Вісники та науково-технічні збірники, журнали
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/12
Browse
10 results
Search Results
Item Теорія Кернера та фазові переходи для потоків у телекомунікаційних мережах(Видавництво Львівської політехніки, 2018-02-18) Кайдан, М. В.; Бешлей, М. І.; Максимюк, Т. А.; Стрихалюк, Б. М.; Матвіїв, Р. З.; Kaidan, M.; Beshley, M.; Maksymyuk, T.; Strykhalyuk, B.; Matvyev, R.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityВ роботі розглянуто можливість використання теорії Кернера трьох фаз для телекомунікаційних мереж. Описано принципи функціонування транспортних потоків для фаз вільного, синхронізуючого потоків та фази рухомого кластера у системах масового обслуговування з явними втратами, з очікуванням та у системах з повторними викликами. Також розглянуто теорію Кернера за пріоритетного обслуговування та визначено, що кількість фаз значно зростає. Розглянуто можливість дослідження фазових переходів у телекомунікаційних мережах на основі теорії Ландау. Описано параметр порядку, потенціал та коефіцієнт при квадратному члені для дослідження фазових переходів у мережах.Item Метод підвищення енергетичної ефективності HQPSK сигналів(Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2016) Бондарєв, А. П.; Максимів, І. П.; Максимюк, Т. А.Показано можливість зростання енергетичної ефективності систем коміркового зв’язку за рахунок зменшення порогового відношення сигнал/шум за заданої частоти появи бітової помилки, з використанням особливого типу квадратурної фазової модуляції (HQPSK) і модифікованого фазового детектора. Обидва методи мають і переваги, і недоліки. Комбінація цих двох методів теоретично може зменшити їх недоліки, роблячи їх вигіднішими, ніж наявні методи. With the development of cellular communications, the different problems of effective spectrum utilization to provide a high quality of service for large number of mobile users have been emerged. For the last years the development of wireless communications became a large scale, inducing developers of radiotechnic devices to find new solutions to the problem of effective utilization of the allocated spectrum and effective power maintenance. Many types of spectral-efficient modulation of radio signals and new protocols that enable efficient distribution of network traffic have been proposed so far. One of the key parameters that are used for channel efficiency estimation is signal-to-noise ratio (SNR): the higher SNR results in lower bit-error rate and vice versa. Dependence between bit-error rate and signal-to-noise ratio is the key characteristic of the communication channel and optimization of this characteristic is an important task for communication networks. This paper shows the possibility of reducing the signal-to-noise ratio while maintaining the required bit-error rate by using specific type of quadrature phase shift keying (HQPSK) complemented by modified phase detector. Both methods have their advantages and disadvantages. The combination of these two methods can theoretically reduce their cons while effectively exploiting their advantages. The feature of the first method lies in power saving approach, providing the use of only one quadrature component during signal modulation, while the second quadrature component is coded using additional frequency subcarriers. The second method allows detection of quadrature signals at high noise power condition. This benefit is achieved by implementation of specific narrowband filters into phase detector.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 Дослідження процесу агрегації трафіку в оптичних транспортних мережах з комутацією блоків(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Думич, С. С.; Жуковська, Д. С.; Максимюк, Т. А.Проведено комплексне дослідження процесу передавання даних в оптичних транспортних системах з комутацією блоків (OBS). Розглянуто найважливіші проблеми, які виникають у мережах OBS, такі як агрегація блоків та їх ефективний розмір. Проведено дослідження ефективності процесу агрегації у крайовому вузлі мережі OBS. Отримані результати показують, що агрегація за критерієм завантаженості буфера дає змогу забезпечити нульові втрати пакетів. Проте це досягається за рахунок збільшення кількості блоків, що призводить до зниження ефективності використання пропускної здатності. З іншого боку, критерій часу очікування, навпаки, забезпечує максимальну ефективність використання пропускної здатності за рахунок блоків великого розміру. Але це спричиняє різке зростання кількості втрачених пакетів. Адаптивний метод підтримує максимально можливий розмір блоків, контролюючи завантаженість буфера. Це дає змогу підтримувати високий коефіцієнт використання пропускної здатності, уникаючи значних втрат пакетів, що є оптимальним компромісом для оптичних транспортних мереж з комутацією блоків. Next generation optical networks should provide high capacity to support ever increasing traffic