РЕФЕРАТ

Магистерская диссертация «Развитие методов маршрутизации в

воздушных ad-hoc сетях» Состоит из перечня условных сокращений,

вступления, основной части что содержит 4 разделы, выводов и списка

использованных источников. Общий объем работы - 129 страниц. Работа

содержит 26 рисунков и 19 таблиц. Список использованных источников

включает 99 единиц.

Соответственно к цели исследование, в данной работе

проанализированы алгоритмы маршрутизации в FANET сетях с

самоорганизацией. Проанализировано архитектуру да функционирование

БПЛА узлов сети.

Разработано усовершенствован метод маршрутизации на основе

прогнозирование мобильности узлов и динамическим механизмом флуда в

воздушных радиосетях с самоорганизацией FANET

Оценка эффективность предложенного метода

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, сеть Fanet,

метод маршрутизации, топология.

2 
 
СОДЕРЖАНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ   9 
РАЗДЕЛ 1  11 
АНАЛИЗ АРХИТЕКТУРЫ И ПРИНЦИПОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 
СЕТЬ FANET   11 
1.1 Обзор основных свойств и проблем в сетях Ad Hoc   11 
1.2 Классификация да параметры радиосетей с самоорганизацией  17 
1.3 Сферы применение радиосетей с самоорганизацией  19 
1.3.1 Сети радиосвязи тактической звенья управление  19 
1.3.2. Mesh сети  8 
1.3.3. Сенсорные сети  17 
1.4 Преимущества да перспективы радиосетей с самоорганизацией  23 
ВЫВОДЫ  25 
РАЗДЕЛ 2  26 
АНАЛИЗ МЕТОДОВ МАРШРУТИЗАЦИИ  26 
2.1 Анализ методов маршрутизации в стационарных сетях  26 
2.1.1 Схема системного анализа и синтеза методов маршрутизации в 
радиосетях с самоорганизацией  37 
2.2. Методы однопользовательской маршрутизации 
информационных потоков в сетях с динамической топологией  41 
2.2.1. Таблично-ориентированные методы маршрутизации  42 
2.2.2. Оценка эффективности таблично-ориентированных методов 
маршрутизации  50 
2.2.3 Зондовые методы маршрутизации  52 
2.2.4 Оценка эффективности зондовых методов маршрутизации  58 
2.2.5. Гибридный метод маршрутизации  60 
ВЫВОДЫ  63 
РАЗДЕЛ 3  65 
СОВЕРШЕНСТВЕН МЕТОД МАРШРУТИЗАЦИИ В СЕТЬ FANET 65 


 
1 Обзор FANET сетей относительно методов маршрутизации  65 
2 Маршрутизация в сетях с БПЛА  66 
2. Реактивная маршрутизация  67 
3 Географически маршрутизация  68 
4 Реактивно-географическая комбинация  69 
5 Протокол на базе масштабного флуда (Scoped flooding)   70 
6 Протокол на основе прогнозирование мобильности  71 
7 RGR протокол  72 
8 Контрольные сообщение  74 
9 Таблицы узлов  74 
10 Переход на Greedy Geographic Forwarding   74 
11 Обработка полученного пакета  75 
12 Взаимодействие в узлах назначение  75 
13 Обзор Reactive-Greedy-Reactive   76 
14 RGR с масштабным флудом (scoped flooding)   77 
15 RGR с прогнозированием мобильности  79 
16. Оценка Reactive-Greedy-Reactive   83 
17  Результаты симуляции  85 
ВЫВОДЫ  90 
РАЗДЕЛ 4  91 
РАЗРАБОТКА СТАРТАП ПРОЕКТА  91 
1 Описание идеи проекта  91 
2 Технологический аудит идеи проекта  92 
3 Анализ рыночных возможностей запуска стартап-проекта  93 
ВЫВОДЫ  96 
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ  97 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ  99 

