Browsing by Author "Климаш, Михайло Миколайович"
Now showing 1 - 12 of 12
- Results Per Page
- Sort Options
Item Методи та алгоритми підвищення ефективності функціонування конвергентних оптичних мереж доступу(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Красько, Олена Володимирівна; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет «Львівська політехніка»; Толюпа, Сергій Васильович; Єременко, Олександра СергіївнаДисертація присвячена розв’язанню актуального наукового завдання розроблення моделей, методів та алгоритмів передавання інформаційних потоків у конвергентних оптичних мережах з інтеграцію сегментів мобільного та фіксованого доступу в умовах нестаціонарної інтенсивності трафіку та змінних вимог до параметрів якості передавання даних. Проведено аналіз стану та тенденцій розвитку конвергентних оптичних мереж доступу і визначено основні обмеження щодо їх ефективності. Удосконалено модель розподілу канальних ресурсів у пасивних оптичних мережах доступу зі спектральним ущільненням каналів, що дає змогу підвищити ефективність використання пропускної здатності мережі за рахунок адаптації передавання службового трафіку. Розроблено модель конвергенції фіксованих та мобільних мереж доступу, яка дає змогу передавати радіосигнали останніх через оптичні канали зв’язку. Запропоновано метод балансування трафіку між окремими сегментами мережі доступу, який дає змогу підвищити сумарну ефективність використання пропускної здатності у конвергентній оптичній мережі доступу. Запропоновано модель віртуалізації мережних функцій для спрощення процесу управління ресурсами в конвергентних мережах зі складною топологічною структурою на основі технології програмно-конфігурованих мереж. Проведено моделювання процесу функціонування конвергентної оптичної мережі з інтеграцією сегментів фіксованого та мобільного доступу. Диссертация посвящена решению актуальной научной задачи разработки моделей, методов и алгоритмов передачи информационных потоков в конвергентных оптических сетях с интеграцией сегментов мобильного и фиксированного доступа в условиях нестационарной интенсивности трафика и меняющихся требований к параметрам качества передачи данных. Проанализированы состояние и тенденции развития конвергентных оптических сетей доступа и определены основные ограничения относительно их эффективности. Усовершенствована модель распределения канальных ресурсов в пассивных оптических сетях доступа со спектральным уплотнением каналов. Разработана модель конвергенции фиксированных и мобильных сетей доступа, позволяющая мультиплексировать радиосигналы через оптические каналы. Предложен метод балансировки трафика между отдельными сегментами сети доступа, который позволяет повысить суммарную эффективность использования пропускной способности в конвергентной оптической сети доступа. Предложена модель виртуализации сетевых функций для упрощения процесса управления ресурсами в конвергентных сетях со сложной топологической структурой на основе технологии программно-определяемых сетей. Проведено моделирование процесса функционирования конвергентной оптической сети с интеграцией сегментов фиксированого и мобильного доступа. The thesis is devoted to solving an actual scientific task of developing models, methods and algorithms for data flows transmission in converged optical networks, which integrate the fixed and mobile access segments in conditions of dynamic traffic intensity and variable requirements of data transmission quality. The main restrictions for network performance were assessed such as low efficiency of bandwidth utilization, high signaling overhead, complexity of adaptive resource management in conditions of dynamic traffic intensity and various traffic classes. The model or resource distribution in convergent optical access network has been proposed to improve the efficiency of bandwidth utilization. Proposed resource allocation method, called wavelength-time division multiple access separates the entire wavelength-time resource grid into resource blocks. Each resource block has of 8 symbols in time domain and 8 carriers in frequency domain. Carriers separation is 200 GHz that is equal to 1.6 nm interval between wavelengths in a single optical fiber. Time symbol has duration of 15 μs that allows fitting resource block into the 125 μs PHY time frame 10 GEPON. The advantage of this model is the high granularity of dynamic bandwidth allocation, when different amount of resource elements can be allocated to small cell. In this case, the minimal provided capacity is 1.25 Gbit/s per cell. Then the capacity can be gradually increased with 1.25 Gbit/s step until the maximum possible value of 80 Gbit/s per cell. For very large cells, it is also possible to aggregate four resource blocks in frequency domain, providing the total capacity of 320 Gbit/s. The model for convergence of fixed optical and mobile networks has been introduced to improve the efficiency of integrated access network. The novelty of this model is that it allows tunneling of radio signals between baseband processing unit and remote radio head over the optical network. This provides more flexibility of integration the Cloud-RAN and LTE mobile networks into converged infrastructure. The new method of load balancing between closely related segments of optical access network has been developed based on the wavelength-time resource grid. This model can estimate the load flows between different optical network units based on the previously known statistic about their relation among the nodes. Based on the proposed method, we have derived a new approach for handover in LTE networks. This approach takes into account the S1 and X2 traffic percentage in the backhaul. Proposed approach uses joint assignment of the resource elements for multiple optical network units during handover that allows to decrease the amount of backhaul traffic over X2 interface by 20%. New model of network function virtualization has been proposed to simplify the management of the convergent network infrastructure. The main novelty of this model is that it divides networks into four different elements. First, the high performance data centers provide the abstraction of the other network segments and are directly involved in the network functions virtualization according to the software-defined network paradigm. Second, the convergent optical access network is responsible for the transportation of the user data traffic. Finally, the two last mile segments are also considered as the important part of the overall access network infrastructure. Combination of the four above mentioned network segments into single convergent network architecture under software defined management provides a significant gain in terms of the energy and spectral efficiency and overall network performance.Item Методи та алгоритми управління ресурсами мультисервісних інформаційних функціонально-орієнтованих корпоративних мереж(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Романчук, Василь Іванович; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет «Львівська політехніка»; Ложковський, Анатолій Григорович; Коляденко, Юлія Юріївна; Отрох, Сергій ІвановичДисертаційну роботу присвячено розв’язанню актуальної наукової проблеми забезпечення якості надання інфокомунікаційних послуг шляхом покращення оперативності обміну інформацією в мультисервісних інформаційних функціонально-орієнтованих корпоративних мережах на основі створення методу адаптивного управління структурними параметрами мережних пристроїв та розвитку математичних моделей і алгоритмів обслуговування черг. Сформульовано завдання адаптивного структурно-функціонального синтезу логічної інфраструктури корпоративної мережі. Розроблено модифікований метод управління чергами в мультисервісних вузлах мережі, використання якого дає змогу підвищити ефективність розподілу мережних ресурсів за критерієм якості обслуговування з кінця в кінець шляхом динамічної адаптації буферних та канальних ресурсів. Запропоновано структурно-функціональну модель мережного пристрою з віртуалізацією ресурсів, що дала змогу розгортати на одній фізичній машині декілька аналогів апаратних маршрутизаторів призначених для обслуговування однотипного трафіку. Запропоновано ентропійний метод виявлення аномалій мережного трафіку для підвищення стійкості корпоративної мережної системи до кібератак. Представлено математичну модель процесу функціонування віртуалізованого маршрутизатора, яка дає змогу визначити показники ефективності мережі та оцінити масштабованість корпоративної інфраструктури згідно угоди про рівень надання послуги. Розроблено