demands. Many technologies have been developed recently for optical transport networks to increase throughput, improve energy efficiency and simplify network deployment. One of most important problems in modern optical networks is IP traffic transmission. Although optical fibers provide tremendous throughput, the overall network performance is still limited by switching nodes. Currently there are three concepts of optical switching: circuit switching, packet switching and burst switching. Optical circuit switched networks provide direct channels between nodes, separated by different wavelengths. It this case, channels are constantly utilized providing good throughput for transmission sessions. But for the case of low traffic intensity, throughput of optical channels will be underutilized that results in decreasing the capacity of optical transport network. On the other hand, packet switching allows to increase network performance by more effective utilizing of channels throughput. However, packet switched networks generate high overhead of signaling data, especially when traffic intensity is very high. Optical burst switching (OBS) technology has been developed to overcome problems of circuit switched and packet switched networks by combining advantages of both switching technologies. This allows to provide good performance of packet data transmission. In OBS networks, all packets are assembling to logical bursts. Burst is a logical combination of similar packets with the same destination address and quality of service (QoS) requirements. Such approach is used to rearrange traffic from different access networks and separate it in accordance to throughput requirements and destination nodes. Burst transmission is coordinated by using burst header packets (BHP) for each optical burst. BHP includes information about addresses of source and destination nodes, QoS requirements and additional supporting data for burst transmission, scheduling and switching. In this article, we provide a comprehensive study of data transmission in OBS networks. We address most important issues in OBS networks such as burst aggregation and effective burst size. We have conducted simulations and performance analysis of burst aggregation in edge nodes of OBS network. Obtained results shows that buffer threshold method can maintain packets transmission without losses. However, such effect is achieved by sacrifice of channel utilizations efficiency due to small size of bursts (approximately 100 kB). On the other hand, time threshold method provides much larger size of bursts (approximately 250 kB) that allows to achieve the best channels utilization. But, in this case buffer is often overloaded that result in 30 % packet losses. Adaptive threshold method continuously provides buffer load around 80–90 %, but rarely touches 100 % limit resulting in only 3 % packet losses. Moreover, adaptive method keeps bursts size around 200 kB, which seems to be enough for effective throughput utilization. In summary, we can see that adaptive algorithm promises a good tradeoff between packet losses and channels utilization. In future research, we will provide more comprehensive study on the optical switching performance, traffic aggregation process and quality maintenance in optical transport networks.Item Розрахунок параметрів якості обслуговування у фотонних транспортних мережах(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Кайдан, М. В.; Думич, С. С.; Максимюк, Т. А.; Бурачок, Р. А.; Готра, Л. М.Проектування фотонних транспортних мереж є надзвичайно складним завданням, оскільки необхідно забезпечити ефективне передавання кількох черг трафіку з різними пріоритетами. Завдання ускладнюється ще більше, якщо необхідне наскрізне забезпечення якості сервісу. Тому виникає потреба в розрахунку впливу параметрів вузлів фотонної транспортної мережі на якість сервісу. Загалом наявні моделі теорії телетрафіку та систем масового обслуговування можна використати для аналізу мереж з пакетною комутацією. Проте складність кільцевих структур фотонних транспортних мереж та їх надзвичайно висока пропускна здатність суттєво зменшують продуктивність таких моделей. У статті запропоновано використовувати метод діакоптики, який полягає у декомпозиції крайового вузла на декілька ізольованих підсистем. Це дозволяє провести дослідження та враховувати взаємодію між підсистеми. Використання методу діакоптики дає змогу розрахувати оптимальні параметри крайового вузла для забезпечення необхідних вимог до якості сервісу. Результати моделювання показують, що точність класичних методів СМО за середнього значення завантаженості та складної структури мережі становить 21 %, тоді як в аналогічних умовах в мережі з використанням методу діакоптики – 83%. Designing the photonic transport networks is the task of great complexity, because of variety traffic queues should be transmitted with different priorities. Task of dynamic supporting