Радіоелектроніка та телекомунікації
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2434
Вісник Національного університету "Львівська політехніка"
Browse
20 results
Search Results
Item Створення ефективних ІКТ-платформ електронного урядування інтерактивного типу: аналіз архітектури систем зворотного зв’язку(Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-20) Климаш, М. М.; Байдун, Нажм Ахмад; Капустяк, Р. В.; Демидов, І. В.; Бешлей, М. І.; Klymash, M. M.; Baydoun, Najm Ahmad; Kapustiak, R. V.; Demydov, I. V.; Beshley, M. I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityРозглянуто архітектурні особливості побудови систем цільового поширення електронного контенту для побудови інтерактивних платформ електронного урядування у частині систем зворотного зв’язку на основі найхарактерніших та найефективніших архітектур вебкраулерів, а також практичного досвіду компанії Google. Проаналізовано основні особливості реалізування вебкраулерів як систем “глибокого” пошуку й основи для наскрізного моніторингу в державному інтернет-просторі. Подано архітектуру мережевої платформи для фіксації та оброблення подій у реальному часі на основі технологій корпорації Google, що може бути основою для швидкого та ресурсоефективного розгортання систем цільової доставки заданого електронного контенту під час реалізації вибраної стратегії електронного урядування, із наданням відповідній платформі інтерактивних якостей за рахунок реалізації каналів зворотного зв’язку із суспільством.Item Визначення метрик якості сервісу у гетерогенній розподіленій cloud-системі(Видавництво Львівської політехніки, 2019-02-26) Лаврів, О. А.; Бак, Р. І.; Пашкевич, В. З.; Климаш, М. М.; Lavriv, O.; Bak, R.; Pashkevych, V.; Klymash, M.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityДосліджено процес навантажувального тестування розподіленої гетерогенної інформаційно-телекомунікаційної системи, яка базується на cloud інфраструктурі. За результатами навантажувального тестування виявлено вузьке місце у досліджуваній системі, а також отримано оцінки використання інфраструктурних компонентів системи і значень метрик якості обслуговування та якості сприйняття послуг користувачами досліджуваної інформаційно-телекомунікаційної системи. Показано, що оновлення програмного коду системи робить неможливим розроблення та використання універсальних моделей, оскільки навіть незначні зміни програмного коду призводять до зміни поведінки системи, що не може бути враховано як у аналітичній, так і у імітаційній моделях.Item Розроблення програмного маршрутизатора з автоматичним розгортанням віртуальних вузлів(Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Климаш, М. М.; Романчук, В. І.; Поліщук, А. В.; Панченко, О. М.; Бешлей, М. І.; Klymash, M. M.; Romanchuk, V. I.; V Polishuk, A.; Panchenko, O. M.; Beshley, M. I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityОписано розгортання віртуальних маршрутизаторів відповідно до гнучкого розподілу віртуального часу доступу до процесора. Розроблено програмну модель марш- рутизатора з набором сучасних механізмів та алгоритмів обслуговування інформаційних потоків. На основі програмної моделі маршрутизатора розширено набір функціональних можливостей пристрою: додано режим розгортання віртуальних вузлів із можливістю гнучкого управління структурними параметрами. Досліджено якість обслуговування IPTV трафіку на основі розробленої моделі програмного маршрутизатора з можливістю розгортання віртуальних обслуговуючих пристроїв класового призначення.Item Оцінка ефективності алгоритмів перемикання радіочастотних каналів для вибору спектра у когнітивних радіомережах(Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Климаш, М. М.; Кирик, М. І.; Янишин, В. Б.; Klymash, M.; Kyryk, M.; Yanyshyn, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; кафедра телекомунікації; National University “Lviv Polytechnic”; Department of TelecommunicationsРозглянуто методи вибору спектра для когнітивного радіо, що дають змогу вторинним користувачам обирати кращі доступні частотні канали і перемикатися на них. Проведено аналіз і класифікацію цих методів. Запропоновано аналітичну модель системи когнітивного радіо для порівняння алгоритмів перемикання каналів за критерієм мінімізації загального часу роботи системи. Розглянуті алгоритми на основі балансування навантаження можуть розподіляти навантаження від вторинних користувачів декількома каналами, на відміну від алгоритму без балансування навантаження, за яким для передавання вибирається перший канал з найменшою ймовірністю зайнятості.Item Модель мережі радіодоступу з використанням методу адаптивного формування структури(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Гуськов, П. О.; Цуркан, А. С.; Шпур, О. М.; Бугиль, Б. А.; Климаш, М. М.