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

FANET (Flying ad-hoc network) – воздушная ad-hoc сеть

БПЛА беспилотный летательный аппарат

МБС мобильная базовая станция

WMN (Wireless Mesh network) - беспроводная ячеистая сеть

MANET (Mobile Ad-hoc Network) - мобильная ad-hoc сеть

ОСИ

QoS (Quality of Service) - задано качество услуги

DVA (Distance Vector Algoritms) - дистанционно-векторный

алгоритм

LSA (Link State Algoritms) - алгоритм состояния связи

ЦУМ центр управление сетью

ММ метод маршрутизации

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – протокол передачи

данных IP (Internet Protocol) - протокол межсетевого уровня

OLSR (Optimized Link State Routing Protocol) – протокол

оптимизированной маршрутизации состояния связи

RIP (Route Information Protocol) – протокол

маршрутной информации

OSPF (Open Shortest Path First) – протокол открытия

кратчайшего маршрута первым

ICMP (Internet Control Message Protocol) – протокол

контрольных сообщений

DSDV (Destination Sequenced Distance Vector) – протокол

динамической векторной маршрутизации

ADV (Adaptive Distance Vector Routing) – протокол

адаптивной векторной маршрутизации

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Радиосети с самоорганизацией предполагают

возможность организации беспроводной сети без участия человека или с

ее минимальным участием. Данная архитектура сети получила название

Ad Нос. Основой для создания таких сетей является высокий уровень

"интеллектуальности" современных радиотерминалов, что содержат кроме

приемопередающих блоков достаточно производительные

вычислительные средства - процессор, память большой емкости, что

разрешает реализовывать сложные алгоритмы.

Однако, несмотря на длительный время разработки сетей с

самоорганизацией, и сегодня остаются нерешенными значительное

количество проблем, что препятствуют широком распространению таких

сетей в общей глобальной структуре телекоммуникаций. Среди основных

проблем след выделить следующие: организация надежной передачи

данных при динамической структуре и топологии сети; проблема

эффективного использование ресурсов узлов (большинство узлов сети

могут быть портативными и соответственно ограничены в своих ресурсах:

по производительности процессора, емкости памяти да энергоемкости

батарей); обеспечение заданной качества обслуживание для разных типов

трафика, связанного со скоростью передачи, с задержкой и потерей

пакетов, временем восстановления связности после ее потери.

В этом документе проанализированы структура да особенности

применение радиосетей с самоорганизацией. Определено преимущества да

недостатки существующих протоколов самоорганизации, что

используются в сетях FANET, и найден усовершенствованный метод

маршрутизации, который может существенно снизить время поиска

правильного маршрута, задержку пакетов и время передачи данных,

повысить шанс доставки сообщения без потери информации к узла

назначения.

Таким образом, объектом исследований есть процесс

функционирование воздушных радиосетей с самоорганизацией FANET.

Предмет исследований – методы маршрутизации пакетов в

воздушных радиосетях с самоорганизацией FANET.

Цель исследований - усовершенствование методов маршрутизации в

воздушных радиосетях с самоорганизацией FANET путем минимизации

количества служебной информации, что передается между узлами сети.

Для достижение цели поставлено следующие Задача:

1. Проанализировать архитектуру да принципы функционирование

сетей FANET

2. Проанализировать методы маршрутизации в сетях FANET

3. Проанализировать наличие усовершенствованного метода

маршрутизации в сетях FANET.

4. Оценить эффективность применение проанализированных методов

для сетей с разной частотой изменения топологии сети.

5. Разработать стартап проект

Научная новизна исследование - усовершенствовано метод

маршрутизации пакетов в воздушных радиосетях с самоорганизацией

FANET. Суть усовершенствования модели, определяющей ее новизну,

заключается в поэтому, что предложено:

1. Прогнозирование мобильности узлов в воздушных радиосетях с

самоорганизацией FANET.

2. Динамический механизм флуда RREQ пакетов в воздушных

радиосетях с самоорганизацией FANET.

РАЗДЕЛ 1

АНАЛИЗ АРХИТЕКТУРЫ И ПРИНЦИПОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СЕТЬ

FANET

1.1 Обзор основных свойств да проблем в сетях Ad Hoc

Сети Ad Нос, что в данном случае значит "случайная, спонтанная"

или "специально созданная для определенных целей", состоят из

беспроводных узлов. под узлом сети понимается беспроводной

коммуникатор (переносной компьютер, транспортный средство,

сенсорный устройство, робот и т.п.), оснащенный радиомодемом. Узлы

связаны друг с одним в пределах взаимной зоны радиосвязи,

определяемой параметрами радиопередающих устройств, рельефом

местности и условиями распространения радиоволн. Отличной

особенностью каждого узла есть его способность выполнять функции как

хоста, то есть источника и приемника информации, так и маршрутизатора

информационных и служебных пакетов других абонентов радиосети.