the different quality of service (QoS) requirements during transmission over optical channel is even more complex. The most significant aspect for effective transport network designing from economic point of view is the network parameters optimization. In general, the methods and models for quality parameters estimation, developed in teletraffic theory are useful for packet networks as well. However, the complexity of photonic transport network and tremendous traffic intensity sufficiently decrease the performance of existing estimation methods. Therefore, developing the new methods for (QoS) parameters estimation is an actual task for modern photonic transport networks. The most interesting research object in photonic transport networks is edge node, which is responsible for traffic aggregation from different access networks such passive optical networks, regional ring networks and wireless access networks (GSM, UMTS, LTE). During traffic aggregation the multiple queues with different priorities and QoS requirements must be processed in edge node. This paper considers the queuing system with three types of service: voice over IP (VoIP), IPTV and data over IP (DoIP). Theoretical simulation for edge node of photonic transport network was provided by using mathematical fundamentals of queuing theory. Simulation is simplified by total queue decomposition onto several independent single channel queues system M/G/1. These queues processed separately and simultaneously. Thus, for edge node analyzing the prioritized M/G/1 with non-uniform packets income is used as basic queue model. However, using this model is very difficult for complex structures with ring topology. Therefore, the diakoptic method proposed for analysis of photonic transport networks. This method assumes tensor representation of analyzed network parameters. By using diakoptic method the edge node divides onto several subsystems, which must be completely isolated from each other. It is necessary to avoid any connectedness between these subsystems in order to eliminate influences between separated subsystems. This approach allows analyzing of each subsystem independently. During the analysis of each subsystem all interconnected loops inside are eliminated. Thus, no connections are left between analyzed subsystem and others subsystems, from which it is possible to determine interrelation between them. Namely, it assumes that separated branches are not belonging to any basic subsystem. Since these branches cannot be neglected, they affiliated to additional subsystem, which are created for them. After that, each subsystem analyzed independently by creating and solving the system of equation called – circle of intersections. Proposed method assembly separated procedures in proper sequence for analyzing the photonic transport network with complex structure. Diakoptic allows simplifying the complex network analysis, by separate calculation for elementary branches. Simulation results prove the advantage of diakoptic method. Precision of diakoptic method for average traffic intensity and complex network structure is 83 %, while for classic queues models precision is just 21% for similar network conditions.Item Модель акустооптичного комутатора для повністю оптичних телекомунікаційних систем(Видавництво Львівської політехніки, 2013) Стрихалюк, Б. М.; Кайдан, М. В.; Максимюк, Т. А.; Пашкевич, В. З.Optical communication using semiconductor lasers as sources and optical fiber as the transmission medium is the only solution to handle the massive growth of network traffic. A single strand of fiber offers a bandwidth of 25 000 GHz, and a cable containing about 1000 optical fibers can carry six billion simultaneous full-screen videophone conversations – one for every person on earth. To utilize the potential bandwidth available on these optical fibers, other components of the optical network system have to be developed, ranging from detectors to multiplexers, buffers and switches. This paper addresses to acoustooptical technique, which could applied to switching optical signals. In general, a switch is concerned with the routing of message information in response to supervisory control signals. The message information could be large blocks of multiplexed traffic in the optical core network or a large number of lower bit channels delivered to the users in the optical access network. However, the application of an optical switch may not just be limited to the communication networks but also will incorporated in the communication cores of a large multi-processor computer where the data rates may exceed 100 Gbit/s. With new schemes being experimented for secure communication and for computing using quantum phenomena, new architecture will be required for switches that do not interrupt the phase information of the quantum packets. The mathematical model of optical cross-connect switch (OXC) have been presented. Given