ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2016, № 4 · РАДИОТЕХНИКА

Экспериментальные исследования реакции сети связи и эффектов перемаршрутизации информационных потоков в условиях динамического изменения сигнально-помеховой обстановки

С.И. Макаренко1, О.В. Афанасьев2, И.А. Баранов2, Д.В. Самофалов2

1 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
2 АО «Концерн «Созвездие»
Полный текст УДК 623.624.2 EDN WNAFEF

Аннотация

В статье представлены результаты экспериментального исследования влияния периодического изменения сигнально-помеховой обстановки на эффективность функционирования протоколов канального и сетевого уровней в системе связи. В качестве протокола сетевого уровня рассматривается протокол маршрутизации, а в качестве протокола канального уровня - протокол контроля соединения в Wi-Fi сети со случайным множественным доступом. Для имитации изменения сигнально-помеховой обстановки используется генератор преднамеренных помех импульсного типа с временными параметрами, согласованными с временными параметрами протоколов связи. Проведенное исследование показало, что изменение сигнально-помеховой обстановки существенно влияет на устойчивость сети связи, в которых имеются радиосегменты. Данное изменение ведет к изменению маршрутов в сети связи вследствие того, что помеха повреждает служебные пакеты, передающиеся по радиосегменту, что ведет к разрыву соединений в радиосегменте. При этом наиболее эффективной является периодическая помеха, длительность и период которой согласованы с длительностью и периодом отправки служебных пакетов в сети связи. Полученные экспериментальные результаты подтверждают ранее теоретически обоснованные эффекты снижения эффективности протоколов случайного множественного доступа и протоколов маршрутизации и могут быть использованы как для разработки новых видов помех, так и для обоснования новых способов помехозащиты сетей связи. Results of experimental study of the influence of periodic change of the interference intensity on the channel efficiency and network protocols are presented in the paper. Routing protocols are considered as network layer protocols. The protocol of control connection of the communication network with random multiple access is considered as Protocol link layer. The intensity of the interference pulse type is consistent with the temporal parameters of routing protocol. The results show that the intensity of the interference greatly affects routing in network in which there are radio segments. Interference affecting leads to changing of routes in the network. This effect arises from the fact that the disturbance impairs the transfer packets transmitted in the radio segment, which leads to the breakdown of compounds in them. Periodic disturbance, the duration and period of which is coordinated with the duration and period of the send of the routing packets is the most complex for network. Experimental results confirm the effects of reducing the effectiveness of the protocols in random multiple access and routing protocols that have been theoretically justified earlier. These results can be used to develop new types of interference, and to explain new ways of anti-jamming communication networks.

  • маршрутизация
  • система связи
  • сеть связи
  • помеха
  • сигнально-помеховая обстановка

Для цитирования

Макаренко С.И., Афанасьев О.В., Баранов И.А., Самофалов Д.В. Экспериментальные исследования реакции сети связи и эффектов перемаршрутизации информационных потоков в условиях динамического изменения сигнально-помеховой обстановки // Журнал радиоэлектроники. – 2016. – № 4.