Узлы сети могут быть как стационарными, да и мобильными,

однородными или разнородными (отличающимися мощностью

передатчика, емкостью своих батарей питания, мощностью процессоров и

т.д.), а также могут размещаться на местности или в просторные и

случайным, и детерминированным способом. При этом процесс передачи

информации в данных сетях осуществляется без какого-либо центра

управления. Это означает, что каждый узел должен самостоятельно

выполнять определенный набор функций управление передачей

информации по сети. Отсутствие постоянной инфраструктуры да

децентрализованного управление - характерны черты радиосетей с

самоорганизацией.

Сферами применения сетей Ad Нос и MANET являются, в первую

очередь, сети связи военного назначения тактического уровня, а также

сети, что разворачиваются в условиях чрезвычайных ситуаций да

естественных катаклизмов.

Гражданскими сферами применение есть: домашние сети и сети

предприятий, сенсорные (телеметрические) сети разного назначения, сети

контроля и диспетчеризации транспортных средств, сети, создаваемые в

удаленных районах, где отсутствует стационарная инфраструктура

(деревенская местность, пустыни, Арктика и Антарктика, тундра, тайга и и

т.д.).

Характерными особенностями данных сетей (в отличие от сетей с

стационарной инфраструктурой) есть следующие признаки:

1. Сменное количество узлов и площадь покрытия сети. Количество

узлов сети может варьироваться от десятков до десятков или сотен тысяч

узлов. В зависимости от количества узлов, мощности их передатчиков и

используемых частот географический пространство покрытие сети может

меняться в широких пределах.

2. Мобильность и стационарность узлов. Стационарные Ad Нос сети

сохраняют неизменность места расположение узлов, но предполагают их

произвольное включение в сеть и отсоединение с сети. Мобильные

радиосети с самоорганизацией MANET (Mobile Ad Hoc Networks)

предусматривают возможность перемещение любого узла сети.

3. Случайность топологии сети, ее неоднородность и динамичность

изменения. Поскольку абоненты сети могут быть мобильными, то

топология сети может постоянно изменяться. Кроме того, каждый узел

может иметь разные радио ресурсы и вычислительные мощности - иметь

разную мощность передатчика, иметь возможность изменять уровень

мощности передатчика или диаграмму направленности антенны, быть

оснащенным аккумуляторными батареями разной емкости.

4. Принцип организации передачи информации - коммутация

пакетов с использованием многошаговой маршрутизации Этот принцип

состоит в потому, что каждый узел сети, являясь передатчиком и

приемником "собственной" информации, выступает в качества

ретранслятора и маршрутизатора пакетов других абонентов сети. под

маршрутизацией понимается направление пакетов на определенные адреса

или ретрансляция сигналов в определенных направлениям.

5. Децентрализованный тип управления. Такое управление

предполагает автономность узлов в принятии решений по организации

передачи за определенными маршрутами. Другими словами, в сети

отсутствует какая-либо фиксированная инфраструктура для передачи

служебной информации или другого вида централизованного управление

(на отличие от обычных телекоммуникационных сетей с системами

управления [93, 94]). Каждый узел определяет маршрут передачи -

последовательность узлов-ретрансляторов на основе предварительного

или оперативного сбора информации о состоянии сети и связности ее

абонентов в соответствии с протоколами маршрутизации, специально

разработанными для сетей с самоорганизацией.

6. Динамичность изменения связности при передвижении узлов и /

или присоединение / отсоединение узлов в сеть. Это требует контроля за

прохождением пакетов по сети, изменения маршрутов пакетов при

нарушении связности, а также возобновление передачи сообщений с

момента потери связности. Такой характер работы сетей приводит к

изменения качества обслуживание сетью (задержка и потеря пакетов,

полная потеря связности). Поэтому в сетях с самоорганизацией должны

быть предусмотрены механизмы поддержки качества обслуживание за

счет, например, передачи пакетов по нескольким маршрутом,

коллективной ретрансляции пакетов.

7. Многоканальность сетей. Каждый узел может быть

оборудованный одним или несколькими приемопередающими

устройствами, что работают в разных частотных полосах. Таким образом,

кроме коммутации пакетов в одному частотном канале возможна

коммутация каналов

8. Масштабируемость. При масштабируемости сеть легко

увеличивается и меняет количество своих узлов. Увеличение размера

сети до сотен и тысяч узлов может потребовать введения локализации

управления, есть разделение всей сети на кластеры с собственными

протоколами маршрутизации и межкластерной ретрансляцией через узлы-

шлюзы. Возможно и введение иерархии в сети, когда на основе узлов

достаточные ресурсы или хорошее местоположение (например, на

вершинах холмов), осуществляется прямой связь между конечными

абонентами или кластерами через минимальную количество ретрансляций.

