СЕТЬ СВЯЗИ Российский патент 2024 года по МПК H04B7/24 

Предлагаемое решение относится к области систем и сетей связи и может быть использовано при проектировании и построении новых или совершенствовании существующих сетей связи.

Известна сеть связи, реализующая способ построения защищенной системы связи (патент RU 2459370 С2, МПК H04L 12/00, опубл. 20.08.2012, бюл. №23), заключающийся в выборе рациональной структуры сети связи на основе результатов моделирования совместного функционирования развертываемой и уже функционирующей сети связи по заданным критериям информативности демаскирующих признаков.

Ее недостатком является низкое качество информационного обмена в сети связи. Это обусловлено тем, что реализуемый сетью связи способ направлен на обеспечение одного из требований к сети связи - разведзащищенности, а предлагаемый показатель информативности демаскирующих признаков элементов сети связи - коэффициент сходства не отражает других требований, предъявляемых к сетям связи и информационному обмену в них.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому решению является сеть связи, реализующая способ формирования защищенной системы связи, интегрированной с единой сетью электросвязи в условиях внешних деструктивных воздействий (патент RU 2544786 С2, МПК Н04В 7/24, G06F 21/00, опубл. 20.03.2015, бюл. №8), который заключается в оценке внешних деструктивных воздействий, расчете пропускной способности и обеспечении своевременности предоставления услуг путем перераспределения телекоммуникационного ресурса между абонентами с учетом их категории приоритета.

Недостатком данной сети связи является низкое качество информационного обмена в ней. Это обусловлено тем, что снижение качества информационного обмена в сети связи возможно из-за негативного влияния внутренних дестабилизирующих факторов, одним из которых является взаимное влияния направлений связи сети связи друг на друга. Однако в рассматриваемом прототипе заявленный технический результат достигается за счет анализа и оценки степени влияния только внешних деструктивных факторов.

Техническим результатом изобретения является повышение качества информационного обмена в сети связи.

Технический результат достигается тем, что в известной сети связи, реализующей способ формирования защищенной сети связи, содержащей М направлений связи, первые входы и первые выходы которых являются М входами и М выходами сети связи соответственно, а вторые выходы соединены с М входами блока формирования вариантов топологии сети связи, N+1 выходы которого соединены с входами N блоков моделирования функционирования вариантов топологии сети связи и входом блока моделирования функционирования идеальной сети связи, отличающаяся тем, что дополнительно введены M×(N+1) блоков расчета риска потери производительностей направлений связи, входы которых соединены с М выходами каждого из N блоков моделирования функционирования вариантов топологии сети связи и М выходами блока моделирования функционирования идеальной сети связи, а выходы - с М входами каждого из N блоков формирования случайного вектора риска потери производительности вариантов топологии сети связи и с М входами блока формирования случайного вектора риска потери производительности идеальной сети связи соответственно, выходы N блоков формирования случайного вектора риска потери производительности вариантов топологии сети связи соединены с N входами блока расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи и первыми входами каждого из N блоков расчета меры близости, выход блока формирования случайного вектора риска потери производительности идеальной сети связи соединен с N+1 входом блока расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи и вторыми входами каждого из N блоков расчета меры близости, выход блока расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи соединен с третьими входами каждого из N блоков расчета меры близости, выходы которых соединены с N входами блока принятия решения и управления, М выходов которого соединены со вторыми входами каждого из М направлений связи сети связи соответственно.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введены M×(N+1) блоков расчета риска потери производительностей направлений связи, входы которых соединены с М выходами каждого из N блоков моделирования функционирования вариантов топологии сети связи и М выходами блока моделирования функционирования идеальной сети связи, а выходы - с М входами каждого из N блоков формирования случайного вектора риска потери производительности вариантов топологии сети связи и с М входами блока формирования случайного вектора риска потери производительности идеальной сети связи соответственно, выходы N блоков формирования случайного вектора риска потери производительности вариантов топологии сети связи соединены с N входами блока расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи и первыми входами каждого из N блоков расчета меры близости, выход блока формирования случайного вектора риска потери производительности идеальной сети связи соединен с N+1 входом блока расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи и вторыми входами каждого из N блоков расчета меры близости, выход блока расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи соединен с третьими входами каждого из N блоков расчета меры близости, выходы которых соединены с N входами блока принятия решения и управления, М выходов которого соединены со вторыми входами каждого из М направлений связи сети связи соответственно.

Структурная схема сети связи приведена на фиг. 1, где обозначено:

1 - направления связи;

2 - блок формирования вариантов топологии сети связи;

3 - блоки моделирования функционирования вариантов топологии сети связи (по количеству вариантов);

4 - блок моделирования функционирования идеальной сети связи;

5 - блоки расчета риска потери производительности направлений связи (по количеству направлений связи в сети связи для каждого варианта топологии сети связи и для идеальной сети связи);

6 - блоки формирования случайного вектора риска потери производительности вариантов топологии сети связи (по количеству вариантов топологии сети связи);

7 - блок формирования случайного вектора риска потери производительности идеальной сети связи;

8 - блок расчета степени статистической взаимосвязи направлений

связи;

9 - блоки расчета меры близости (по количеству вариантов топологии сети связи);

10 - блок принятия решения и управления.

Назначение блоков понятно из их названий.

Сеть связи работает следующим образом.

Совокупность М направлений связи 1 представляют собой обобщенную сеть связи, осуществляющую передачу информации между входами и выходами сети связи.

В блоке формирования вариантов топологии сети связи 2 на основе исходных данных (общее количество пользователей сети, их местоположение, потребность в услугах и видах связи, требуемое качество услуг и видов связи, наличие сил и средств связи) (Ермишян А.Г. Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях. Часть 1. - СПб.: ВАС, 2005. - 740 с. Глава 6) формируют N вариантов топологий сети связи и идеальную сеть связи.

