ЛАБОРАТОРИЯ № 10

Лаборатория теории коммуникационных сетей

Заведующий лабораторией - д.ф.-м.н. Полесский Валерий Петрович

Тел.: (095) 299-50-02; E-mail: poles@iitp.ru

Ведущие ученые лаборатории:

д.т.н.

Кузнецов А. В.

к.т.н.

Михайлов В. А.

д.т.н.

Левшин И. П.

к.т.н.

Орлов И. А.

д.т.н.

Цыбаков Б. С.

к.т.н.

Поляков В. Г.

к.ф.-м.н.

Белоцерковский Д. Л.

к.ф.-м.н.

Рубинов А. Р.

к.ф.-м.н.

Введенская Н. Д.

к.т.н.

Федорцов С.П.

к.т.н.

Лиханов Н. Б.

   

 

Направления исследований:

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Ожидается, что в SDMA (множественный доступ с кодовым разделением) мобильных сетей связи третьего поколения, которые будут способны передавать не только речь, а также данные и файлы, трафик будет иметь медленно убывающие зависимости. Для такого трафика важно найти следующие характеристики: вероятность периода высокой нагрузки, вероятность запредельного трафика, вероятность пересечения заданного уровня трафика и среднюю длину интервала высокой нагрузки. Эти характеристики могут быть выражены через многомерные распределения вероятностей трафика. Б. С. Цыбаков предложил метод отыскания многомерного распределения вероятностей одной модели трафика с медленно убывающей зависимостью. Этот метод позволяет найти указанные характеристики. Им показано, что вероятность пересечения заданного уровня трафика зависит только от средней длины сообщения. Кроме того, эта вероятность у трафика с зависимыми значениями ниже чем у трафика с независимыми значениями. Показано также, что между средней длиной интервала высокой нагрузки и средней длиной сообщения имеется линейная зависимость. Эти и другие связанные с ними результаты были оформлены в виде статьи и будут опубликованы в международном журнале "Mobile Networks and Applications" (издательство "Baltzer Science Publishers") в 2001 году.

Фрактальная модель трафика является одним из многообещающих подходов к описанию перегрузок в современных сетях передачи данных. С практической точки зрения, важными являются задачи оценки параметров фрактального трафика и оценки характеристик сети передачи данных с фрактальным трафиком. С этой целью Н. Б. Лихановым была предложена математическая модель трафика, охватывающая широкий спектр процессов и получены результаты, дающие возможность оценить нагрузку на сетевой маршрутизатор в терминах вероятности потерь пакетов.

Н. Д. Введенская продолжила исследования больших систем обслуживания с динамической маршрутизацией; где используются асимптотические методы, когда число обслуживающих приборов стремится к бесконечности. Рассматриваются сети типа быстрых сетей Джексона. В этих моделях узлы (сети Джексона) состоят из большого числа приборов. Заявка выбирает прибор с кратчайшей очередью из числа предварительно случайно выбранных приборов (эти приборы могут принадлежать разным узлам). Работа предельной модели описывается динамической системой. Рассматривается как экспоненциальное, так и не экспоненциальные распределения времени обслуживания. Была рассмотрена модификация стек-алгоритма массового обслуживания для случая, когда пакеты могут быть двух уровней приоритетности. Показано, что пропускная способность алгоритма может быть повышена, если пакеты высшего приоритета не вступают в конфликт с пакетами низшего приоритета.

Одним из основных направлений исследования структурной надежности современных сетей является поиск эффективно вычислимых оценок ее характеристик. В. П. Полесским были продолжены исследования по построению таких оценок. Была оценена вероятность связности случайных графов в классе случайных графов, у которых фиксированы первые две компоненты их ациклического спектра. Оценка вычисляется эффективно и может быть использована как оценка надежности сетей с небольшим числом ребер и двусвязной топологией.