9. Ограниченность ресурсов сети. Узел сети имеет ограниченные

ресурсы (емкость памяти, производительность процессора, мощность

передатчика и энергоемкость батарей). Энергия батарей тратится как на

коммуникационную (прием, передача, обработка сообщений и др.), да и на

вычислительную (процессор) составляющие. Экономия энергии батарей

питания одно с задач разработчиков терминалов и протоколов

взаимодействия.

10. Ограниченная сохранность. Широковещательная природа

радиоканала позволяет злоумышленнику (противнику) осуществлять

прослушивание передач узлов, анализировать сетевой трафик и нарушать

или ухудшать работу сети, ставить активные и пассивные помехи.

Поэтому в сети должны быть употреблены мероприятия, которые

минимизируют или исключают возможен умышленный отрицательный

влияние на работу сети. Таким закатом может быть применение на

физическом уровни сложных радиосигналов, например

сверхширокополосных.

Развитие элементной базы и большие вычислительные мощности на

сегодняшний день определили разнообразие радиосетей с

самоорганизацией .

● сети Ad Нос - сети с случайными, но стационарными абонентами;

● мобильные радиосети (сети MANET) - сети мобильных абонентов,

которые реализуют полностью децентрализованное управление

(отсутствие базовых станций);

● mesh сети (MESH) - такие сети состоят с беспроводных

стационарных маршрутизаторов (создают беспроводную магистраль и

зону обслуживание абонентов) и мобильных / стационарных абонентов,

что имеют доступ (в пределах зоны радиосвязи) к одного из

маршрутизаторов;

● сенсорные (телеметрические) сети, состоящие из малогабаритных

сенсорных узлов с интегрированными функциями мониторинга

определенных параметров окружающего среды, обработки и передачи

данных по радиоканалы;

● автомобильные сети (сети VANET) - сети связи транспортных

средств

● Воздушные сети (сети FANET) - сети на основе БПЛА.

Однако, несмотря на длительный время разработки сетей с

самоорганизацией, и сегодня остаются нерешенными значительное

количество проблем [99], препятствующих широкому распространению

таких сетей в общий глобальной структуре телекоммуникаций Среди них

можно выделить такие проблемы.

1. Организация надежной передачи данных при динамической

структуре и топологии сети

2. Повышение скорости передачи информации, какая обычно

ограничена выделенным частотным ресурсом и методами доступа

абонентов к коллективно используемого ресурса

3. Создание эффективных методов (алгоритмов) управления на

разных уровнях "Эталонной модели" открытых систем Всемирной

организации со стандартизации (ЭМВОС) по отношению конкретной

радиосети с самоорганизацией. Появление новых технологий радиосвязи

(MIMO, систем определение геопозиции, широкополосные и

сверхширокополосные сигналы и др.), А также различные прикладные

приложения требуют создания новых методов управление данным сетями,

в поэтому числе использование методов искусственного интеллект.

4. Проблема эффективного использование ресурсов узлов

(большинство узлов сети могут быть портативными и соответственно

ограничены в своих ресурсах: по производительности процессора, емкости

памяти и энергоемкости батарей и др.).

5. Обеспечение заданной качества обслуживание для разных типов

трафика, связанного со скоростью передачи, с задержкой и потерей

пакетов, временем восстановление связности после ее утраты.

6. Проблема масштабируемости и адресации в сетях при

организации радиосетей с самоорганизацией большого размера.

7. Взаимодействие с сетями общего пользование да сетью Интернет.

8. Обеспечение безопасности в условиях децентрализованного

управления и широковещательной природы радиоканала.

1.2 Классификация да параметры радиосетей с самоорганизацией

Основные свойства , параметры и примеры радиосетей

самоорганизацией.

