><kwd>система массового обслуживания</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>network calculus</kwd><kwd>model</kwd><kwd>self-organizing network</kwd><kwd>flow</kwd><kwd>software-defined radio</kwd><kwd>noise immunity</kwd><kwd>queuing system</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Липатников В.А., Парфиров В.А., Петренко М.И. Общая модель самоорганизующейся радиосвязи с мультиплексированием потоков // Международная научно-практическая конференция «Транспорт России: Проблемы и перспективы ‒ 2022» (09‒10 ноября 2022 г.). СПб.: Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН, 2022. Т. 1. С. 293‒297.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lipatnikov V.A., Parfirov V.A., Petrenko M.I. General model of self-organizing radio communication with stream multiplexing. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference on Transport of Russia: Problems and Prospects ‒ 2022, 09‒10 November 2022, St. Petersburg, Russia, vol.1. St. Petersburg: IPT RAN Publ.; 2022. p.293‒297. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Борисов В.И., Зинчук В.М., Лимарев А.Е. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью. М.: Радио и связь, 2003. 640 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Borisov V.I., Zinchuk V.M., Limarev A.E. Noise Immunity of Radio Communication Systems with Signal Spectrum Expansion by Carrier Pseudorandom Sequence Modulation. Moscow: Radio and Communications Publ.; 2003. 640 p. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рабин А.В. Помехоустойчивость систем цифровой связи с ортогональным кодированием и многопозиционной модуляцией. СПб.: ГУАП, 2019. 157 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rabin A.V. Noise immunity of digital communication systems with orthogonal coding and multi-position modulation. St. Petersburg: Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation Publ.; 2019. 157 p. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глушанков Е.И., Митянин С.А. Анализ совместной эффективности пространственно-временного кодирования и пространственной обработки сигналов в линиях радиосвязи // Заметки ученого. 2022. № 6. С. 187‒192.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glushankov E.I., Mityanin S.A. Analysis of the joint efficiency of spatial-time coding and spatial processing of signals in radio communication lines. Zametki uchenogo. 2022;6:187‒192. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дворников С.В., Манаенко С.С., Пшеничников А.В. Спектрально-эффективные сигналы с непрерывной фазой // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2016. Т. 12. № 2. С. 87‒93.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dvornikov S.V., Dvornikov S. S., Manaenko S.S., Pshenichnikov A.V. Spectral-efficient signals with the continuous phase. Bulletin of Voronezh State Technical University. 2016;12(2):87‒93. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Липатников В.А., Сахаров Д.В., Парфиров В.А., Петренко М.И. Имитационная модель распределенного объекта радиоконтроля, отражающая динамику перемещений и смену режимов работы радиоэлектронных средств // Юбилейная XVIII Санкт-Петербургская международная конференция «Региональная информатика (РИ-2022)», СанктПетербург, Россия, 26‒28 октября 2022 г. СПб: Санкт-Петербургское Общество информатики, вычислительной техники, систем связи и управления, 2022. С. 556‒558.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lipatnikov V.A., Sakharov D.V., Parfirov V.A., Petrenko M.I. Simulation model of a distributed radio monitoring object, reflecting the dynamics of movements and changing modes of operation of radio-electronic means. Proceedings of the Jubilee XVIII St. Petersburg International Conference on Regional Informatics (RI-2022), St. Petersburg, Russia, 26‒28 October 2022. St. Petersburg: Sankt-Peterburgskoe Obshchestvo informatiki vychislitelnoi tekhniki sistem sviazi i upravleniia Publ.; 2022. p.556‒558. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дворников С.В., Пшеничников А.В., Бурыкин Д.А. Структурно-функциональная модель сигнального созвездия с повышенной помехоустойчивостью // Информация и космос. 2015. № 2. С. 4‒7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dvornikov S.V., Pshenichnikov A.V., Burykin D.A. Structural and functional model of a signal constellation with increased noise immunity. Information and Space. 2015;2:4‒7. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сорокин К.Н. Модель системы управления параметрами линии радиосвязи на основе нечеткой логики // Информация и космос. 2018. № 4. С. 39‒43.