тестову платформу віртуальної мережі нового покоління із програмно-керованими маршрутизаторами, які володіють функцією адаптивного вибору алгоритму обслуговування черг в умовах виникаючого явища випадкових сплесків трафіку, характерних для мультисервісних мереж нового покоління. Адекватність розроблених моделей підтверджено на основі дослідження імовірнісних властивостей трафіку мультисервісної корпоративної мережі та порівнянням тривалостей його обслуговування із реальним апаратним маршрутизатором. В результаті проведення імітаційного і практичного експериментів доведено, що застосування розроблених моделей та методів управління ресурсами корпоративної мережі приводить до покращення якості обслуговування потоків реального часу (в середньому до 2 разів знижено затримку обслуговування та зменшено ймовірність втрат пакетів на 3%). Проведено дослідження якості обслуговування потокового трафіку на основі розробленої моделі програмного маршрутизатора з можливістю розгортання віртуальних обслуговуючих пристроїв класового призначення. Шляхом проведення експерименту в мультисервісній мережі встановлено, що застосування розроблених моделей і методу динамічної віртуалізації мережного пристрою забезпечує можливість призначення мінімально необхідного обсягу мережевих ресурсів для гарантування заданого рівня якості обслуговування та дає можливість на 25-30% підвищити якість обслуговування потокового відео трафіку реального часу за критеріями затримки та джитеру. Оцінено виграш за якістю сприйняття послуги відеоконтенту реального часу після застосування запропонованих рішень управління мережними ресурсами шляхом виконання натурного експерименту. Диссертационная работа посвящена решению актуальной научной проблемы обеспечения качества предоставления инфокоммуникационных услуг путем улучшения оперативности обмена информацией в мультисервисных информационных функционально-ориентированных корпоративных сетях на основе создания метода адаптивного управления структурными параметрами сетевых устройств и развития математических моделей и алгоритмов обслуживания очередей. Сформулированы задачи адаптивного структурно-функционального синтеза логической инфраструктуры корпоративной сети. Разработан модифицированный метод управления очередями в мультисервисных узлах сети, использование которого позволяет повысить эффективность распределения сетевых ресурсов по критерию качества обслуживания из конца в конец путем динамической адаптации буферных и канальных ресурсов. Предложена структурно-функциональную модель сетевого устройства с виртуализацией ресурсов, которая позволила разворачивать на одной физической машине несколько аналогов аппаратных маршрутизаторов, предназначенных для обслуживания однотипного трафика. Предложен энтропийный метод выявления аномалий сетевого трафика для повышения стойкости корпоративной сетевой системы к кибератак. Представлена математическая модель процесса функционирования виртуализированного маршрутизатора, которая позволяет определить показатели эффективности сети и оценить масштабируемость корпоративной инфраструктуры по договору об уровне предоставления услуги. Разработана тестовая платформа виртуальной сети нового поколения с программно-управляемыми маршрутизаторами, которые обладают функцией адаптивного выбора алгоритма обслуживания очередей в условиях возникающего явления случайных всплесков трафика, характерных для мультисервисных сетей нового поколения. Адекватность разработанных моделей подтверждена на основе исследования вероятностных свойств трафика мультисервисной корпоративной сети и сравнением длительностей его обслуживания с реальным аппаратным маршрутизатором. В результате проведения имитационного и практического экспериментов доказано, что применение разработанных моделей и методов управления ресурсами корпоративной сети приводит к улучшению качества обслуживания потоков реального времени (в среднем до 2 раз снижена задержка обслуживания и уменьшена вероятность потерь пакетов на 3%). Проведено исследование качества обслуживания потокового трафика на основе разработанной модели программного маршрутизатора с возможностью развертывания виртуальных обслуживающих устройств классового назначения. Путем проведения эксперимента в мультисервисной сети установлено, что применение разработанных моделей и метода динамической виртуализации сетевого устройства обеспечивает возможность назначения минимально необходимого объема сетевых ресурсов для обеспечения заданного уровня качества обслуживания и позволяет на 25-30% повысить качество обслуживания потокового видео трафика реального времени по критериям задержки и джиттера. Оценен выигрыш по качеству восприятия услуги видеоконтента реального времени после применения предложенных решений управления сетевыми ресурсами путем выполнения натурного эксперимента. The dissertation is devoted to solving the actual scientific problem of ensuring the quality of provisioning of info-communication services by improving the efficiency of information exchange in multiservice information functional-oriented corporate networks on the basis of the creation of a method for adaptive control of structural parameters of network devices and the development of mathematical models and algorithms of servicing queues. The problem of adaptive structural and functional synthesis of the logical infrastructure of the corporate network has been formulated. The modified method for managing queues in multiservice nodes of the network is contributed. This method allows to increase the efficiency of network resource distribution based on the end to end quality of service through dynamic adaptation of buffer and channel resources. The structural and functional model of network device with resource virtualization has been proposed. This model allows to deploy several software analogs of hardware routers on the same physical machine for servicing different types of traffic. The entropy method of detection of network traffic anomalies has been proposed for increasing the stability of the corporate network system against cyber-attacks. The mathematical model of the functioning of the virtualized router has been presented. The model allows to determine the performance of the network and assess the scalability of the corporate infrastructure in accordance with the agreement on the level of service provisioning. A new generation virtual network test platform with software-driven routers has been deployed to enable the adaptive selection of queuing algorithms in the context of the emerging phenomenon of random traffic bursts, which are typical for multiservice networks of the new generation. The adequacy of the developed models has been confirmed through the investigation of probabilistic properties of traffic in multiservice corporate networks and comparison of the processing delay with the real hardware router. As a result of simulation and practical experiments, it has been proved that application of developed models and methods of corporate network resource management leads to improvement of the quality of service of real-time streams (on average, service delays have been reduced to 2 times and the probability of loss of packages by 3%). The study of the quality of service for streaming traffic has been conducted on the basis of the developed model of the software router through deploying virtual devices per traffic class. By conducting an experiment in a multiservice network, it has been proved that application of the developed models and the method of dynamic virtualization of the network device provide the possibility of assigning the minimum required volume of network resources to guarantee a given level of quality of service and gives the opportunity to increase the quality of streaming video traffic by 25-30% according to the criteria of delay and jitter. The gain on the quality of experience of the real time video content after the application of the proposed solutions for managing network resources by performing a full-scale experiment has been confirmed through experiments.Item Методи та моделі надання послуг в гетерогенних розподілених інформаційно-телекомунікаційних системах(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Лаврів, Орест Андрійович; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет «Львівська політехніка»; Толюпа, Сергій Васильович; Катеринчук, Іван Степанович; Жураковський, Богдан ЮрійовичДисертація присвячена структурно-функціональному синтезу та наданню послуг в гетерогенних розподілених інформаційно-телекомунікаційних системах з метою покращення значень метрик якості надання послуг шляхом