К основным параметрам систем радиосетей с самоорганизацией

можно отнести:

● количество и мобильность узлов сети, размеры сети

(географической территории) и плотность размещение узлов;

● связность - обеспечивается возможность обмена информацией

между узлами непосредственно один с одним (связь прямой видимости)

или используется ретрансляция переданных сообщений; разная мощность

передачи узлов приводит к появлению как симметричных, так и

асимметричных. каналов;

● сетевая топология – определяется положением узлов и связями

между ими; может характеризоваться динамикой ее изменения, вызванной

как мобильностью самих узлов, да и внешними факторами связанными с

препятствиями;

● тип трафика - зависит от назначение сетей (язык, передача данных,

видео, телеметрия и др.);

● внешняя среда – определяет условия функционирования сети

(город, лес, горы, поле боя и т.д.).

на рис. 1.2 подано классификацию самоорганизованных радиосетей по

[1-8]:

1. способа постройки системы управление сетью - одноуровневые

(flat) и иерархические;

2. мобильности узлов сети - стационарные, мобильные и гибридные;

3. способа разделения радио ресурса - с детерминированным, случайным или

гибридным способом разделением радиосервиса;

4. способа синхронизации - синхронные и асинхронные;

5. ширине полосы пропускание радиоканала - узкополосные,

широкополосные и сверхширокополосные (UWB);

6. составом оборудования узлов: одноканальные и многоканальные

(один узел содержит несколько приемников); однородные и неоднородные

(радиотерминалы из разной мощностью и производительностью

процессора, объемом памяти, емкостью батареи и др.); имеют или не

имеют систему позиционирования (например, GPS); имеют

всенаправленные антенны или антенны с направленной диаграммой

направленности (например, MIMO);

7. площадью покрытия: персональные (Personal, PAN) – до 10 м,

локальные (Local, LAN) - к 500 м, городские (Metropolitan, MAN) - к 20-50

км, широкомасштабные (Wide, WAN) - больше 50 км;

8. назначению: военные (поле боя), домашние, офисные,

аварийные да др. (более подробно в табл. 1.1);

1.3 типа трафика: сети передачи данных, языка, видео,

телеметрической информации.Сферы применение радиосетей с

самоорганизацией

Таблица 1.1

Сфера

Назначение

Тактические сети

Сети военного назначения, в основном

тактического уровня

Сенсорные сети

Домашнего, промышленного и военного

применение, назначены для мониторинга

окружающего среды: перемещение животных;

химический, биологический анализ растений для

сельского хозяйства; динамика погодных условий;

перемещение противника и др.

Аварийные сети

Поисковые и спасательные операции. Замена

фиксированных сетей в случае стихийных бед

(землетрясение, ураган и т.д.)

Коммерческие сети

Электронная коммерция, например ,

электронный платеж в любому месте

(например, такси) Бизнес: динамический доступ

пользователя к базы, мобильный офис.

Сервис при перемещении на

транспортном средства: новости, сведения о

состояние дороги и др.

Домашние сети и

сети предприятия

Беспроводные домашние сети для разных

приложений. Персональные сети

Сети обучение

Виртуальные классы, проведение конференций

Развлекательные

сети

Игры со многими игроками, домашние

работы, внешний доступ к Интернета

Позиционный

сервис

Информационные услуги: автоматическая

переадресация вызова, координаты заправочной

станции и др.

1.3.1 Сети радиосвязи тактической звенья управление

Большинство развитых стран мира

рассматривают применение самоорганизованных

радиосетей с самоорганизацией на примере военных

сетей в качества перспективы развития систем связи тактического и

оперативно-тактического уровня[9]. Мобильный компонент (совокупность

сетей с самоорганизацией, что имеют способность к перемещение,

сворачивание и развертывание узлов) должен обеспечить

информационный обмен информацией в интересах всех войск,

действующих в тактической зоне независимо от их подчинения и

выполняемых ими задач. Предполагается, что ее архитектура

неоднородная, иерархическая и будет складываться с следующих

основных уровней) (рис. 1.3) [10-11]:

● 0-й уровень - какой могут создавать сенсорные сети (сети

телеметрии);

● 1-й уровень - мобильные радиосети низовой звенья управление -

боевые радиосети;

● 2-й уровень - сети мобильных базовых

станций (МБС ) образуют опорную сеть;

● 3-й уровень – воздушная (космическая) сеть, которая

может быть

реализована на беспилотных летательных аппаратах (спутниках).

Создание (ввод) каждого уровня мобильной компоненты

предполагает улучшение показателей качества функционирования всей

системы радиосвязи. Каждый уровень мобильной компоненты использует

свой диапазон частот. Основные характеристики составляющих

мобильной компоненты приведены в табл. 1.2.

