Розробка імітаційної моделі мобільної радіомережі спеціального призначення з можливістю до самоорганізації

The object of research is the military radio communication system. Effective operation of routing protocols is possible only if there is reliable information about the network topology for each of the network nodes. Construction of special purpose radio networks with the possibility of self-organization is possible only in the presence of adequate and reliable models of their work in different applications and the impact nature. It necessitates the development of new and adequate algorithms (methods, techniques) for modeling routing algorithms in special purpose radio networks with the possibility of self-organization. This work solves the problem of developing a simulation model of a mobile radio network for special purposes with the possibility of self-organization. In the course of the research, the authors used the main provisions of the queuing theory, the theory of automation, the theory of complex technical systems and general scientific methods of cognition, namely analysis and synthesis. This simulation model was developed to assess the effectiveness and adequacy of the developed scientific and methodological apparatus for routing management in special purpose radio networks with the possibility of self-organization. The research results will be useful in: ‒ development of new routing algorithms; ‒ substantiation of recommendations for improving the efficiency of the route selection process in networks with the possibility of self-organization; ‒ analysis of the electronic situation during hostilities (operations); ‒ while creating promising technologies to increase the efficiency of mobile radio networks; ‒ assessment of adequacy, reliability, sensitivity of routing algorithms; ‒ development of new and improvement of existing simulation routing models. Areas of further research will focus on the development of a methodology for the operational management of interference protection of intelligent military radio communication systems.Объектом исследования является система военной радиосвязи. Эффективная работа протоколов маршрутизации возможна только при наличии достоверной информации о топологии сети для каждого из узлов сети. Построение радиосетей специального назначения, с возможностью к самоорганизации, возможна только при наличии адекватных и достоверных моделей их работы в различных вариантах применения и характера воздействия. Это обусловливает необходимость разработки новых и адекватных алгоритмов (методов, методик) моделирования алгоритмов маршрутизации в сетях радиосвязи специального назначения с возможностью к самоорганизации. В данной работе решена задача разработка имитационной модели мобильной радиосети специального назначения с возможностью к самоорганизации. В ходе проведенного исследования авторами работы были использованы основные положения теории массового обслуживания, теории автоматизации, теории сложных технических систем, а также общенаучные методы познания, а именно анализа и синтеза. Указанная имитационная модель была разработана для оценки эффективности и адекватности разработанного научно-методического аппарата управления маршрутизацией в радиосетях специального назначения, с возможностью к самоорганизации. Результаты исследования будут полезны при: ‒ разработке новых алгоритмов маршрутизации; ‒ обосновании рекомендаций по повышению эффективности процесса выбора маршрута в сетях с возможностью к самоорганизации; ‒ анализе радиоэлектронной обстановки в ходе ведения боевых действий (операций); ‒ при создании перспективных технологий повышения эффективности мобильных радиосетей; ‒ оценке адекватности, достоверности, чувствительности алгоритмов маршрутизации; ‒ разработке новых и совершенствовании существующих имитационных моделей маршрутизации. Направления дальнейших исследований будут направлены на разработку методологии оперативного управления средствами помехозащищённости интеллектуальных систем военной радиосвязи.Об'єктом дослідження є система військового радіозв’язку. Ефективна робота протоколів маршрутизації можлива лише за умови наявності достовірної інформації про топологію мережі для кожного з вузлів мережі. Побудова радіомереж спеціального призначення, з можливістю до самоорганізації, можлива тільки за наявності адекватних та достовірних моделей їх роботи в різних варіантах застосування та характеру впливу. Це обумовлює необхідність розробки нових та адекватних алгоритмів (методів, методик) моделювання алгоритмів маршрутизації в мережах радіозв’язку спеціального призначення з можливістю до самоорганізації. У даній роботі вирішено завдання розробки імітаційної моделі мобільної радіомережі спеціального призначення з можливістю до самоорганізації. В ході проведеного дослідження авторами роботи були використані основні положення теорії масового обслуговування, теорії автоматизації, теорії складних технічних систем, а також загальнонаукові методи пізнання, а саме аналізу та синтезу. Зазначена імітаційна модель була розроблена для оцінки ефективності та адекватності розробленого науково-методичного апарату управління маршрутизацією в радіомережах спеціального призначення, з можливістю до самоорганізації. Результати дослідження стануть у нагоді при: – розробці нових алгоритмів маршрутизації; – обґрунтуванні рекомендацій щодо підвищення ефективності процесу вибору маршруту в мережах з можливістю до самоорганізації; – аналізі радіоелектронної обстановки в ході ведення бойових дій (операцій); – при створенні перспективних технологій підвищення ефективності мобільних радіомереж; – оцінці адекватності, достовірності, чутливості алгоритмів маршрутизації; – розробці нових та удосконаленні існуючих імітаційних моделей маршрутизації. Напрямки подальших досліджень будуть спрямовані на розробку методології оперативного управління засобами завадозахисту інтелектуальних систем військового радіозв’язку