оптимізації структури та показників ефективності функціонування телекомунікаційної підсистеми, а також підвищення захищеності, відмовостійкості та зниження тривалості відновлення працездатності інформаційної підсистеми. У роботі проведено аналіз процесу надання послуг в гетерогенних розподілених інформаційно-телекомунікаційних системах. Розроблено та удосконалено методи побудови та моделі гетерогенних розподілених інформаційно-телекомунікаційних систем. Запропоновано методи структурно-функціонального синтезу телекомунікаційної підсистеми інформаційно-телекомунікаційних систем. Удосконалено метод керування конфігурацією та забезпечення катастрофостійкості інформаційної підсистеми інформаційно-телекомунікаційних систем. Розроблено нові та покращено відомі моделі надання послуг в гетерогенних інформаційно-комунікаційних системах. Досліджено особливості побудови та поведінки складної інформаційно-телекомунікаційної системи під впливом зростання навантаження на підставі програмно-реалізованих моделей та експериментального методу дослідження. За сукупністю та новизною отриманих результатів розв’язано актуальну наукову проблему розроблення методів та моделей надання послуг у гетерогенних розподілених інформаційно-телекомунікаційних системах для підвищення якості обслуговування та покращення структурно-функціональних параметрів і характеристик цих систем з метою узгодження взаємодії сервісного шару та шару передавання даних. The thesis is dedicated to the aspects of structural and functional synthesis and the services provision in heterogeneous distributed information and telecommunication systems to improve the metrics of the service quality of delivery by optimizing the structure and indicators of the efficiency of the functioning of the telecommunication subsystem, as well as increasing the security, fault tolerance and reducing the duration of the recovery of the information subsystem. The first chapter analyzes the influence of the system architecture of distributed heterogeneous information and telecommunication systems on their quality metrics. The processes of communication in distributed heterogeneous informationcommunication systems are analyzed, considering the application layer influence. The analysis performed is the basis for further implementation of the tasks of developing models of components of the investigated information and telecommunication systems and methods of providing services in such systems. The second chapter of the thesis proposes a mathematical model for query forwarding in heterogeneous service-oriented systems. The problem of resources allocation of heterogeneous information and communication systems between service flows is stated. Based on the area-based model of service delivery, a set of user’s coordinates was calculated, users are classified by a speed criterion, and that provides the centralizing service management under the overloads of network segments. The calculated parameters of communication processes allow to characterize the process of providing services in the system by calculating the losses probability and system availability. The proposed method of load balancing with multi-stage switching of service points increases the availability of information resources during periods of peak load by 14%. The task of providing data streams with satisfactory service is to optimally combine the physical and logical network structures. The third chapter contains the research of configurations of network topologies based on the theory of graphs. The research of the architecture of a telecommunication channel supported by a set of service classes was performed. The solution of the resource allocation problem between network service flows is proposed in case of equal competition for available physical resources. The goal is to estimate the maximum number of clients who can use the service with different levels of service quality. The problem is formulated in graph theory terms and solved by the method of linear programming for a given network graph. The influence of the logical structure on the availability of network resources is investigated. The proposed method detects redundancy in the physical structure and reduces the cost of the network or changes the routing policy by introducing k-route routing through unused channels, and as a result – by increasing network performance. The fourth chapter presents a new model of the corporate client of the information and communication system. A new model of shared cloud infrastructure has been developed. Both models are implemented as a software and allow to simulate the system performance without its actual building. The information security system as IaaS service in the telecommunication segment of the distributed heterogeneous information and telecommunication system was developed and investigated. The results show that the impact of attacks on the information and telecommunication system has been reduced by more than 90%. The process of infrastructure recovery after catastrophes based on manual and automatic activity is explored. We have estimated the recovery duration in the case of manual and automatic recovery based on the IaaC. The benefit ration may be by an order. The fifth chapter analyses the process of continuous integration and the architecture of its implementation. We offered the advanced method of fully ordered group communication, which keeps the synchronization process operational, even if the message of the sender process is lost. The adequacy of the software component model was verified by studying the routing of multiservice information flow with the hardware router and the software component of the heterogeneous distributed information and telecommunication system. We proved that load balancing in the integrated information service deployment management system could reduce the average duration of queries up to 3 times. We designed an IPTV streaming model. The comparative estimations of the delay are given, which allow to assert that the increase of the channel capacity by 10 times leads to up to 2,5 time decrease in the service delivery delay, which is explained by the restrictions of the load balancing method. The sixth chapter of the thesis presents the methods for deploying cloud infrastructure based on the PaaS principle. The advanced three-layered architecture of information and telecommunication systems with is offered. The study of the of cloud services availability in information and telecommunication systems with multicomponent cloud infrastructure has been conducted. We performed the load testing of the distributed heterogeneous information and telecommunication system based on the cloud infrastructure. The results of load testing revealed a bottleneck in the system. We also simulated utilization of infrastructure components and metrics of service quality and quality of experience. It has been shown that updating of the system code makes it impossible to design and use universal models of the system, since even minor changes to the code which logically combine the components of the system leads to a change in the behavior of the system, which cannot be considered in both analytical and simulation models. In this regard, the proposed methodology for the investigation of distributed heterogeneous information and telecommunication systems based on cloud infrastructure is an important tool in their design and operation and allows solving the problem of harmonizing the levels of the proposed conceptual structure of information and telecommunication systems with improvement of service quality metrics and optimal distribution of resources of such systems. This indicates the achievement of the thesis objectives. Диссертация посвящена структурно-функциональному синтезу и предоставлению услуг в гетерогенных распределенных информационно-телекоммуникационных системах с целью улучшения показателей качества предоставления услуг путем оптимизации структуры и показателей эффективности функционирования телекоммуникационной подсистемы, а также повышения защищенности, отказоустойчивости и снижения продолжительности восстановления работоспособности информационной подсистемы. В работе проведен анализ процесса предоставления услуг в гетерогенных распределенных информационно-телекоммуникационных системах. Разработаны и усовершенствованы методы построения и модели гетерогенных распределенных информационно-телекоммуникационных систем. Предложены методы структурно-функционального синтеза телекоммуникационной подсистемы информационно-телекоммуникационных систем. Усовершенствован