DSpace Community:https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/389032024-03-28T17:18:55Z2024-03-28T17:18:55ZМетоди та засоби комп’ютерної обробки інформації в адаптивних супутникових надпровідних гравіметрахНаливайчук, Микола Васильовичhttps://er.nau.edu.ua/handle/NAU/497572021-04-15T11:03:29Z2021-01-01T00:00:00ZTitle: Методи та засоби комп’ютерної обробки інформації в адаптивних супутникових надпровідних гравіметрах
Authors: Наливайчук, Микола Васильович
Abstract: Дисертація присвячена вирішенню науково-практичної задачі, що полягає в створенні перспективних приладів для вимірювання гравітаційних збурень використовуючи нові підходи до побудови чутливого елемента, а саме використання явища магнітної левітації кільця, що перебуває в стані надпровідності.
В роботі обґрунтовані методи побудови таких приладів з перспективою використання на малих супутниках, придатних отримувати оперативну інформації щодо гравітаційного поля.
Розроблено математичні моделі динаміки та стійкості керованого надпровідного підвісу.
Побудовано чисельні алгоритми оцінювання величини гравітаційного збурення, що впливає на левітаційне пробне тіло.
18
Обґрунтовано технологію створення супутникового гравіметра на основі високотемпературних надпровідних наноплівок.
Запропоновано методику використання надровідного гравіметра для дослідження та визначення покладів корисних копалин.
Ключові слова: гравіметер, кріогенно-оптичний сенсор, керування, моделювання, чутливий елемент, адаптивна фільтрація, нейронна мережа.; Thesis for a Candidate of Science Degree in Specialty 05.13.05 - Computer Systems and Components. - National Aviation University, MES of Ukraine, Kyiv, 2021.
The dissertation is devoted to the solution of scientific and practical problem, which consists in creation of perspective devices for measurement of gravitational perturbations using new approaches to construction of a sensitive element, namely use of the phenomenon of magnetic levitation of a ring which is in a state of superconductivity.
The paper substantiates the methods of construction of such devices with the prospect of use on small satellites, suitable for obtaining operational information on the gravitational field.
Mathematical models of dynamics and stability of the controlled superconducting suspension are developed.
Numerical algorithms for estimating the magnitude of gravitational perturbation affecting the levitation test body are constructed.
The technology of creating a satellite gravimeter based on high-temperature superconducting nanofilms is substantiated.
A method of using a supernatural gravimeter for research and determination of mineral deposits is proposed.
Key words: gravimeter, cryogenic-optical sensor, control, simulation, sensing element, adaptive filtering, neural network.2021-01-01T00:00:00ZДослідження та розроблення методики оцінювання ефективності передавання аудіовізуальної інформації засобами безпроводових мереж стандарту ieee 802.11Інь, ЧенлянYin, Chenlianghttps://er.nau.edu.ua/handle/NAU/446082021-04-15T07:42:21Z2020-10-01T00:00:00ZTitle: Дослідження та розроблення методики оцінювання ефективності передавання аудіовізуальної інформації засобами безпроводових мереж стандарту ieee 802.11
Authors: Інь, Ченлян; Yin, Chenliang
Abstract: Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуального науковотехнічного завдання – удосконаленню методів прогнозування експлуатаційних параметрів безпроводових комп’ютерних мереж стандарту IEEE 802.11.
Проаналізовано основні принципи функціонування безпроводових мереж IEEE 802.11a/g/n/ac, що функціонують частотних діапазонах 2,4 та 5 ГГц. З’ясовано причини обмеження рівня експлуатаційних параметрів таких мереж. Проаналізовано недоліки методик оцінювання експлуатаційних характеристик безпроводових мереж стандарту IEEE 802.11 із застосуванням концепції часового слота.
В роботі запропоновано удосконалену математичну модель процесу передавання інформаційних потоків безпроводової мережею IEEE 802.11 у режимі конкурентного доступу. Для прогнозування експлуатаційних характеристик запропоновано метод, що ґрунтується на удосконаленій математичній моделі. Для оцінювання ефективності використання ресурсів безпроводових мереж стандарту IEEE 802.11 запропоновано метод із застосуванням коефіцієнта корисного навантаження..
Теоретично та експериментально доведено ефективність запропонованих методів. Результати теоретичних і експериментальних досліджень впроваджені в навчальний процес.; The dissertation is devoted to the solution of the actual scientific and technical problem - improvement of methods of forecasting of operational parameters of wireless computer networks of IEEE 802.11 standard.
The basic principles of IEEE 802.11a /g /n / ac wireless networks operating in the 2.4 and 5 GHz frequency bands are analyzed. The reasons for limiting the operational parameters of such networks have been clarified. The shortcomings of the methods for evaluating the performance of IEEE 802.11 wireless networks based on the time slot concept are analyzed.