Д. Л. Белоцерковским были проведены исследования, связанные с различными аспектами следующей теоретико-графовой задачи: сколь велико количество ребер в графе, в котором отсутствуют циклы, длиной не превосходящие k? Доказана теорема, утверждающая, что графы с числом вершин, не равным 11, 15, 30, и имеющие максимальное число ребер среди графов, в которых отсутствуют циклы, длиной не превосходящие 6, всегда содержат цикл длиной 7. Также доказаны некоторые другие свойства экстремальных графов с охватом произвольной длины. На полученном материале подготовлена статья "On some open problems of extremal graphs of high girth" для публикации в журнале "Graph theory". Также были продолжены исследования, связанные с задачей о минимальном числе ребер в двусвязных графах с ограничением на диаметр, на основании которых подготовлена к публикации в журнале "Discrete Mathematics" статья "The smallest number of edges in a 2-connected graph with specified diameter".

И. П. Левшиным исследовалась проблема гидоракустической связи. Показано, что данная проблема охватывает широкий спектр задач, которые характерны для гидродинамики, гидрологии, радиофизики, математического и имитационного моделирования и др. Разработан новый экспериментальный метод исследования статистики второго порядка при подводном распространении гидроакустических сигналов. Метод основан на использовании сигналов от источника подводного взрыва при зондировании океанической среды и метода нелинейного программирования для оптимальной оценки передаточной функции океана.

И. А. Орловым проведен анализ языков программирования и архитектурных особенностей O.C. Windows 95. Показано, что для реализации имитационных моделей гидроакустического канала передачи информации на компьютерах с O.C. типа Windows 95 целесообразно использовать Fortran Power Station ver. 40, Visual C++ ver. 6.0.

В. П. Полесским были проведены инициативные исследования, связанные с выявлением и анализом интеллектуальных средств, принимающих участие в реализации идей, лежащих в основе формализмов математики (см. [13] и сайт "Математика и интеллект" http://www.coordinata.ru, на котором представлена новая (неизвестная в психологии) модель интеллекта).

ГРАНТЫ:

ПУБЛИКАЦИИ в 2000 г.

  1. Цыбаков Б.С. Множественный доступ / Вероятность и математическая статистика. Энциклопедия. Под редакцией Ю. М. Прохорова. М.: Большая российская энциклопедия, 1999, с. 355-356.
  2. Цыбаков Б.С. Случайный множественный доступ / Вероятность и математическая статистика. Энциклопедия. Под редакцией Ю. В. Прохорова. М.: Большая российская энциклопедия, 1999, с. 605.
  3. Tsybakov B. and Georganas N.D. Overflow and losses in a network queue with self-similar input // Proc. 37th Annual Allerton Conference on Communication, Control and Computing, 1999, p. 1113-1121.
  4. Tsybakov B. and Georganas N.D. Overflow and losses in a network queue with a self-similar input // Queueing systems. V. 35. No. 1-4. P. 201-235.
  5. Tsybakov B.S. Communication network with self-similar traffic. – In: Numbers, Infornation and Complexity. Eds. I. Althoefer et al., Kluver Academic Publishers, 2000, p. 197-219.
  6. Likhanov N. Bounds on the buffer occupancy probability with self-similar input traffic. In: Self-similar network traffic and performance evaluation. Eds. K. Park and W. Willinger, Wiley, 2000, p. 193-214.
  7. Likhanov N. and Mazumdar R. Loss asymptotics in large buffers fed by heterogeneous long-tailed sources // J. Applied Probability. 2000. No. 37. P. 4.
  8. Likhanov N. and Mazumdar R. Cell loss asymptotics in large buffers fed by heterogeneous long-tailed sources. – In: Proc. Infocom 2000, p. 173-180.
  9. Agha K.A., Jacquet P., Vvedenskaya N.D. Analysis of a Priority Stach Random Access Protocol in W-CDMA Systems // INRIA Report N3922, 2000.
  10. Suhov Yu. M., Vvedenskya N.D. Fast Jackson-type networks with dynamic routing // Submitted to Annals of Applied Probability, 2000.
  11. Vvedenskaya N.D. Differential Equations arising in queueing theory // Submitted to Tr. of International Conference on Differential and Functional Equations, 2000.
  12. Полесский В.П. Нижняя оценка надежности сети с двусвязной структурой // Пробл. передачи информ. 2000. Т. 36. № 3. С. 55-64.
  13. Полесский В.П. Начальные понятия математики как средства моделирования мышлением простейших свойств форм // Новости искусственного интеллекта. 2000. № 1-2. С. 62-92.