метод управления конфигурацией и обеспечения катастрофоустойчивости информационной подсистемы информационно-телекоммуникационных систем. Разработаны новые и улучшены известные модели предоставления услуг в гетерогенных информационно-коммуникационных системах. Исследованы особенности построения и поведения сложной информационно-телекоммуникационной системы под влиянием роста нагрузки на основании программно-реализованных моделей и экспериментального метода исследования.Item Методи та моделі управління контентом в розподілених інфокомунікаційних системах(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Кирик, Мар’ян Іванович; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет «Львівська політехніка»; Лісовий, Іван Павлович; Коваль, Валерій Вікторович; Дуравкін, Євген ВолодимировичДисертаційну роботу присвячено проблематиці управління передаванням інформації в розподілених інфокомунікаційних системах та мережах доставки контенту з метою ефективного використання мережевих ресурсів глобальної інформаційної інфраструктури загалом, та її національного сегменту зокрема, шляхом підвищення продуктивності процесів передавання інформації в умовах збільшення її обсягів. В роботі представлено розв’язання проблеми розроблення методологічного забезпечення управління передаванням інформації в розподілених інфокомунікаційних системах та мережах доставки контенту з метою ефективного використання мережевої інфраструктури, підвищення системної продуктивності і якості надання послуг за рахунок динамічного балансування навантаження. Визначено критерії класифікації типів трафіку сучасних мультисервісних мереж та методику його ідентифікації, яка дозволяє отримати динамічну модель трафіку та адекватно підбирати алгоритми керування процесами передавання даних в інфокомунікаційних мережах. Запропоновано методи підвищення ефективності використання радіочастотного спектру та покращення параметрів якості надання мультисервісних послуг в когнітивній безпровідній мережі доступу із можливістю адаптивного налаштування параметрів обладнання та мінімізацією тривалості прийняття рішення про зміну радіочастотних каналів. Проведено дослідження технології передавання мультимедійного контенту, представлено концепцію та архітектуру мережі доставки контенту. Запропоновано механізми управління навантаженням в CDN-мережах для вибору оптимального маршруту його передавання та забезпечення заданої якості сервісу на основі впровадженої цільової функції. Запропоновано методологію синтезу мереж доставки контенту на основі сегменту глобальної мережевої інфраструктури, яка враховує методи ресурсного управління, наскрізного оцінювання їх параметрів, якості сервісу та стану активного мережевого обладнання, а також динамічного балансування навантаження, що дало змогу підвищити системну продуктивність та якість надання інфокомунікаційних послуг за рахунок ефективнішого використання мережевих ресурсів. Диссертационная работа посвящена проблеме управления передачей информации в распределенных инфокоммуникационных системах и сетях доставки контента с целью эффективного использования сетевых ресурсов глобальной информационной инфраструктуры в целом, и ее национального сегмента в частности, путем повышения производительности процессов передачи информации в условиях увеличения ее объемов. В работе представлено решение проблемы разработки методологического обеспечения управления передачей информации в распределенных инфокоммуникационных системах и сетях доставки контента с целью эффективного использования сетевой инфраструктуры, повышения системной производительности и качества предоставления услуг за счет динамической балансировки нагрузки. Определены критерии классификации типов трафика современных мультисервисных сетей и методика его идентификации, которая позволяет получить динамическую модель трафика и адекватно подбирать алгоритмы управления процессами передачи данных в инфокоммуникационных сетях. Предложены методы повышения эффективности использования радиочастотного спектра и улучшение параметров качества предоставления мультисервисных услуг в когнитивной беспроводной сети доступа с возможностью адаптивной настройки параметров оборудования и минимизацией длительности принятия решения об изменении радиочастотных каналов. Проведено исследование технологии передачи мультимедийного контента, представлена концепция и архитектура сети доставки контента. Предложены механизмы управления нагрузкой в CDN-сетях для выбора оптимального маршрута ее передачи и обеспечения заданного качества сервиса на основе внедренной целевой функции. Предложена методология синтеза сетей доставки контента на основе сегмента глобальной сетевой инфраструктуры, учитывающая методы ресурсного управления, сквозного оценивания их параметров, качества сервиса и состояния активного сетевого оборудования, а также динамической балансировки нагрузки, что позволило повысить системную производительность и качество предоставления инфокоммуникационных услуг за счет более эффективного использования сетевых ресурсов. The dissertation is devoted to the problems of information transfer management in distributed infocommunication systems and in content delivery networks in order to efficiently use network resources of entire global information infrastructure and its national segment in particular. It is reached by increasing the productivity of information transmission in conditions of its volumes growth. Management of multiservice streams requires using system models and algorithms of traffic management to optimize the performance of networks. The dissertation presents the solution to the problem of developing the methodological provision of information transmission control in distributed infocommunication systems and content delivery networks in order to effectively use the network infrastructure, increase the systemic productivity and quality of service delivery due to dynamic load balancing. In order to increase the productivity and efficiency of the information transmission control in the content delivery networks during content volume growth, there have been developed the model of self-similar multiservice traffic in distributed networks of streaming user load transmission as well as the mathematical model of probabilistic-time characteristics of the multiservice network. These models take into account the structural and functional features of the access level architecture. The criteria of traffic types classification in modern multiservice networks and traffic identification methods are determined. It allows to obtain a dynamic traffic model, which assists to select adequately the algorithms of transmission control in the infocommunication networks. The approaches that are used to determine the degree of self-similarity for network traffic are presented. The mathematical modeling was carried out to determine the quality of service parameters, which confirmed that the use of arbitrary methodology for calculating service quality parameters is inadmissible for traffic with self-similarity characteristic. The methods for increasing the efficiency of using the radio frequency spectrum and for improving the service quality in the cognitive wireless access network with the possibility of equipment parameters’ adaptive adjustment are proposed. As a result time used for decision on the change of radio frequency channels was redused. The multimedia content transmission technology, concept and architecture of the content delivery network are considered. The mechanisms of load management in CDN networks are proposed to choose the optimal route and provide quality of service with the usage of the contributed target function. The main load balancing methods are considered, which allow to rationally distribute the load between servers of the network and improve the quality of service. The system service model in wireless networks is presented, which should be used for efficient allocation of resources in a wireless environment. The simulation model for servicing queues of the multiservice network with the use of data prioritization was developed. A comparative analysis of the operation of queuing algorithms in wired and wireless networks for different types of streams was conducted. An algorithm for assessing the quality of service in the multiservice telecommunication network, which takes into account the work of several mechanisms of queuing and overload management was developed. The synthesis methodology of content delivery networks based on the segment of global network infrastructure was proposed. It takes into account resource management