model, represent the input data stream as a matrix, each rows of which represents the incoming data stream in the form of a matrix whose rows correspond DWDM channels, and columns – wavelengths, respectively. The method of optical switching without blocking in the node, based on the binary switching matrix for all switching elements have presented. The advantage of our model is the simplicity of matrix computations based on Boolean algebra methods, which is not strongly dependent on the number of elements in the matrix and able to scale switching node switching algorithm without cumbersome calculations. We propose the model of optical switch based on acousto-optic cell. Unlike previous implementations, it is able for two-dimensional signals switching, by using mutually orthogonal acousto-optical cells. Thus, the proposed structure of the switching node is fully connected, and allows to switching information signal with an arbitrary carrier frequency from any input channel to any output channel, with the possibility of wavelength conversion. Furthermore, we design an improved model of wavelength adjustment device. The novelty of the proposed device lies in using a single converter, instead of wavelength converters array. Our device based on the four-wave mixing effect and adaptable for any combination of input/output wavelengths by the reference signal generator Implementation of this device allows will improve the scalability of optical transport network structure. Запропоновано математичну модель оптичного комутаційного вузла на прикладі крос-комутатора, яка зображає вхідний інформаційний потік у вигляді матриці, рядки якої відповідають DWDM каналам, а стовпці – довжинам хвиль, відповідно. Запропоновано спосіб забезпечення оптичної комутації без блокування у вузлі на основі формування бінарних матриць переходів для всіх комутаційних елементів. Представлена структурна схема оптичного комутатора на основі акустооптичної комірки. На відміну від попередніх реалізацій, цей комутатор дозволяє комутувати сигнал у двох площинах за рахунок використання двох взаємно ортогональних акустооптичних комірок. Запропоновано удосконалену модель пристрою узгодження довжин хвиль, яка працює на основі ефекту чотирихвилевого змішування. Ця модель є адаптивною для будь-якої комбінації вхідних/вихідних довжин хвиль, за рахунок генератора опорного сигналу, керованого контролером.Item Підвищення ефективності використання частотно-часових ресурсів в мережах GSM(Видавництво Львівської політехніки, 2013) Климаш, М. М.; Максимюк, Т. А.; Шеремета, М. Я.; Козловський, Р. З.This article introduces the methods and techniques for improving of the spectral resources utilization effectiveness for GSM mobile network. We suggest the combined use of orthogonal multiplexing and dynamic frequency and channel allocation as an optimal solution for radio access network. Speech quality is an important measurement for the performance evaluation in a wireless mobile communication system since voice is still the most used service. The speech quality evaluation considered in this paper for GSM system employing narrowband and wideband AMR codecs with Orthogonal Sub Channel (OSC) technique. OSC feature proposes the way to double circuit switched capacity for GSM networks. It has introduced two new channel modes, namely Double Full-rate (DFR), and Double Half-rate (DHR), which have doubled capacity in comparison to legacy AMR channel modes. Many of the efforts in standardization are concentrated on studying hardware improvements lead by AMR DHR usage over AMR HR channel mode. Although AMR DFR has not brought hardware efficiency improvements over legacy channel modes, in this paper it is shown that speech quality is improved over AMR HR with the same blocking capacity. Therefore, it is a good solution for some interference-limited networks. Furthermore, we also investigate the speech quality of wideband AMR DFR codecs, which provides a substantial improvement when compared with narrowband AMR. As GSM uses the combination of frequency division multiple access and time division multiple access, the radio channel determines by the frequency slot and the timeslot. When a channel assignment needs to perform because of a newly initiated connection or handover, DFCA will evaluate all the possible channels and then choose the most suitable one in terms of CIR for the assignment. For this reason, an estimate of the CIR is determined for each available radio channel. The pairing of two users in the same radio channel is one of the most critical of all the aspects of radio resource management. The BSC can take advantage of the software-based pairing capability of DFCA to search for the best pair among several candidates. Although the BSC uses part of the DFCA algorithm for pairing, it is not necessary to synchronize BSS, as is usually the case when introducing DFCA. In standard mode, each GSM frequency channel can