The paper presents an improved mathematical model of the process of transmitting information streams via IEEE 802.11 wireless network in competitive access mode. An advanced mathematical model was developed based on the concept of a virtual contention window. This concept was proposed to determine the limit values of operational parameters in networks with saturated load of active stations. The basic idea behind the concept is that in saturated mode, when each station constantly tries to access a channel to transmit a data frame, the process of operating a wireless channel can be considered as a quasi-stationary random process. Due to this concept it possible to obtain functional dependencies for both a single station and the wireless network segment as a whole. The process of occurrence of collisions is investigated and calculated ratios for quasi-stationary regime are obtained. It is justified that, due to conflicts, the number of stations competing for radio access is less than the total number of active stations in the network. It was proposed equations to determine, channel bandwidth, frame transmit delay, irregularity of delay (jitter), number of collisions occurring during virtual competitive window implementation, probability of successful transmission of data frame, probability of frame loss as a result of network transmission.
A method based on an improved mathematical model is proposed to predict performance of wireless network. Using this method, the performance characteristics of IEEE 802.11a / n networks with different number of active stations were investigated. Using this method, the performance characteristics of IEEE 802.11a / n networks with different number of active stations were investigated. The range of the stations number changing is from 2 to 14. The study was made for traffic whose data frames contain different payloads from 64 to 1500 bytes. The study was done for two types of TCP and UDP transport protocols. Two competitive network access modes are considered: unrivaled access mode and RTS and CTS frame mode. Compared to the channel bandwidth under ideal conditions in the event of collisions for UDP, bandwidth is reduced in RTS/CTS mode by 4.8% (frame load 1500 bytes) and 11.4% (frame load 64 bytes), and by 3% (1500) and 6.5% (64) for TCP.
To evaluate the effectiveness of IEEE 802.11 wireless network resources using, a method based on payload coefficient using is proposed. Network payload coefficient is the ratio of the rate of transmission of useful information to the system connection speed. This coefficient allows you to evaluate the efficiency of using the technological capabilities of the wireless network. Thus, according to the results of the conducted studies, under favorable conditions for the mode with the bandwidth of the wireless channel 40 MHz and the system speed of 150 Mbps, kkn(1500) = 0,366, and for the mode with the bandwidth of the wireless channel 20 MHz, 72 Mbps with kkn(1500) = 0.308. The brackets show the approximate amount of payload in a single data frame.
The effectiveness of the proposed methods is theoretically and experimentally proven. The results of theoretical and experimental studies are applied in the educational process.2020-10-01T00:00:00ZМетоди статистичної оптимізації обслуговування нестаціонарного трафіку в гетерогенних комп’ютерних мережахЛадигіна, Ольга АнатоліївнаLadygina, O.A.https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/446022021-04-15T07:50:05Z2020-10-01T00:00:00ZTitle: Методи статистичної оптимізації обслуговування нестаціонарного трафіку в гетерогенних комп’ютерних мережах
Authors: Ладигіна, Ольга Анатоліївна; Ladygina, O.A.
Abstract: Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності обслуговування нестаціонарного трафіку в гетерогенних комп’ютерних мережах за рахунок статистичної оптимізації обслуговування нестаціонарного трафіку з урахуванням існуючих обмежень та вдосконалення моделей нестаціонарного трафіка для підвищення їх адекватності реальним умовам.
Поставлені і розв’язані задачі побудови удосконалених моделей динаміки поліноміального і періодичного трафіка; розробки методів й алгоритмів статистичної оптимізації обслуговування трафіку в симплексних, дуплексних та в багатоканальних системах, в гетерогенних комп’ютерних мережах.; The objective of the dissertation is to increase the efficiency of nonstationary traffic service in heterogeneous computer networks by statistical optimization of non-stationary traffic service taking into account the existing limitations and improvement of non-stationary traffic models to increase their adequacy to real conditions.
The tasks to build the improved models of dynamics of polynomial and periodic traffic were set and solved; traffic periodicities on the background of obstacles were disclosed; the structures and parameters of traffic which has random periodic character were determined, that is the numbers and parameters of harmonics in the structure of unstable traffic were also determined; the methods and algorithms of statistical optimization of servicing traffic in simplex, duplex, many-server systems and heterogeneous computer networks were developed; mathematical models of the criteria of optimality of servicing traffic and limits for heterogeneous and computer networks were developed.
Every problem description presents grounding of the choice of necessary data, method of task solving and expected results. The statistical data of the direct measuring of traffic in heterogeneous computer networks are used as incoming data and the results of the observations of their operation.