Запропоновано метод адаптивного структурного синтезу мережі радіодоступу. Цей метод призначений для побудови мережі радіодоступу з використанням принципів детермінованої та стохастичної геометрії. Використовуючи засоби імітаційного моделювання, розроблено модель гетерогенної мережі, яка залежно від просторової локалізації та розподілу абонентського навантаження формує структуру мережі радіодоступу. Отримано залежності пропускної здатності, системної спектральної ефективності та розподілу навантаження по кожному структурному елементу мережі. Constantly increasing demand by mobile devices for higher data rates and new multimedia services support creates unprecedented challenges for future fifth generation (5G) mobile networks: 1000 times higher system capacity, up to 100 times higher peak user data rates and 10 times lower energy efficiency of today’s 4G networks. This stipulates changes of modern radio access networks (RAN). Existing deterministic approaches for RAN deployment and analysis that are used for optimal resource allocation are not compatible with future multitier heterogeneous networks, especially because of the fixed cells’ radius restrictions and the impossibility to respond to non-uniform load conditions. According to mentioned requirements, reasonable deployment expenditures and consistent quality of experience assurance small cells occur the most reasonable solution. In comparison to macrocells, low-cost small cells offer a significant capacity gain due to spatial reuse of spectrum. This paper presents the new approach for small cells deployment based on adaptive RAN structure synthesis method that generates the base stations on/off switching patterns and serves users by appropriate RAN entities according to current load distribution and network conditions. We consider three-tier Heterogeneous network where we integrate macro-, femtoand picocells. A method for services differentiation between RAN structural entities on different layers that support traffic aggregation is proposed. We developed simulation model that reflects the functioning of a RAN in real time and displays dependences of the network capacity, system spectral efficiency and load distribution on each RAN structural entity. The main advantages of proposed approach are flexibility, adaptability to non-uniform spatially distributed traffic and energy efficiency. The results show that with a slight decrease in the average throughput per UE (2–4 %) was observed the gain in energy consumption, by reducing the number of active elements in RAN structure by 30–40%. Future activities to this work involve assessing the network structure on the number of handovers, the development of intelligent frequency planning methods and the evaluation of backhaul capacity on overall performance in case of small cells deployment.Item Дослідження доступності у хмарних сервісних системах(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Климаш, М. М.; Демидов, І. В.; Мохамед Мехді Ель Хатрі; Дещинський, Ю. Л.Наведено результати числового моделювання сервісної доступності хмарних сервісних систем для різних їх конфігурацій, характеристик трафіку та режимів роботи, а також проведено оцінювання ефективності застосування запропонованого методу підвищення показників доступності вузлів хмарної платформи. This paper is devoted to the numerical investigation of the availability at cloud service systems. In this paper criteria and constraints calculations were performed and obtained results were analyzed for synthesis purposes of distributed service platforms based on the cloud service-oriented architecture such as availability and system performance index variations by defined set of the main parameters. The method of synthesis has been numerically generalized considering the type of service workload in statistical form by Hurst parameter application for each integrated service that requires implementation within the service delivery platform, which is synthesized by structural matching of virtual machines using combination of elementary servicing components up to functionality into a best-of-breed solution. As a result of restrictions from Amdahl’s Law the necessity of cloud-networks clustering was shown, which makes it possible to break the complex dynamic network into separate segments that simplifies access to the resources of virtual machines and, in general, to the "clouds" and respectively simplifies complex topological structure, enhancing the overall system performance. In overall, proposed approaches and obtained results numerically justifying and algorithmically describing the process of structural and functional synthesis of efficient distributed service platforms, which under process of their configuring and exploitation provides an opportunity to act on the dynamic environment in terms of comprehensive services range and nomadic users’ workload pulsing. It was also proved that using proposed approach and algorithm promotes us to determine structural-topological changes operatively in dynamics. It allows improving workload balancing in the servicing nodes, avoiding the proximity of workflows and components of complex services to structural irregularities. The whole spatial workflow distribution on the servicing network is optimized and smoothed in accordance with operatively determined workload and structural features. Cloud system service node’s availability is improved. Prospective usage of proposed algorithm is looking effectively within distance-vector routing protocols (such as BGP) and, in particular at hyperbolic virtual coordinates mapping, where hyper-aggregation of the flows on the edges of Poincare disk’s irregularities is observed.Item Метод динамічного формування структури рівня радіодоступу для мереж 5G(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Гуськов, П. О.; Максимюк, Т. А.; Климаш, М. М.