handle 8 or 16 users when using the FRand HR-channel mode. Accordingly, the application of OSC to FR and HR calls, the 16 and 32 persons can occupy one frequency channel by double-FR (DFR) and double-HR (DHR), respectively. To maintain QoS parameters, there were introduced the restrictions for a range of using orthogonal subchannel. With use of OSC technique, we propose to distribute the subscribers to three service quality classes. Simulation results confirm the effectiveness of proposed methods, in terms of calls lost probability. Проаналізовано методи та технології підвищення ефективності використання спектральних ресурсів мережі мобільного зв’язку GSM. Запропоновано сумісне застосовування ортогонального об’єднання каналів та динамічної перебудови частотно-часових ресурсів. Для збереження параметрів QoS введено обмеження за дальністю дії ортогонального об’єднання. У зоні дії OSC запропоновано розподіл абонентів лише на три класи за якістю надання сервісу. Результати моделювання підтверджують ефективність використання методів ущільнення зменшенням імовірності втрати викликів.Item Захист інформаційних систем від мережевих DDOS атак на основі марківської моделі поведінки ботнету(Видавництво Львівської політехніки, 2012) Сиротинський, О. І.; Беляєв, І. С.; Максимюк, Т. А.; Олексін, М. І.Запропоновано приховану марківську модель DDoS атаки, яка являє собою результат двох випадкових процесів і забезпечує можливість визначення характеру поведінки ботів у інформаційній мережі. Це дає змогу ефективно визначати вразливі місця за рахунок декомпозиції мережі на окремі частини, що є необхідним для визначення найменш захищених її ланок. Модель дозволяє враховувати розміри, топологію та протоколи маршрутизації досліджуваної мережі. На основі цієї моделі розроблено алгоритм відбиття атаки шляхом аналізу вхідного трафіку при появі аномальних властивостей в мережі. The paper presents a hidden Markov model of network DDoS attack, which represents a result of two random processes. The advantage of the proposed model is a possibility of determination of bots behaviour in the information network. Such determination allows us to effectively identify weak spots by decomposition of the network into separated parts. Besides, this model allows considering additional factors, such as size, topology, and network routing protocols in the analized network. Designed algorithm, which is based on this model, repels attacks by analyzing incoming traffic during appearance of anomalous properties in the network.Item Метод синтезу OFDM сигналу з оптимальною частотно-часовою локалізацією(Видавництво Львівської політехніки, 2012) Максимюк, Т. А.Проаналізовано властивості локалізації енергії сигналу в частотно-часовій області для прямокутної віконної функції. Розроблено методику просторового аналізу властивостей локалізації віконних функцій у частотно-часовій площині. Запропоновано метод синтезу просторово локалізованого OFDM сигналу на основі вибору віконних функцій за критеріями компактності та ортогональності. Проведено порівняльний аналіз показників ефективності системи LTE. Доведено перевагу локалізованих сигналів як за завадозахищеністю, так і за спектральною ефективністю. In this paper we have analysed the properties of energy localization in time-frequency plane for rectangular pulse shape. The technique of space analysis of time-frequency localization (TFL) properties for pulse shapes was designed. We provide the method of OFDM signal synthesis with proper TFL based on criterias of compactness and orthogonality. The comparative analysis of LTE system efficiency indexes for rectangular and compact pulses was conducted. The advantage of interference immunity and spectral effectiveness for compact signals was proved.Item Дослідження частотної ефективності вузькосмугових модуляцій(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Пелішок, В. О.; Максимюк, Т. А.Вузькосмугові модуляції широко використовували на початкових етапах розвитку радіосистем. Потім здебільшого почали використовувати широкосмугові модуляції. Але останнім часом знову набули застосування модифікації вузькосмугових модуляцій – модуляції з багатьма несучими частотами. Саме такі модуляції, зокрема OFDM, використовують у наземних системах адіозв’язку за наявності багатопроменевого поширення. Тому інтерес становить дослідження частотної ефективності вузькосмугових модуляцій з однією та багатьма несучими. Narrow-band modulations were vide used on the first stages of radiosystems development. Then wide-band modulations began to be used in many cases. But modifications of narrow-band modulations have purchased application recently again – modulations with many carryings frequencies. Exactly such modulations, in particular FDM, are used in terestial radiosystems at presence of multibeam distribution. That`s why there is an interest of the research of frequency efficiency of narrow-band modulations with one or many carryes.