methods, cross-sectional evaluation of their parameters, quality of service and the state of active network equipment, as well as dynamic load balancing, which made it possible to increase the system productivity and quality of infocommunication services by more efficient use of network resources.Item Моделі та алгоритми спільного управління ресурсами в безпровідних гетерогенних мережах(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Масюк, Андрій Романович; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет «Львівська політехніка»; Лісовий, Іван Павлович; Скулиш, Марія АнатоліївнаДисертаційну роботу присвячено розв’язанню науково-технічного завдання підвищення ефективності функціонування безпровідної гетерогенної мережі та покращення якості обслуговування користувачів за рахунок удосконалення методу адаптивного вибору мережі радіодоступу і розроблення моделі спільного управління ресурсами з використанням технології оброблення великих об’ємів даних. Удосконалено метод вибору безпровідної мережі доступу в гетерогенному середовищі на основі застосування теорії нечітких множин. Розроблено імітаційну модель процесу функціонування гетерогенної мережі, яка автоматизує запропонований метод вибору вузла доступу на основі теорії нечітких множин та дає змогу здійснювати налаштування великої кількості параметрів моделювання, використовуючи допоміжні математичні моделі, зокрема для опису та прогнозування процесів руху користувачів. Розроблено модель для дослідження та підвищення продуктивності роботи гетерогенної мережі із використанням системи обробки великих даних. Запропоновано використання технологій обробки великих об’ємів даних для оптимального управління ресурсами в мобільних мережах. В роботі вперше розроблено комплексний метод гнучкого управління ресурсами в гетерогенній мережі, який включає в себе: статичне резервування ресурсів для певного типу сервісу в кожній з технологій, динамічне резервування ресурсів, аналіз пріоритетності користувачів, що дає змогу зменшити кількість незадоволених клієнтів. Даний метод дає змогу підвищити продуктивність гетерогенної мережі на 29%, в порівнянні з гомогенними мережами мобільного зв’язку. Диссертационная работа посвящена решению научно-технического задачи повышения эффективности функционирования беспроводной гетерогенной сети и улучшения качества обслуживания пользователей за счет совершенствования метода адаптивного выбора сети радиодоступа и разработки модели совместного управления ресурсами с использованием технологии обработки больших объемов данных. Усовершенствован метод выбора беспроводной сети доступа в гетерогенной среде на основе применения теории нечетких множеств. Разработана имитационная модель процесса функционирования гетерогенной сети, которая автоматизирует предложенный метод выбора узла доступа на основе теории нечетких множеств и позволяет осуществлять настройку большого количества параметров моделирования, используя вспомогательные математические модели, в частности для описания и прогнозирования процессов передвижения пользователей. Разработана модель для исследования и повышения производительности работы гетерогенной сети с использованием системы обработки больших данных. Предложено использование технологий обработки больших объемов данных для оптимального управления ресурсами в мобильных сетях. В работе впервые разработан комплексный метод гибкого управления ресурсами в гетерогенной сети, включающий в себя: статическое резервирование ресурсов для определенного типа сервиса в каждой из технологий, динамическое резервирование ресурсов, анализ приоритетности пользователей, что позволяет уменьшить количество недовольных клиентов. Данный метод позволяет повысить производительность гетерогенной сети на 29%, по сравнению с гомогенными сетями мобильной связи. The thesis is devoted to solving the scientific and technical task of increasing the efficiency of the wireless heterogeneous network operation and enhancing the quality of service for users by improving the method of adaptive selection of radio access network and developing a model for joint management of resources using the technology for Big Data processing. The method for selecting wireless access network in a heterogeneous environment based on the theory of fuzzy sets has been improved. This method allows for a centralized, well-founded decision to carry out a horizontal-vertical handover procedure based on a group of QoS-dependent criteria and criteria that depend directly on the properties of the radio interface of the network system. The method also enables decision-making rules, depending on different telecommunication conditions and network policies. A simulation model of the heterogeneous network has been developed. The model allows to automate investigation of the proposed method of selecting an access node based on the theory of fuzzy sets. The model enables configuration of a large number of simulation parameters using auxiliary mathematical models, in particular for describing and predicting user motion processes. A model for investigation and increasing the productivity of a heterogeneous network using a system of Big Data processing has been enhanced. It is proposed to use technologies of Big Data processing for optimal management of resources in mobile networks. For the first time, in this paper, a complex method of flexible resource management in a heterogeneous network has been developed, which includes: static reserving of resources for a certain type of service in each technology, dynamic resource reserving, analysis of priority of users, which allows to reduce the number of unsatisfied clients. This method makes it possible to increase the performance of a heterogeneous network up to 29% compared to homogeneous mobile communication networks.Item Моделі та метод оптимального розподілу мережних ресурсів в програмно-конфігурованих гетерогенних мережах мобільного зв'язку(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Бешлей, Галина Володимирівна; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет "Львівська політехніка"; Жураковський, Богдан Юрійович; Безрукий, Валерій МихайловичItem Підвищення енергоефективності та якості обслуговування інтегрованих мереж LTE/Wi-Fi(Національний університет "Львівська політехніка", 2020) Кагало, Ігор Олександрович; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет "Львівська політехніка"; Толюпа, Сергій Васильович; Єременко, Олександра СергіївнаВ дисертаційній роботі розв’язано науково-технічне завдання підвищення енергоефективності та якості обслуговування інтегрованих мереж LTE/Wi-Fi шляхом розроблення методів адаптивного управління доступом до неліцензійного частотного діапазону, планування радіоресурсів та формування структури рівня радіодоступу, а також удосконалення алгоритму обслуговування черги канального рівня в мережі Wi-Fi для для передавання даних, із забезпеченням необхідної якості, у каналах з короткочасними втратами зв’язку. Вперше запропоновано метод адаптивного планування радіоресурсів та формування структури рівня радіодоступу інтегрованих мереж LTE/Wі-Fі, на основі діаграми Вороного в залежності від локалізації абонентського навантаження, що дало змогу уникнути міжкоміркової інтерференції, підвищити якість обслуговування та енергоефективність мережі до 42%. Удосконалено метод адаптивного управління доступом до неліцензійного радіоканалу в умовах спільного співіснування систем Wi-Fi та LTE-U, що дало змогу підвищити ефективність використання ресурсів та швидкість передавання даних в мережах LTE з уникненням міжсистемної інтерференції. Запропоновано алгоритм обслуговування черги канального рівня в мережі Wi-Fi для забезпечення необхідної якості, у каналах з короткочасними втратами зв’язку при передаванні декількох відеопотоків реального часу, що дало змогу в інтегрованій LTE/Wi-Fi мережі запобігти блокуванню черги головним пакетом та покращити якість передавання відеопотоків від 5% до 45% оціненої за критерієм MSE. На основі розробленої імітаційної моделі оцінено ефективність запропонованих рішень. В результаті моделювання встановлено, що комплексне використання модифікованого методу повторного розподілення частот між комірками LTE в умовах адаптивного формування структури радіодоступу та неліцензійного діапазону частот, дало змогу підвищити на 25 % швидкість передавання даних для абонентів інтегрованої LTE/Wi-Fi мережі з уникненням міжкоміркової інтерференції. В диссертационной работе решена научно-техническая задача повышения энергоэффективности и качества обслуживания интегрированных сетей LTE / Wi-Fi путем разработки методов адаптивного управления