Розглянуто концепцію гнучкого функціонального роздвоєння протокольного стека між центральною платформою керування та локальними точками радіодоступу у вигляді програмної платформи для координованого керування рівнем радіодоступу. Запропоновано метод динамічного формування структури мережі радіодоступу перепризначенням контролеру безпровідного кластера та реконфігурації транспортної підсистеми, що дає змогу підвищити ефективність функціонування безпровідного кластера та досягти вищих показників пропускної здатності без застосування додаткових RAP. Nowadays, plenty of smart phones and tablets result in increased demands for bandwidth and availability of mobile networks. According to recent studied, 5G is expected to bring significant improvement such as 10-100-fold peak data rates, 1000-fold network capacity and 10-fold energy efficiency. There are two key enablers of these requirements: ultra-dense deployment of small cells and centralized signal processing. In this paper, we focus on flexible and adaptive management for 5G mobile networks. We propose the dynamic RAN (Radio Access Network) synthesis method that includes two main stages: reassignment of the WCM (Wireless Cluster Management) controller and dynamic backhaul reconfiguration. Former increases the performance of wireless cluster, while backhaul remains unchangeable that allows to decrease the RAN convergence time. The latter allows to improve capacity of backhaul links by virtualization and topology modifying. In addition, proposed system exploits flexibilities of backhaul network technologies to adapt the backhaul network to requirements of RAN. Further insights show that backhaul properties play an important role in future radio access networks with cooperation of radio access points. Modern optical backhaul networks cannot guarantee that cooperation techniques will be applied ubiquitously in radio access networks. Hence, new cooperation techniques and algorithms must rely not only on the information from the RAN, but also incorporate the conditions of backhaul and core network. Simulation results showed that the proposed method drastically increases the feasibility of wireless cluster, especially in high-load scenarios and enables to achieve higher performance capacity without using additional RAP. It has showed that with the increasing number of active users within the cluster the proposed method allows to get higher levels of cluster feasibility through effective adaptation of the RAN structure according to the users’ requirements.Item Метод підвищення ефективності використання мережевих ресурсів інформаційно-телекомунікаційних систем(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Климаш, М. М.; Шпур, О. М.; Селюченко, М. О.; Киричук, Б. В.; Мельник, Т. В.Запропоновано метод локального розподілу та управління сегментом мережі, що приведе до оптимізації використання оптичного ресурсу фізичного тракту, зменшення імовірності блокування під час прокладання нових логічних каналів. Разом з цим, використання цього методу дає змогу оператору суттєво зменшити капітальні витрати, пов’язані з наперед закупленими чи зарезервованими ресурсами, та операційні витрати, основна частина яких – ресурси транспортної мережі, що не використовуються. For optimization of using physical resources of optical path, reducing the probability of blocking when laying new logical channels in this paper has been developed method of local distribution and control segment multiservice network, which enables easier transport network management system. Using this method allows the operator to significantly reduce capital costs related to purchased in advance or reserved resources and operating costs, which make up the bulk of transport network resources that are not used. In the simulation confirmed that local resource allocation method provides a substantial reduction of congestion network device and its power, about 1.5 times. Using the algorithm laying cross tunnels, the method made it possible to unload wavelength, which has been downloaded more than 60 %, and used one of the available wavelengths with high atomic number for making the through the tunnel between nodes. Switch to transparent transmission enabled partially relieve the busiest junction. This is particularly important in an environment where the network transferred large amounts of traffic. In such circumstances, the network node has to handle both own and transit, in the electrical domain, but also very often at the network level. With integrated switching MPLS / OTN managed to avoid high packet time delay and power consumption caused by switching to IP / MPLS level. Quality monitoring service shows that after switching transparently transmitting the average packet delay from end to end decreased from 82 to 28 microseconds, which is almost four times.Item Багаторівнева модель буферизації даних у вузлах обслуговування мультисервісного трафіку(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Климаш, М. М.; Кирик, М. І.; Плесканка, Н. М.; Кагало, І. О.Проведено огляд основних принципів буферизації даних у вузлах обслуговування мультисервісного трафіку. Запропоновано багаторівневу модель буферизації даних у вузлах, які обслуговують велику кількість TCP потоків. Здійснено оптимізацію моделі буферизації з метою забезпечення задовільної якості надання послуг у мультисервісній мережі передачі даних. Given the bursty behavior of cloud applications described above, an easy solution to the incast problem would be to overdesign buffer capacity at each network node. The basic principles of data buffering at the multiservice traffic service node were reviewed. The data buffering multilevel mode in the nodes, that serve a large number of TCP flows, was proposed. Each level of the model has its own characteristics and is relatively independent. However the malfunction of any of them, may adversely excel at the efficiency of other levels. The network interface represents the physical level, which is the lowest. Packets routing are occurs at the protocol level. Two queues provide communication between physical layer (network interface card) and ip module. One