1- и уровень (рис. 1.4 представляет собой совокупность радиосетей с

самоорганизацией низовой звенья управление. Мобильные абоненты

(военнослужащий, солдат, танк, бронетранспортер, вертолет и т.п.)

оснащены радиотерминалами (переносными компьютерами с

приемопередатчиками), реализующими функции маршрутизации.

Абоненты осуществляют информационный обмен непосредственно между

собой или используют ретрансляцию (маршрутизацию) сообщений. В

качества ретранслятора (точнее, маршрутизатора) может выступать любой

мобильный абонент своего уровня, а также элементы второго (и даже

третьего) уровня иерархии, которые находятся с им в пределах радиосвязи.

Таблица 1.2

Основные

характеристи

ки

Боевые

радиосети

- 1-й уровень

Сеть МБС

- 2-й уровень

Сенсорные

сети - 0-й

уровень

Сеть на

летательных

аппаратах - 3-й

уровень

Размерность

Сотни -

тысячи

Десятки

Сотни -

тысячи

Десятки

Принцип

организации и

постройки

Самоорганизация сети, коммутация пакетов, каждый узел.

маршрутизатор информационных сообщений

Мобильность

Высокая

Низкая

Очень высокая

Тип и способ

управление

Распределен

ы и,

технологичес

кий ый

Зоновый,

организационн

технологическ

и и

Распределены

(иерархически

й)

технологическ

и и

Зоновый,

организационн

технологическ

и и

Продолжение таблицы 1.2

Способ

распределен

ия

радиоресурс

Случайный

Детерминов

ая ный,

гибридный

Случайный

Детерминиро

ван ый

Мощность

передатчика

терминала;

расстояние

связи и

скорость

передачи

(зависит от

частоты,

мощности

передатчик,

типа антенны

и т.п.)

Солдат -

единицы

Вт, до 1 км;

транспортн

ый средство

- десятки

Вт,

несколько

км; 0.01-1

Мб/с

Десятки Вт;

до 10–20 км;

между МБС

> 20 Мб/с

(радиоканал)

, между МБС

> 100 Мб/с

(оптический

канал);

между МБС-

МА - 0.01-1

Мб/с;

между

МБС-

БЛА >> 20

Мб/с

Определяетс

я типом

сенсоров;

(для

наземных -

мВт, сотни

метров, >

0,01 Мб/с)

Десятки Вт;

десятки км; >

20 Мб/с

Преимущества сетей с самоорганизацией очевидны: отсутствие

этапа планирование (возможность самоорганизации), быстрое

развертывание, децентрализованное управление (очень высокая

живучесть), работа в движении всех элементов сети и т.п.

Таблица 1.3

Преимущества (+) и недостатки

(-) радиосетей из

самоорганизацией

Средства достижение преимущества

Высокая живучесть,

мобильность всех элементов

сети (+)

Управление сетью - децентрализованное,

способность к самоорганизации

Каждый узел – маршрутизатор,

адаптация к условий функционирование

Высокая скорость передачи в

радиоканалы – потенциально 1-

54 Мб/с (+)

Смещение диапазона частот (сотни МГц,

единицы ГГц).

Направления усовершенствования:

адаптация протокола IEEE 802.11 к

тактическим требований (QoS,

приоритеты и т.п.).

Оптимизация использования

радиоресурса.

Применение направленных антенн

(интеллектуальные фазовые решетки),

технологии MIMO (Multiple Input

Multiple Output).

Применение сверхширокополосных

сигналов

Высокая

производительность сети (+)

Применение эффективных методов

управление сетью (маршрутизации,

управление топологией, управление

энергоресурсом, управление погрузкой и

т.п.).

Введение дополнительных уровней

иерархии (мобильных базовых станций,

беспилотных летательных аппаратов,

спутников)

Небольшое расстояние

непосредственного связи (-)

Использование связи в условиях прямой

видимости – зависимость дальности

связи от частоты, мощности, типа

антенны и т.п. Использование

маршрутизации в сети

Продолжение таблицы 1.3

Передача разных

видов трафика (+)

Применение эффективных протоколов

физического, канального, сетевого и

транспортного уровней (протоколов

QoS). Координация взаимодействия

протоколов OSI. Интеллектуализация

процессов принятия решений с

управление сетью

Маршрутизация (+)

Применение эффективных

методов маршрутизации

Высокий уровень

безопасности (+)

Применение гибридных систем защиты

(симметричных и асимметричных),

создание распределенных трастовых

центров, систем обнаружения

вторжений и т.п.