В блоках моделирования функционирования вариантов топологии сети связи 3 и в блоке моделирования функционирования идеальной сети связи 4, например, с применением положений тензорного анализа, теории графов и вероятностей осуществляют моделирование каждого варианта топологии сети связи и идеальной сети связи (Головченко Е.В., Дьяченко В.А.. Тензорный метод расчета основных характеристик телекоммуникационной сети // Телекоммуникации. - 2015. - №8. - С. 12-19, ГОСТ Р 53111-2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки. - М.: Стандартинформ, 2009. - 14 с.).

По результатам моделирования определяют значения показателей связности, блокирования, реальных и требуемых пропускных способностей и в блоках расчета риска потери производительности направлений связи 5, например, с использованием программы для ЭВМ «Расчет риска потери производительности авиационной инфокоммуникационной сети» (Головченко Е.В., Мистров Л.Е., Афанасьев А.Д. и др. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2020619649 от 20.08.2020 г.) рассчитывают риск потери производительности направлений связи для каждого варианта топологии сети связи и для идеальной сети связи.

На основе рассчитанных значений рисков потери производительности направлений связи каждого варианта топологии сети связи и идеальной сети связи в блоках формирования случайного вектора риска потери производительности вариантов топологий сети связи 6 и блоке формирования случайного вектора риска потери производительности идеальной сети связи 7 формируют случайные векторы рисков потери производительности сети связи для каждого варианта топологии сети связи и для идеальной сети связи, на основе которых в блоке расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи 8 рассчитывают коэффициенты ковариации рисков потери производительности направлений связи и формируют ковариационную матрицу рисков потери производительности направлений связи (Соболь И.М. Метод Монте-Карло. - М.: Наука, 1968. - 64 с. Глава 1. Ллойд Э., Ледерман У., Айвазян С.А., Тюрина Ю.Н. Справочник по прикладной статистике. В 2-х т. Т. 2: Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1990. - 526 с., Глава 16).

В блоках расчета мер близости 9 с использованием случайных векторов рисков потери производительности сети связи каждого варианта топологии сети связи и идеальной сети связи, а так же ковариационной матрицы рассчитывают расстояние Махаланобиса между идеальной сетью связи и каждым вариантом топологии сети связи (Хачумов М.В. Расстояния, метрики и кластерный анализ // Искусственный интеллект и принятие решений. 2012. №1. С 81-88, формула 1 или Mahalanobis P.Ch. On the generalized distance in statistics // Published by the National Institute of Sciences of India. 1936. V.2. №1. P. 49-55, формула 2.7).

В блоке принятия решения и управления 10 выбирают вариант топологии сети связи, для которого значение расстояния Махаланобиса является наименьшим, формируют управляющие воздействия на направления связи и осуществляют перестроение или построение сети связи по выбранному варианту топологии сети связи путем переключения линий связи между узлами связи в направлениях связи, изменения пропускных способностей каналов связи в направлениях связи и т.д., повышая тем самым качество информационного обмена в сети связи, в результате чего достигается цель изобретения.

Блоки сети связи могут быть выполнены, например, на программируемых микроконтроллерах или планшетах, широко распространенных в области электротехники или в программной форме на основе процессоров, используемых в узлах управления сетью связи, и программно реализующих методик, описанных для каждого блока.

Изобретение относится к области систем и сетей связи и может быть использовано при проектировании и построении новых или совершенствовании существующих сетей связи. Техническим результатом является повышение качества информационного обмена в сети связи за счет ее перестроения или построения на основе варианта топологии сети связи, наиболее близкого к идеальной сети связи с минимально возможными рисками потери производительности направлений связи. Упомянутый технический результат достигается тем, что в дополнительно введенных блоках рассчитывают значения рисков потери производительности направлений связи, формируют случайные векторы рисков потери производительности вариантов топологии сети связи и идеальной сети связи, рассчитывают степень статистической взаимосвязи направлений связи, рассчитывают меры близости вариантов топологии сети связи к идеальной сети связи, осуществляют перестроение или построение сети связи по варианту топологии сети связи, у которой мера близости к идеальной сети связи минимальна. 1 ил.

Сеть связи, содержащая М направлений связи, первые входы и первые выходы которых являются М входами и М выходами сети связи соответственно, а вторые выходы соединены с М входами блока формирования вариантов топологии сети связи, N+1 выходы которого соединены с входами N блоков моделирования функционирования вариантов топологии сети связи и входом блока моделирования функционирования идеальной сети связи, отличающаяся тем, что дополнительно введены М×(N+1) блоков расчета риска потери производительностей направлений связи, входы которых соединены с М выходами каждого из N блоков моделирования функционирования вариантов топологии сети связи и М выходами блока моделирования функционирования идеальной сети связи, а выходы - с М входами каждого из N блоков формирования случайного вектора риска потери производительности вариантов топологии сети связи и с М входами блока формирования случайного вектора риска потери производительности идеальной сети связи соответственно, выходы N блоков формирования случайного вектора риска потери производительности вариантов топологии сети связи соединены с N входами блока расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи и первыми входами каждого из N блоков расчета меры близости, выход блока формирования случайного вектора риска потери производительности идеальной сети связи соединен с N+1 входом блока расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи и вторыми входами каждого из N блоков расчета меры близости, выход блока расчета степени статистической взаимосвязи направлений связи соединен с третьими входами каждого из N блоков расчета меры близости, выходы которых соединены с N входами блока принятия решения и управления, М выходов которого соединены со вторыми входами каждого из М направлений связи сети связи соответственно.