is called the backlog and is used for incoming packets, the other – txqueue, for outgoing packets. In the current networks, the basis for data transmission is TCP/IP protocol stack. It provides a set of tools to deliver data from one application to another. Today, the size of the buffers is determined by the dynamics of TCP’s congestion control algorithm. In particular, the goal is to make sure that when a link is congested, it is busy 100% of the time; which is equivalent to making sure its buffer never goes empty. A widely used rule-of-thumb states that each link needs a buffer of size B = RTT × C, where RTT is the average round-trip time of a flow passing across the link, and C is the data rate of the link. Arguably, router buffers are the single biggest contributor to uncertainty in the Internet. Buffers cause queueing delay and delay-variance; when they overflow they cause packet loss, and when they underflow they can degrade throughput. Given the significance of their role, we might reasonably expect the dynamics and sizing of router buffers to be well understood, based on a well-grounded theory, and supported by extensive simulation and experimentation. The Smart-Buffer architecture takes into consideration that congestion in a typical data center environment is localized to a subset of egress ports at any given point in time and realistically never happens on all ports simultaneously. This enables its centralized on-chip buffer to be right-sized for overall cost and power; at the same time, the buffer is dynamically shareable and weighted towards congested ports or flows exactly when needed using self-tuning thresholds. In addition, the centralized buffer can be allocated based on class of service or priority group. Available buffer resources can therefore be partitioned into separate, virtual buffer pools and assigned to special traffic classes. This is especially useful in converged I/O scenarios where some traffic classes (such as storage) may require guaranteed lossless behavior. These properties enable Smart-Buffer technology to strike an optimum balance between silicon efficiency and burst absorption performance – essential design principles in current and next-generation high density. Optimization of the data buffering multilevel model to ensure a satisfactory quality of service in multiservice data network was made in this paper.Item Метод диференційованого мультипотокового керування трафіком у транспортних програмно-керованих мережах(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Климаш, М. М.; Шпур, О. М.; Багрій, В. О.; Швець, А. Л.Запропоновано спосіб динамічної адаптації пропускної здатності віртуальних каналів транспортної мережі операторів зв’язку. Розроблено метод диференційованого мультипотокового керування трафіком, який реалізує гнучкий механізм управління мережевими ресурсами. Для перерозподілу та балансування трафіку метод використовує алгоритм зваженого справедливого розподілу ресурсів фізичних каналів, що забезпечує ефективність використання їх пропускної здатності на рівні 90 %, уникаючи перевантаження. Для перевірки ефективності запропонованого методу розроблено імітаційну модель та проведено дослідження, в результаті яких підтверджено доцільність упровадження методу на транспортній мережі оператора зв’язку. In this paper is proposed a solution to the problem of low efficiency of bandwidth usage of physical channels. In the beginning adducted a necessity to implement proposed solutions at transport network. The main problem of transport networks is low level of utilization of optical channels resources. As a result it is often very expensive to exploit such a network due to high capital and operational costs. The method of distributed multi-flow traffic engineering in software-defined networks based on means and mechanisms of flow processing by Openflow switches has been developed. This method ensures optimal dynamic redistribution of physical channel bandwidth among several logical flows in the network, thus it achieves more than 90 % of bandwidth utilization. The method uses sophisticated methods and algorithms of traffic engineering. Method using Hurst index allows evaluation of future network state and redistribution of logical flows over a different physical channels while supporting utilization efficiency of these channels above 90 %. The method of load balancing uses as a basis priorities of physical branches of one logical channel. Thus this method allows the network to adapt to dynamically-changing incoming traffic, based on mechanism of prognostication the traffic rate using Hurts index. As a result algorithm of the method consists of two stages that ensure effective traffic redistribution: traffic prognostication and load balancing. Searching for optimal physical routes for one logical channel is based on Gallaher multi-path data transfer model. The method of calculating the efficiency of utilization of provided bandwidth for a particular physical channel as the basis for the mechanisms of redistribution of the total bandwidth between various logical channels is developed. Using mechanism of redistribution of flows into different physical channels controller can unload and set it to stand-by mode those segments of the network that are low-utilized. To verify the effectiveness of the proposed method of load balancing simulation model was created based on distributed system of servers and software models of SDN components developed using C++ language. The result of modeling confirmed the expediency of introduction the method on a real transport network.