Высокий степень защиты от

препятствий (+)

Использование широкополосных

сигналов (метод частотных скачков -

FHSS, метод прямой последовательности

- DSSS), в перспективе – применение

гибридных схем распределения ресурсов

(FDMA / TDMA

/CDMA), применение

сверхширокополосных

сигналов

Можно выделить требования к перспективным радиовоенным

средствам. назначение:

● высокая пропускная способность радиоканала (> 200 Кб/с)

● использование нескольких диапазонов и многофункциональность

(FDMA / TDMA / CDMA), в перспективе - использование импульсных

сверхширокополосных сигналов;

● способность программирование всех видов и режимов работы;

● автоматизация процессов связи (режим - Plug-and-Play) и

возможность самоорганизации сети;

● интеллектуальность, децентрализованность да оптимизация

функций управление сетевыми ресурсами (маршрутизация, нагрузка, В

тот же время существуют весомые трудности создание радиосетей с

самоорганизацией - необходимость решение значительной количества

научных проблем (маршрутизация, распределение радио ресурсов,

управление мощностью, управление топологией, децентрализованное

управление, безопасность, обеспечение заданного качества передачи

информации и т.п.) при ограничениях на ресурсы радио терминалов (по

объему памяти, производительности процессора, энергоемкости батареи и

т.д.).

2- и уровень мобильной компоненты (рис. 1.5) образует сеть

мобильных базовых станций (наземно магистрально сеть). Она назначена

для улучшение качества связи, прежде за все, повышение

производительности мобильной компоненты и предоставление заданной

качества обслуживание абонентов (QoS).

Каждая мобильная базовая станция представляет собой узел (шлюз)

коммутации, какой за помощью имеющихся средств радиопередачи:

1. создает сеть МБС по принципам радиосети с самоорганизацией (а

нет за принципами сотовой или транкинговой сети!) с использованием

направленных антенн. Для работы сети МБС в режиме самоорганизации

необходимо решать Задача динамического формирование

(переформирование) топологии сети, маршрутизации, распределения

радио ресурсов (наиболее целесообразно использовать

детерминированные методы распределения радиоресурсов и т.п. [2- 6].

Также для увеличения производительности и безопасности от

прослушивания сети МБС возможное использование ресурсов

оптического диапазона - лазерные системы передачи;

2. обеспечивает доступ мобильных абонентов к использованию

ресурсов сетей мобильных базовых станций и беспилотных летательных

аппаратов (БЛА);

Дополнительной составляющей мобильной компоненты могут

служить сенсорные сети (0-уровень), которые обеспечивают прием и

передачу разведывательной информации о врага и передачу ее органам

управление войсками.

Сенсорные устройства представляют собой интегрированную

платформу, какая объединяет возможности сенсоров (внешних датчиков,

которые регистрируют совокупность физических параметров –

акустических, вибрационных, радиационных, химических, биологических

и т.п.) с микрокомпьютерами, соединенных в беспроводную сеть.

Принцип построения – децентрализованное управление (для сенсорных

сетей значительной размерности - иерархическое) [12].

Для связи между географически разделенными группировками войск

(зонами сети) или повышение надежности связи между МБС и

производительности мобильной компоненты создается третий (верхний)

уровень

- воздушная, магистрально сеть, какая может быть реализована на

беспилотных летательных аппаратах (самолет, дирижабль) (рис. 1.7 ), а

также спутниках. Предложения по созданию сети БЛА в масштабах всей

Украины могут быть найдены в [13].

Каждый БЛА оснащен двумя типами радиосредств с использованием

направленных антенн: первый - для связи с МБС или выделенными

абонентами первого (нулевого) уровней; второй - для обмена

информацией с соседними БЛА. Беспилотные летательные аппараты

объединены в сеть воздушных узлов коммутации сообщений (пакетов) с

реализацией функций маршрутизации: сбор (рассылка) маршрутной

информации, ее хранение, вычисление маршрутов, передача пакетов за

маршрутами двух типов. Первый тип маршрута обуславливает

ретрансляцию трафика в пределах своей зоны обслуживание, второй -

между разными (