Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка математических методов, алгоритмов и программ оценки производительности и проектирования широкополосных беспроводных сетей передачи мультимедийной информации вдоль протяженных транспортных магистралей (железнодорожное полотно, автодороги) и трубопроводов (нефтяные и газовые магистрали).

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
широкополосные беспроводные сети, математическое и имитационное моделирование, стохастические многофазные системы, оценка производительности и надежности.

Цель проекта:
Разработка теоретических основ, методов проектирования и реализации нового поколения широкополосных беспроводных сетей передачи мультимедийной информации вдоль протяженных магистралей, обеспечивающих повышение качества управления и оперативного контроля за техническими параметрами трассы, а также контроль безопасности на участках трассы с использованием информации систем видеонаблюдения и обеспечение голосовой связи (IP-телефония) между стационарными и мобильными объектами на протяженных магистралях и т.д. Создание и испытание макета сети на базе радиомаршрутизаторов, функционирующих под управлением стандарта международного протокола IEEE 802.11n и антенных устройств, реализующих технологию MIMO.

Основные планируемые результаты проекта:
Ожидаемыми результатами выполнения проекта являются разработка теоретических основ построения широкополосных беспроводных сетей передачи мультимедийной информации вдоль протяженных магистралей, а также разработка и испытание макета сети этого класса. Полученные научно-технические результаты Проекта будут опубликованы в высокорейтинговых российских, индийских и международных журналах и представлены на международных конференциях. Будут получены патенты и свидетельства о государственной регистрации программ. Научные и практические результаты будут использованы в курсах лекций российских вузов (РУДН, МФТИ, РГУНиГ и др.) и индийских университетах. Предполагается, что результаты проекта могут быть коммерциализированы при проектировании и реализации сетей связи вдоль автодорог в различных регионах РФ (в частности, в РФ – в Республике Татарстан) и в проектах индийской стороны.
Перечень основных научно-технических результатов включает:
- методологию построения широкополосных беспроводных сетей передачи мультимедийной информации вдоль протяженных магистралей;
- комплекс моделей динамического поллинга для решения проблемы интерференции и оценки производительности базовой станции беспроводной сети, функционирующей в режиме точка-многоточка;
- методы и алгоритмы выбора архитектуры и оптимальных параметров беспроводной связи с использованием теории многофазных систем массового обслуживания;
- комплекс имитационных моделей, учитывающих особенности архитектуры и протоколов широкополосной беспроводной сети вдоль протяженных магистралей;
- комплекс моделей стохастических приоритетных систем обслуживания с повторными вызовами для исследования характеристик механизма QoS (Quality of Service), гарантирующего «сквозное» качество представления услуг по беспроводной сети;
- комплекс математических моделей оценки стационарных и нестационарных характеристик надежности резервируемых беспроводных каналов связи и методов их исследования с использованием многомерных альтернирующих случайных процессов;
- пакет прикладных программ расчета надежности и производительности каналов связи и беспроводной сети в целом;
- программу и методику испытаний макета беспроводной сети вдоль протяженных магистралей;
- эскизная техническая документация на макет широкополосной беспроводной сети вдоль протяженных магистралей;
- рекомендации по использованию результатов НИР в реальном секторе экономики и дальнейших исследованиях и разработках;
- методические материалы по использованию результатов НИР при реализации широкополосных беспроводных сетей вдоль железнодорожных, автомобильных дорог и трубопроводов в Российской Федерации и Республике Индия;
- проект ТЗ на проведение опытно-конструкторских работ.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В настоящем проекте предлагается разработка методологии построения беспроводных сетей вдоль протяженных магистралей, разработка теоретических основ построения сетей этого класса и пакета прикладных программ, обеспечивающего ускорение процесса проектирования и повышение качества разрабатываемых беспроводных сетей. Предполагается также создание и испытание макета сети на базе отечественных радиомаршрутизаторов и антенных устройств, реализующих технологию MIMO.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Ожидаемые результаты проекта могут быть эффективно использованы при проектировании и реализации современных сетей передачи мультимедийной информации вдоль протяженных магистралей как в Российской Федерации и Республике Индия, так и других странах с обширной территорией. Результаты проекта могут быть использованы при построении интеллектуальных транспортных систем для управления движением транспортных средств на протяженных автодорогах и, особенно, для оперативного контроля и предотвращения нарушений правил дорожного движения (ПДД) путем высокоскоростной передачи информации с радаров и фотокамер, контролирующих такие нарушения, в Центр управления. На железнодорожных магистралях создание высокоскоростной беспроводной связи обеспечивает возможность надежной передачи голосовой информации (IP-телефония), создание резервных каналов передачи технологической информации, а также контроля безопасности за участками трассы и стратегически важными объектами с использованием информации видеонаблюдения.

Текущие результаты проекта:
Разработан комплекс моделей динамического поллинга для решения проблемы интерференции в беспроводной сети. Решена задача оптимального расположения базовых станций. Разработан программный комплекс для аналитического и имитационного моделирования. Зарегистрирована заявка на получение свидетельства о госрегистрации программ для ЭВМ (№ 2015618161/69). Подготовлены статьи в журналы. Разработан комплекс математических моделей оценки характеристик резервируемых беспроводных каналов связи, а также методы повышения производительности и надежности беспроводных радиоканалов с резервированием оптическими каналами. Разработан комплекс моделей стохастических приоритетных систем обслуживания с повторными вызовами для исследования характеристик механизма QoS, гарантирующего качество представления услуг по сети. Проведены исследования слабоизученных в мировой литературе многофазных систем массового обслуживания с РН-распределением времени обслуживания на фазах и входящим МАР-потоком для оценки производительности беспроводной сети. Разработана программа и методика испытаний макета беспроводной сети вдоль протяженных магистралей.