доступом к нелицензионному частотному диапазону, планирования радиоресурсов и формирования структуры уровня радиодоступа, а также совершенствования алгоритма обслуживания очереди канального уровня в сети Wi-Fi для передачи данных, с обеспечением необходимого качества, в каналах с кратковременными потерями связи. Впервые предложен метод адаптивного планирования радиоресурсов и формирования структуры уровня радиодоступа интегрированных сетей LTE / Wi-Fi, на основе диаграммы Вороного в зависимости от локализации абонентской нагрузки, что позволило избежать интерференции, повысить качество обслуживания и энергоэффективность сети до 42%. Усовершенствован метод адаптивного управления доступом к нелицензионному радиоканалу в условиях совместного сосуществования систем Wi-Fi и LTE-U, что позволило повысить эффективность использования ресурсов и скорость передачи данных в сетях LTE с предотвращением межсистемной интерференции. Предложен алгоритм обслуживания очереди канального уровня в сети Wi-Fi для обеспечения необходимого качества, в каналах с кратковременными потерями связи в условиях передаче нескольких видеопотоков реального времени, что позволило в интегрированной LTE / Wi-Fi сети предотвратить блокирование очереди главным пакетом и улучшить качество передачи видеопотоков от 5% до 45 %, оцененное по критерию MSE. На основе разработанной имитационной модели оценена эффективность предложенных решений. В результате моделирования установлено, что комплексное использование модифицированного метода повторного распределения частот между сотами LTE в условиях адаптивного формирования структуры радиодоступа и нелицензионного диапазона частот, позволило повысить на 25% скорость передачи данных для абонентов интегрированной LTE / Wi-Fi сети с улучшенными показателями интерференции. The thesis is devoted to solving the scientific and technical task of improving the energy efficiency and the quality of service in the integrated LTE/Wi-Fi networks by developing the method of adaptive unlicensed spectrum access, the method of radio resource planning and network structure design, as well as improving the algorithm of the link level queueing in the Wi-Fi network in order to tolerate short-term link failures during the transmission of the real-time video streams. In particular, the method of adaptive radio resources planning and integrated LTE/Wi-Fi network structure design based on the Voronoi diagram is proposed first time. The proposed method takes into account the spatial localization of the users that allows improving the service quality and the energy efficiency of the network up to 40%, by avoiding interference. The method of adaptive unlicensed spectrum access for the scenario of the Wi-Fi/LTE-U coexistence has been further improved to increase the radio resource utilization and the data rate in the LTE network by preventing the inter-system interference. The algorithm of link level queuing in the Wi-Fi network is developed to tolerate the short-term link failures during the transmission of multiple real-time video streams. The developed algorithm allows improving the quality of real-time video streaming over the integrated LTE/Wi-Fi network by 5-45% according to the MSE metric. The efficiency of the all aforementioned solutions has been evaluated using the developed simulation model. According to the simulation results, it was proven that the combination of the proposed method for frequency reuse among LTE cells, adaptive network structure design and the unlicensed spectrum utilization allowed to increase data rates for subscribers of integrated LTE/Wi-Fi network by 25% while mitigating the inter-system interference between Wi-Fi and LTE.Item Підготовка фахівців спеціальності «Інформаційні мережі зв’язку» з використанням віртуального навчального середовища компанії Cisco(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Климаш, Михайло Миколайович; Стрихалюк, Богдан Михайлович; Костів, Орест ЛюбомировичВ роботі наведено інтеграцію курсів локальної мережевої академії Cisco у навчальні плани підготовки бакалаврів за напрямом «Телекомунікації» та фахівців спеціальності «Інформаційні мережі зв’язку». Проаналізовано доцільність використання віртуального навчального середовища компаніії Cisco при вивченні дисциплін «Телекомунікаційні та інформаційні мережі» для студентів напрямку підготовки «Телекомунікації». The paper depicts the integration process of Cisco academy curriculum into the learning plans of bachelor degree courses in Telecommunications and master degree courses in Information and communication networks. The utilization advisability of Cisco virtual learning environment had been analyzed for studying the course "Telecommunication and information networks", which is recommended for students of bachelor degree in Telecommunications.Item Розроблення інформаційно-телекомунікаційної платформи електронного урядування для забезпечення інтерактивної взаємодії із соціумом(Національний університет «Львівська політехніка», 2021) Нажм, Ахмад Байдун; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет «Львівська політехніка»; Толюпа, Сергій Васильович; Скулиш, Марія АнатоліївнаItem Синтез та реалізація інтенційно-орієнтованих інфокомунікаційних мереж для адаптивного надання сервісів(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Бешлей, Микола Іванович; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет "Львівська політехніка"; Ложковський, Анатолій Григорович; Скулиш, Марія Анатоліївна; Єременко, Олександра СергіївнаДисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми розроблення методології аналізу та синтезу складних гетерогенних інфокомунікаційних систем з метою створення нової програмно-конфігурованої інтенційно-орієнтованої мережі, яка постійно на основі мінливих вимог користувачів щодо якості надання сервісів та розгортання інфраструктури навчається, адаптується, автоматизується і захищається від потенційних кібератак шляхом використання нових методів розподілу ресурсів, інженерії трафіку, мережевої аналітики та існуючих алгоритмів машинного навчання. Для вирішення проблеми синтезу інфокомунікаційної мережі, використано основні принципи і методи системного аналізу, згідно якого запропоновано концептуальну модель побудови гетерогенної програмно-конфігурованої інтенційно-орієнтованої мережі, яка дає змогу забезпечити ефективний розподіл і перерозподіл загальних ресурсів адаптуючись під мінливі вимоги бізнес-користувачів щодо якості надання сервісів. Розроблено модель енергоефективної маршрутизації для інтенційно-орієнтованих мереж, що дала змогу підтримувати компроміс між бажаною якістю обслуговування користувачів, завантаженістю та енергоефективністю мережі. Запропоновано новий метод адаптивного клієнт-орієнтованого управління якістю послуг для інтенційноорієнтованих мереж. Розроблено інтелектуальну систему моніторингу та аналізу мережевого трафіку, що дала змогу ефективно управляти трафіком та сервісними політиками в режимі реального часу, автоматизовано створювати або оптимізувати сервісні пропозиції, підвищувати якість послуг та забезпечувати захист мережі на основі запропонованого методу виявлення аномалій. Розроблено методи розподілу частотно-часових ресурсів, балансування навантаження та формування структури рівня радіодоступу для забезпечення адаптивного надання сервісів. Запропоновано методологію синтезу інтенційно-орієнтованих мереж для поетапної трансформації сучасних інфокомунікаційних мереж. Розроблено прототипи нтенційноорієнтованої мережі на основі технології програмно-конфігурованих мереж та автоматизації запропонованих управлінських рішень.