СТОХАСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ В БЕСПРОВОДНЫХ МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СЕТЯХ

В рамках проекта были проведены фундаментальные исследования в части разработки моделей и методов анализа показателей эффективности технологий беспроводных сетей пятого поколения. За время проведения работ по проекту в 2019–2021 гг. были получены следующие новые научные результаты:  разработана математическая модель в виде системы массового обслуживания (СМО) с ограниченными ресурсами и случайными требованиями, которая запоминает особенности динамики сеанса в миллиметровом диапазоне (mmWave) и может служить гибким инструментом для анализа различных стратегий комплексного использования лицензионных и нелицензионных полос в миллиметровом диапазоне частот в терминах вероятности сброса сеанса и коэффициента загрузки системы;  разработан комплекс математических моделей, который способен охарактеризовать достижимые скорости передачи данных пользователей NR-U (New Radio Unlicensed), которые одновременно работают как в лицензированном, так и в нелицензированном спектре миллиметровых волн;  предложены механизмы мультисвязности и резервирования ресурсов для улучшения непрерывности сеанса в сетях 5G NR;  проведен анализ сценария развертывания сети на улицах с несколькими полосами движения с возможностью множественного подключения внутри и между RAT;  разработана модель предоставления услуг с участием систем туманных вычислений в виде сети массового обслуживания. Впервые была учтена зависимость не только от объёма вычислений, но и от объёма данных, передаваемых по сети для дальнейшей обработки;  разработан комплекс математических моделей, который может быть использован для оценки параметров базовых станций NR при обслуживании многоадресных и одноадресных соединений, а также для определения нижней границы плотности базовых станций NR, необходимой для обслуживания смеси многоадресного и одноадресного трафика с их целевыми требованиями к производительности;  построена модель обслуживания гетерогенного трафика в виде мультисервисной ресурсной системы массового обслуживания с бесконечным числом приборов и ресурсом конечного объёма;  проведен приближенный анализ системы массового обслуживания со случайными требованиями к ресурсам, двумя типами заявок и абсолютным приоритетом заявок первого типа, получены основные показатели производительности, представляющие интерес, включая вероятность прерывания сессии передачи данных и использование системных ресурсов, а также выполнена оценка их точности путем сравнения с компьютерным моделированием;  предложен метод приближенного анализа систем массового обслуживания с ограниченными ресурсами и сигналами, которые инициируют перераспределение ресурсов клиентов;  предложен метод расчета сверток функции распределения требований к ресурсам с помощью быстрого преобразования Фурье;  разработана имитационная модель нарезки сети и обслуживания разнородного трафика в отдельных слайсах;  представлена архитектура инструмента моделирования VRRM в терминах систем массового обслуживания;  c помощью аппарата теории массового обслуживания построена модель механизма нарезки радиоресурсов, распределяющего ресурс по слайсам для одного типа трафика, характерного для передачи/загрузки данных;  разработана модель доступа к радиоресурсам, основанная на концепции сетевого слайсинга, в виде системы массового обслуживания;  рассмотрен принцип настройки слайсов сети с помощью функции полезности, реализующий механизмы планирования ресурсов для арендаторов с учётом требований к трафику, рассмотрены различные стратегии разделения ресурсов. Все разработанные алгоритмы были доведены до программной реализации, которые были включены в комплекс программ исследования современных информационно-телекоммуникационных систем.