Розробка методики адаптивного управління параметрами військових радіомереж

A method of adaptive control of military radio network parameters has been developed. This method allows predicting suppressed frequencies by electronic warfare devices, determining the topology of the military radio network. Also, this method allows determining rational routes of information transmission and operating mode of radio communications. Forecasting of the electronic environment is characterized by recirculation of input data for one count, resampling on a logarithmic time scale, finding a forecast for the maximum value of entropy and resampling the forecast on the exponential time scale. The developed method allows choosing a rational network topology. The choice of topology of the military radio communication system is based on the method of ant multi-colony system. The main idea of the new option of ant colony optimization is that instead of one colony of the traditional ant algorithm several colonies are used that work together in a common search space. However, this procedure additionally takes into account the type of a priori uncertainty and the evaporation coefficient of the pheromone level. The proposed method allows choosing a rational route for information transmission. The proposed procedure is based on an improved DSR algorithm. This method uses several operating modes of radio communications, namely the technology of multi-antenna systems with noise-like signals, with pseudo-random adjustment of the operating frequency and with orthogonal frequency multiplexing. The developed method provides a gain of 10‒16 % compared to conventional management approachesРазработана методика адаптивного управления параметрами военных радиосетей. Указанная методика позволяет провести прогнозирования подавленных частот средствами радиоэлектронной борьбы, определить топологию сети военного радиосвязи. Также указанная методика позволяет определить рациональные маршруты передачи информации и режим работы средств радиосвязи Прогнозирование радиоэлектронной обстановки отличается: рециркуляцией входных данных на один отсчет; передискретизацией в логарифмическом масштабе времени; нахождением прогноза для максимального значения энтропии и передискретизацией прогнозирования в експотенциальном масштабе времени. Разработанная методика позволяет выбрать рациональную топологию сети. В основу выбора топологии системы военного радиосвязи положен метод мультиколониальной муравьиной системы. Основная же идея нового варианта оптимизации по принципу муравьиной колонии заключается в том, что вместо привычной для традиционного муравьиного алгоритма одной колонии теперь используется несколько, действующих совместно в общем пространстве поиска. Вместе с тем, указанная процедура дополнительно учитывает тип априорной неопределенности и коэффициент испарения уровня феромонов. Предложенная методика позволяет выбрать оптимальный маршрут передачи информации. В основу предложенной процедуры положен усовершенствованный алгоритм DSR. В указанной методике используется несколько режимов работы средств радиосвязи, а именно: технология многоантенных систем с шумоподобными сигналами, с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты и с ортогональным частотным мультиплексированием. Разработанная методика позволяет получить выигрыш в 10–16% по сравнению с классическими подходами к управлению.Розроблено методику адаптивного управління параметрами військових радіомереж. Зазначена методика дозволяє: провести прогнозування подавлених частот засобами радіоелектронної боротьби, визначити топологію мережі військового радіозв’язку. Також зазначена методика дозволяє визначити раціональний маршрути передачі інформації та режим роботи засобів радіозв’язку Прогнозування радіоелектронної обстановки відрізняється: рециркуляцією вхідних даних на один відлік; передискретизацією в логарифмічному масштабі часу; знаходженням прогнозу для максимального значення ентропії та передискретизацією прогнозування в експотенційному масштабі часу. Розроблена методика дозволяє обрати раціональну топології мережі. В основу вибору топології системи військового радіозв’язку покладено метод мультиколоніальної мурашиної системи. Основна ж ідея нового варіанту оптимізації за принципом мурашиної колонії полягає в тому, що замість звичної для традиційного мурашиного алгоритму однієї колонії тепер використовується кілька, що діють спільно в загальному просторі пошуку. Разом з тим, зазначена процедура додатково враховує тип апріорної невизначеності та коефіцієнт випаровування рівня феромонів. Запропонована методика дозволяє обрати раціональний маршрут передачі інформації. В основу запропонованої процедури покладено удосконалений алгоритм DSR. В зазначеній методиці використовується декілька режимів роботи засобів радіозв’язку, а саме: технологія багатоантенних систем з шумоподібними сигналами, з псевдовипадковою перестройкою робочої частоти та з ортогональним частотним мультиплексуванням. Розроблена методика дозволяє отримати виграш у 10‒16 % у порівнянні з класичними підходами до управління

Development of A Method of Adaptive Control of Military Radio Network Parameters

A method of adaptive control of military radio network parameters has been developed. This method allows predicting suppressed frequencies by electronic warfare devices, determining the topology of the military radio network. Also, this method allows determining rational routes of information transmission and operating mode of radio communications. Forecasting of the electronic environment is characterized by recirculation of input data for one count, resampling on a logarithmic time scale, finding a forecast for the maximum value of entropy and resampling the forecast on the exponential time scale. The developed method allows choosing a rational network topology. The choice of topology of the military radio communication system is based on the method of ant multi-colony system. The main idea of the new option of ant colony optimization is that instead of one colony of the traditional ant algorithm several colonies are used that work together in a common search space. However, this procedure additionally takes into account the type of a priori uncertainty and the evaporation coefficient of the pheromone level. The proposed method allows choosing a rational route for information transmission. The proposed procedure is based on an improved DSR algorithm. This method uses several operating modes of radio communications, namely the technology of multi-antenna systems with noise-like signals, with pseudo-random adjustment of the operating frequency and with orthogonal frequency multiplexing. The developed method provides a gain of 10‒16 % compared to conventional management approache