Диссертация посвящена решению актуальной научно-прикладной проблемы разработки методологии анализа и синтеза сложных гетерогенных инфокоммуникационных систем с целью создания новой программноконфигурируемой интенционно-ориентированной сети, которая постоянно на основе меняющихся требований пользователей относительно качества предоставления сервисов и развертывания инфраструктуры учится, адаптируется, автоматизируется и защищается от потенциальных кибератак путем использования новых методов распределения ресурсов, инженерии трафика, сетевой аналитики и существующих алгоритмов машинного обучения. Для решения проблемы синтеза инфокоммуникационной сети, использованы основные принципы и методы системного анализа, согласно которому предложена концептуальная модель построения гетерогенной программно-конфигурируемой интенционноориентированной сети, позволяет обеспечить эффективное распределение и перераспределение общих ресурсов адаптируясь под меняющиеся требования бизнес-пользователей относительно качества предоставления сервисов. Разработана модель энергоэффективной маршрутизации для интенционно-ориентированных сетей, позволила поддерживать компромисс между желаемым качеством обслуживания пользователей, загруженностью и энергоэффективностью сети. Предложен новый метод адаптивного клиент-ориентированного управления качеством услуг для интенционно-ориентированных сетей. Разработана интеллектуальная система мониторинга и анализа сетевого трафика, позволилаэф фективно управлять трафиком и сервисными политиками в режиме реального времени, автоматизировано создавать или оптимизировать сервисные предложения, повышать качество услуг и обеспечивать защиту сети на основе предложенного метода обнаружения аномалий. Разработаны методы распределения частотновременных ресурсов, балансировки нагрузки и формирования структуры уровня радиодоступа для обеспечения адаптивного предоставления сервисов. Предложена методология синтеза интенционно-ориентированных сетей для поэтапной трансформации современных инфокоммуникационных сетей. Разработаны прототипы интенционно-ориентированной сети на основе технологии программноконфигурируемых сетей и автоматизации предложенных управленческих решений. The thesis is devoted to solving the actual scientific problem of developing the methodology of analysis and synthesis of the complex heterogeneous infocommunication systems in order to develop a new intent-based software-defined network, which is constantly learning, adapting, automating and protecting against potential cyber-attacks based on changing user requirements regarding the quality of service and infrastructur deployment by using the new methods of resource allocation, traffic engineering, network analytics and machine learning algorithms. A conceptual model for the construction of a heterogeneous intent-based softwaredefined network has been proposed. This model, unlike the existing ones, provides an efficient allocation and redistribution of common resources, adapting to the changing requirements of business users regarding to the quality of service provision. A mathematical model for determining the subjective level of user satisfaction, depending on changes of the objective parameters of the quality of service of the network was developed. An energy-efficient flow routing model for intent-based networks has been developed. This model allowed to achieve a better balance of network channel resources load due to the rational choice of paths for heterogeneous traffic and to reduce to 3 times the average latency of real-time flows service. The model also allowed for a 53.56% reduction in network energy consumption under low load conditions. A new method for adaptive customer-oriented quality of service management for intent-based networks has been proposed. This method allowed the end customers of services to influence the functional configuration of the network, and with the use of machine learning techniques to respond to the degradation of the quality of service and prevent situations when the user is dissatisfied with the received quality of services for adaptive prediction of the network reconfiguration moment. The method for detecting anomalies in network traffic has been improved, which differs from the known ones by forming a set of informative features that characterize normal and abnormal behavior of the infocommunication system based on the Hurst parameter estimation with the possibility of self-learning. An intelligent system for network traffic monitoring and analysis was developed. This system made it possible to effectively manage traffic and service policies in real time, automatically create or optimize service offers, improve the quality of services and provide network protection based on the developed method of detecting anomalies. Methods of time-frequency resource allocation and load balancing in modern mobile networks for adaptive provision of IoT services have been developed. An adaptive intent-based method of resource allocation and formation of radio access level structure was developed. This method allowed a 25% more efficient use of available time-frequency resources and reduced the energy consumption of radio access level network by 8.7% to provide the ordered quality of service for users, as compared to traditional methods. The methodology of synthesis of intent-based networks for stage-by-stage transformation of modern infocommunication networks is proposed. Prototypes of intent-based networks based on the technology of software-defined networks and automation of the proposed management decisions are developed. The algorithm for selecting a wireless access network in a heterogeneous environment using Big Data has been developed. The developed algorithm takes into account and analyzes the assessments of the ordered quality of service perception and allows to improve the quality of service of high-priority services on demand. The prototypes of mobile and operator application for adaptive client-oriented service provision in a heterogeneous network are developed, which allows to obtain the ordered quality of service based on the feedback between the customer and the network operator.Item Синтез телекомунікаційних сервісних платформ національного масштабу(Національний університет "Львівська політехніка", 2017) Демидов, Іван Васильович; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет «Львівська політехніка»; Лісовий, Іван Павлович; Катеринчук, Іван Степанович; Гаврилко, Євген ВолодимировичДисертаційну роботу присвячено розв’язанню актуальної наукової проблеми розроблення методологічного забезпечення синтезу телекомунікаційних сервісних платформ національного рівня для оптимального впровадження концепції повсюдного комп’ютингу (розподілених обчислень) із заданими рівнями якості сервісу, продуктивності та функціональної стійкості. Національний сегмент глобальної інформаційної інфраструктури, що формується множиною сервісних мережних систем є чутливим до: змін ринкової кон’юнктури з боку споживачів електронних сервісів, виду, флуктуацій та просторового перерозподілу навантаження, що ними створюється, а також до різного роду деструктивних впливів, які представляють загрозу його функціональній стабільності. В роботі поставлено та розв’язано низку взаємопов’язаних завдань, які спрямовані на оптимальний вибір та структурно-параметричне конфігурування архітектурної реалізації сервісних мережних систем на кожному з найбільш розповсюджених рівнів їх модельних представлень: IaaS, PaaS, SaaS. Результатом розв’язання цих завдань стали математичні, структурно-параметричні та структурно-функціональні моделі: оптимального структурно-параметричного синтезу названих систем за критеріями якості сервісу (із урахуванням рівня сервісної доступності), системної продуктивності та функціональної стійкості; процесів диференційованого обслуговування потоків запитів; адаптивного резервування та перерозподілу ресурсів мережно-залежних рівнів телекомунікаційних сервісних платформ, зокрема на основі застосування методів теорії нечітких множин; опрацювання диференційованих потоків навантаження розпаралеленими віртуалізованими мережними засобами; компактного представлення мережних метаданих засобами цифрового голографічного оброблення. Сформовано методологію та методи, що дозволяють оптимальне за техніко-економічними показниками впровадження телекомунікаційних сервісних платформ для ефективного та динамічного розвитку процесів надання електронних сервісів підприємствами та відомствами з використанням відкритої системної архітектури. Диссертационная работа посвящена решению актуальной научной проблемы разработки методологического обеспечения синтеза телекоммуникационных сервисных платформ национального уровня для оптимального внедрения концепции повсеместного компьютинга (распределенных вычислений) с заданными уровнями качества сервиса, производительности и функциональной устойчивости. Национальный сегмент глобальной информационной инфраструктуры, формируемый множеством сервисных сетевых систем является чувствительным к: изменениям рыночной конъюнктуры со стороны потребителей электронных сервисов, вида, флуктуаций и пространственного перераспределения нагрузки, которая ними создается, а также различного рода деструктивных воздействий, которые представляют угрозу его функциональной стабильности. В работе поставлены и решены ряд взаимосвязанных задач, направленных на оптимальный выбор и структурно-параметрическое конфигурирование архитектурной реализации сервисных сетевых систем на каждом из наиболее распространенных уровней их модельных представлений: IaaS, PaaS, SaaS. Результатом решения этих задач стали математические, структурно-параметрические и структурно-функциональные модели: оптимального структурно-параметрического синтеза названных систем по критериям качества сервиса (с учетом уровня сервисной доступности), системной производительности и функциональной устойчивости; процессов дифференцированного обслуживания потоков запросов; адаптивного резервирования и перераспределения ресурсов сетево-зависимых уровней телекоммуникационных сервисных платформ, в том числе на основе применения методов теории нечетких множеств; обработки дифференцированных потоков нагрузки распараллеленными виртуализированными сетевыми средствами; компактного представления сетевых метаданных средствами цифровой голографической обработки. Сформирована методология и методы, позволяющие оптимальное по технико-экономическим показателям внедрение телекоммуникационных сервисных платформ для эффективного и динамичного развития процессов предоставления электронных сервисов предприятиями и ведомствами с использованием открытой системной архитектуры.Item Інтелектуальне автоматизоване управління децентралізованими системами мобільного зв'язку(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Максимюк, Тарас Андрійович; Климаш, Михайло Миколайович; Національний університет "Львівська політехніка"; Толюпа, Сергій Васильович; Отрох, Сергій Іванович; Політанський, Руслан ЛеонідовичВ дисертаційній роботі вирішено науково-прикладну проблему розроблення методів, моделей та засобів інтелектуального управління децентралізованою мультиоператорною інфраструктурою мереж мобільного зв’язку, з метою підвищення її техніко-економічної ефективності для операторів та абонентів, в умовах відкритого ринку радіочастотного ресурсу та мережної інфраструктури. Запропоновано системний підхід до структурно-функціонального синтезу децентралізованих мереж мобільного зв'язку з інтелектуальним автоматизованим управлінням, який полягає у розробленні множини методів інтелектуального управління мережною інфраструктурою, засобів автоматизації мережі для забезпечення її універсальності до будь-яких стандартів безпровідного зв’язку та типів мобільних пристроїв, а також моделей децентралізації радіочастотного ресурсу та мережної інфраструктури із адаптивним мультиоператорним обслуговуванням абонентів. В диссертационной работе решена научно-прикладная проблема разработки методов, моделей и средств интеллектуального управления децентрализованной мультиоператорною инфраструктурой сетей мобильной связи, с целью повышения ее технико-экономической эффективности для операторов и абонентов, в условиях открытого рынка радиочастотного ресурса и сетевой инфраструктуры. Предложен системный подход к структурно-функциональному синтезу децентрализованных сетей мобильной связи с интеллектуальным автоматизированным управлением, который заключается в разработке множества методов интеллектуального управления сетевой инфраструктурой, средств автоматизации сети для обеспечения ее универсальности к любым стандартам беспроводной связи и типам мобильных устройств, а также моделей децентрализации радиочастотного ресурса и сетевой инфраструктуры с адаптивным мультиоператорним обслуживанием абонентов. The thesis solves a scientific problem of the development of methods, models and means for the intelligent decentralized multi-operator infrastructure management in mobile networks, to increase its technical and economic efficiency for operators and users in the scenario of open spectrum and infrastructure markets. This work aims to resolve an uncertainty between the need of centralized management to enhance the technical efficiency of the mobile network by leveraging the advanced capabilities of artificial intelligence, and the demand for decentralized open spectrum market with flexible business models for infrastructure deployment and sharing by operators to increase the economic efficiency of the entire mobile ecosystem. In particular, we have developed a concept of a decentralized mobile network that integrates the means of artificial intelligence and the blockchain technology to leverage the advantages of both centralized and decentralized business models in the mobile network, while eliminating their corresponding drawbacks and constraints. Such a solution allows to disrupt the mobile network market by enabling a trustable spectrum and infrastructure sharing among operators, underpinned by economic and legislative mechanisms. This in turn, raises a challenge of the effective operation of the multi-operator mobile network in terms of technical and economic factors, while assuming the conditions of the decentralized infrastructure deployment, the open spectrum market and the ubiquitous connectivity of end users regardless of the serving operator. Thus, the key scientific contributions of the thesis are summarized as following. A new structural and functional model of decentralized mobile network is proposed to decouple the user plane, infrastructure plane, operator plane, decentralization plane and intelligent control plane to enable an automated coordination of the spectrum and infrastructure sharing among operators based on the smart contracts, the assets tokenization and the artificial intelligence. To provide a data supply chain for the artificial intelligence we have developed a decentralized monitoring system that can cope with an exogenous dynamic of the mobile network and allows operators to react in advance. To enable the trading of spectrum and infrastructure among operators within the decentralized blockchain ecosystem, we propose a tokenization model of spectrum and infrastructure based on the non-fungible tokens, utility tokens and central bank digital currencies. Considering the demand for the ubiquitous connectivity and the upcoming paradigm of the micro-operators in 6G, we propose a new model of adaptive operator selection based on technical and economic criteria to enable seamless user connectivity across multiple operators with flexible SLA smart contracts, negotiated and executed in quasi real time. A particular attention in the thesis is given to the problem of decentralized coverage planning to allow operators extending the network coverage by placing new base stations in the most optimal way, taking into account the existing network infrastructure that has been built before. This challenge is solved by a modified version of the self-organizing maps with a combination of immutable and mutable neurons to exhibit the positions of existing and potential network infrastructure during the coverage optimization. An additional enhancement of the model has been done by replacing the conventional metric of Euclidean distance to the metric of SINR that allows optimizing the network coverage in a spatial domain, considering the impact of buildings in the urban environment on the coverage quality. To resolve the problem of spectrum management in a current semi-centralized scenario, we have developed a game theoretical model that allows big operators with a nationwide spectrum license to share it with micro-operators in a local scale based on the smart-contracts. Such a solution allows both improving the connectivity and experience of the end users as well as increasing profits of operators by sharing the spectrum based on evolutionary stable equilibrium strategies. In addition, the challenge of unlicensed spectrum sharing with interference mitigation is solved by the cooperative game model based on the trading of utility tokens among the operators in a blockchain. The proposed model converges to the Nash equilibrium within few iterations that ensures the fair utilization of unlicensed spectrum regardless of the number of operators. To further enhance the efficiency of spectrum sharing among operators considering their timevarying demands, we have developed the intelligent spectrum management model for mobile networks based on the recurrent neural networks, which allows to predict a trafficde mand of the particular network service and allocate enough spectrum in advance. This allows operators to adjust their corresponding strategies to ensure the best tradeoff between technical end economic efficiency of the mobile network. Finally, we have proposed a method of intelligent data flows management in an optical transport network infrastructure. Proposed method implements a flexible data flows multiplexing and aggregation across wireless and optical domain to support an adaptive end-to-end quality of service provision for different network slices in the large scale decentralized mobile ecosystem.