The grounding of the influence of the choice of number of quantization levels on the accuracy indicators in constructing models by quantization method, Markov approximation and model improvement parameters was presented. The dependence of optimality criteria on random parameters, the choice of method for optimization and search for optimal solving were given. The analysis of dependences of optimal decision on the parameters of functioning of manyserver system of servicing traffic was also offered.
The task of verification of the improved models of polynomial unstable traffic and the structure and parameters of multi-component periodic traffic on the background of obstacle was solved.2020-10-01T00:00:00ZМетоди побудови автономних комп’ютерних сегментів аеровузлової мережіВодоп'янов, Сергій В’ячеславовичhttps://er.nau.edu.ua/handle/NAU/374022019-05-24T08:29:16Z2018-12-01T00:00:00ZTitle: Методи побудови автономних комп’ютерних сегментів аеровузлової мережі
Authors: Водоп'янов, Сергій В’ячеславович
Abstract: У дисертаційній роботі розроблено методи побудови автономних сегментів інформаційно-обчислювальної системи реального часу для роботи в умовах критичного застосування, значних коливань навантаження та виникнення екстремальних ситуацій в аеровузлових мережах складеного типу з високим степенем гетерогенності. Розроблено математичну модель бортової локальної мережі з мобільними вузлами та спорадичною зміною структури, коли одні вузли виходять з зони дії мережі, нові вузли з’являються. Виведено розрахункові формули для середнього часу очікування заявок у пам'яті, середньої довжини черги тощо для змішаного – еластичного та нееластичного трафіку. Розраховані можливі розміри черг у буферній пам'яті мережних вузлів за наявністю заявок (сигнальних пакетів) з необмеженим часом очікування та заявок з обмеженим часом очікування у чергах. За результатами розрахунків можна обирати максимально можливий коефіцієнт використання мережі, при якому зростання черги у буферній пам'яті є припустимим.
Запропоновані структури сегментів аеровузлової мережі і локальних обчислювальних мереж для систем критичного застосування, які можуть служити в основі побудови інформаційно-обчислювальної підсистеми АС ОрПР, тобто розгалуженої аеровузлової мережі з автономними супутниковими та авіаційними бортовими мережними сегментами.
Description: ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ
ВСТУП
РОЗДІЛ 1 АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД І ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧІ ДОСЛІДЖЕННЯ
1.1 Терміни та визначення
1.2 Перспективи вдосконалення національної системи
організації повітряного руху
1.3 Сучасний стан та перспективи розвитку авіаційних
управляючих та інформаційно-обчислювальних систем
1.4 Стан проблеми побудови автономних мережних сегментів для
перспективних інформаційно-обчислювальних систем авіації
Висновки до розділу 1
РОЗДІЛ 2 МОДЕЛЬ ІЄРАРХІЧНОЇ БАГАТОРІВНЕВОЇ
СТРУКТУРИ АЕРОВУЗЛОВОЇ МЕРЕЖІ
2.1 Принципи побудови та функціонування сучасної
інформаційно-обчислювальної мережі аеровузла
2.2 Ключові показники управління якістю сервісу в
інформаційно-обчислювальній мережі аеровузла
2.3 Кореляційно-регресійна модель системи ключових
показників ефективності ієрархічної мережі аеровузла
Висновки до розділу 2
РОЗДІЛ 3 МЕТОДИ ОЦІНЮВАННЯ ТА
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ АВТОНОМНИХ
СЕГМЕНТІВ АЕРОВУЗЛОВОЇ МЕРЕЖІ
3.1 Специфіка авіаційних бортових комп'ютерних мереж
3.2 Технологія взаємодії мобільних мережних вузлів
3.3 Розробка моделі та методу забезпечення якості
сервісу в мережі з мобільними вузлами
3.4 Моделі й метод оцінювання характеристик та управління автономними сегментами інформаційно-керуючої системи крупного аеровузла
Висновки до розділу 3
РОЗДІЛ 4 РЕКОМЕНДАЦІЇ З ВИБОРУ СТРУКТУРИ
ТА ПАРАМЕТРІВ АЕРОВУЗЛОВОЇ
ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ
4.1 Загальні вимоги до аеровузлової мережі
4.2 Аналіз методів обміну різнорідним та
різнопріоритетним мережним трафіком
4.3 Розробка методу діагностування автономних
сегментів аеровузлової мережі
4.4 Вибір та обґрунтування варіантів побудови
аеровузлової мережі
Висновки до розділу 4
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ДОДАТОК А .АКТИ ПРО ВПРОВАДЖЕННЯ
РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ
ДОДАТОК Б. СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗДОБУВАЧА
ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ ТА ВІДОМОСТІ
ПРО АПРОБАЦІЮ РЕЗУЛЬТАТІВ ДИСЕРТАЦІЇ2018-12-01T00:00:00Z