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sorokin K. N. Model of a radio link parameter management system based on fuzzy logic. Information and Space. 2018;4: 39‒43. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фёдоров И.В., Росляков А.В. Анализ характеристик когнитивной радиосети с использованием сетевого исчисления // XXI Международная научно-техническая конференция «III научный форум телекоммуникации: теория и технологии, ТТТ-2019», Казань, Россия, 18‒22 ноября 2019 г. Казань: Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, 2019. Т. 1. С. 338‒339.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fedorov I.V., Roslyakov A.V. Analysis of the characteristics of a cognitive radio network using network calculus. Proceedings of the XXIst International Scientific and Technical Conference “III Scientific Forum of Telecommunications: Theory and Technology”, TTT-2019, 18‒22 November 2019, Kazan, Russia, vol.1. Kazan: KAI Publ.; 2019. p.338‒339. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Белов А.В., Липатников В.А., Фёдоров И.В. Модель когнитивной радиосети на основе теории стохастического сетевого исчисления // X Международная научно-техническая и научно-методическая конференция «Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2021)», Санкт-Петербург, Россия, 24–25 февраля 2021 г. СПб.: СПбГУТ, 2021. Т. 1. С. 86‒90.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Belov A., Lipatnikov V., Fedorov I. Model of a cognitive radio network based on the theory of stochastic network calculation. Proceedings of the Xth International Scientific and Technical and Scientific-Methodical Conference on Actual Problems of Infotelec Communications in Science and Education, 24‒25 February 2021, St. Petersburg, Russia, vol.1. St. Petersburg: The Bonch-Bruevich Saint Petersburg State University of Telecommunications Publ.; 2021. p.86‒90.p. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Росляков А.В., Лысиков А.В., Витевский В.Д. Сетевое исчисление (Network Calculus). Часть 1. Теоретические основы // Инфокоммуникационные технологии. 2018. Т. 16. № 1. С. 19‒33. DOI:10.18469/ikt.2018.16.1.02</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Roslyakov A.V., Lysikov A.V., Vitevsky V.D. Network Calculus. Part 1. Theoretical Foundations. Infokommunikacionnye tehnologii. 2018;16(1):19‒33. (in Russ.) DOI:10.18469/ikt.2018.16.1.02</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кудрявцева Е.Н., Росляков А.В. Базовые принципы и перспективы использования теории сетевого исчисления (Network Calculus) // Инфокоммуникационные технологии. 2013. Т. 11. № 3. С. 34‒39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kudryavtseva E.N., Roslyakov A.V. Basic principles and prospects of network calculus application. Infokommunikacionnye tehnologii. 2013;11(3):34‒39. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алекаев А.Е., Белов А.В., Фёдоров И.В. Способ многоступенчатой адаптации низкоэнергетической радиолинии коротковолнового диапазона с учетом прогнозирования сигнально-помеховой обстановки // Международная научнопрактическая конференция «Транспорт России: Проблемы и перспективы – 2021» (Санкт-Петербург, Россия, 09‒10 ноября 2021 г.). Т. 2. СПб.: Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН, 2021. С. 157‒161.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alekaev A.E., Belov A.V., Fedorov I.V. Method for multi-stage adaptation of low-energy radio line of short-wave range taking into account forecasting signal-interference situation. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference on Transport of Russia: Problems and Prospects ‒ 2021, 09‒10 November 2021, St. Petersburg, Russia, vol.2. St. Petersburg: Solomenko Institute of Transport Problems of the Russian academy of sciences Publ.; 2021. p.157‒161. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кривулин Н.К. Методы идемпотентной алгебры в задачах моделирования и анализа сложных систем. СПб.: СПбГУТ, 2009. 256 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krivulin N.K. Methods of idempotent algebra in problems of modeling and analysis of complex systems. St. Petersburg: The Bonch-Bruevich Saint Petersburg State University of Telecommunications Publ.; 2009. 256 p. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пшеничников А.В. Оценка статистических параметров рабочих частот функциональных моделей радиолиний в конфликтной ситуации // Информация и космос. 2018. № 1. С.46‒50.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pshenichnikov A.V. Estimation of statistical parameters operating frequency of functional models of radio links in a conflict situation. Information and Space. 2018;1:46‒50. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