Литература

  1. Макаренко С.И. Время сходимости протоколов маршрутизации при отказах в сети // Системы управления, связи и безопасности. 2015. № 2. С. 45-98. - URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2015-02/03-Makarenko.pdf
  2. Макаренко С.И., Михайлов Р.Л., Новиков Е.А. Исследование канальных и сетевых параметров канала связи в условиях динамически изменяющейся сигнально-помеховой обстановки // Журнал радиоэлектроники. [электронный журнал] 2014. № 10. С. 2. URL: http://jre.cplire.ru/jre/oct14/3/text.pdf
  3. Макаренко С.И., Михайлов Р.Л. Модель функционирования маршрутизатора в сети в условиях ограниченной надежности каналов связи // Инфокоммуникационные технологии. 2014. Т. 12. № 2. С. 44-49.
  4. Макаренко С.И., Рюмшин К.Ю., Михайлов Р.Л. Модель функционирования объекта сети связи в условиях ограниченной надежности каналов связи // Информационные системы и технологии. 2014. № 6 (86). С. 139-147.
  5. Макаренко С.И., Михайлов Р.Л. Адаптация параметров сигнализации в протоколе маршрутизации с установлением соединений при воздействии на сеть дестабилизирующих факторов // Системы управления, связи и безопасности. 2015. № 1. С. 98-126. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2015-01/07-Makarenko.pdf
  6. Новиков С.Н. Классификация методов маршрутизации в мультисервисных сетях связи // Вестник СибГУТИ. 2013. № 1. С. 57-67.
  7. Макаренко С.И. Оценка качества обслуживания пакетной радиосети в нестационарном режиме в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2012. № 6. С. 2. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun12/9/text.pdf
  8. Макаренко С.И. Подавление пакетных радиосетей со случайным множественным доступом за счет дестабилизации их состояния // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2011. № 9. С. 2. - URL: http://jre.cplire.ru/jre/sep11/4/text.pdf
  9. Перегудов М.А., Бойко А.А. Модель процедуры случайного множественного доступа к среде типа S-Aloha // Информационно-управляющие системы. 2014. № 6. С. 75-81.
  10. Вавилов В.А., Назаров А.А. Исследование устойчивых сетей множественного доступа с источником повторных вызовов, функционирующим в случайной среде // Вычислительные технологии. 2008. Т. 13. № 5. С. 14-18.
  11. Вишневский В.М., Ляхов А.И. Оценка производительности беспроводной сети в условиях помех // Автоматика и телемеханика. 2000. № 12. С. 87-103.
  12. Елесин М.Е., Ходаревский Д.Н. Аналитическая модель влияния вероятности ошибки в радиоканале на характеристики пакетной передачи сети беспроводного доступа // Актуальные проблемы развития технологических систем государственной охраны, специальной связи и специального информационного обеспечения: VIII Всероссийская межведомственная научная конференция: материалы и доклады (Орёл, 13-14 февраля 2013 г.). - Орёл: Академия ФСО России, 2013. С. 36-40.
  13. Ковальков Д.А. Динамический анализ радиоканала случайного доступа системы связи с расширением спектра и ретрансляцией сигналов // Инфокоммуникационные технологии. 2009. Т. 7. № 1. С. 23-29.
  14. Осипов Д.С. Система множественного доступа, использующая некогерентный пороговый прием, частотно-позиционное кодирование и динамически выделяемый диапазон частот, в условиях подавления полезного сигнала // Информационно-управляющие системы. 2010. № 6. С. 28-32.
  15. Спирина Е.А. Оптимизация распределения информации в фиксированных сетях широкополосного радиодоступа с учётом внутрисистемных помех // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2015. № 9. - URL: http://jre.cplire.ru/jre/sep15/5/text.pdf
  16. Чакрян В.Р. Многомерные стохастические и имитационные модели телетрафика и каналов передачи данных в условиях помех. Дис. … канд. техн. наук: 05.13.18 / Чакрян Вячеслав Робертович - Ростов-на-Дону, 2009. - 157 с.
  17. Шабалин Е.А. Управление информационными потоками сетей радиосвязи в условиях радиоэлектронного противодействия. Автореферат дис. … канд. техн. наук: 05.13.01 / Шабалин Евгений Арьевич - Н. Новгород, 2008. - 18 с.
  18. Попков В.К. Математические модели связности. Новосибирск: Изд. ИВМиМГ СО РАН, 2006. 490 с.
  19. Попков В.К., Блукке В.П., Дворкин А.Б. Модели анализа устойчивости и живучести информационных сетей // Проблемы информатики. 2009. № 4. C. 63-78.
  20. Сорокин А.А., Дмитриев В.Н., Чан Куок Тоан, Резников П.С. Оценка результатов использования протокола RIP в системах связи с динамической топологией сети методом имитационного моделирования // Вестник АГТУ. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. 2014. № 4. С. 85-93.
  21. Перепелкин Д.А. Алгоритм парных перестановок маршрутов на базе протокола OSPF при динамическом отказе узлов и линий связи корпоративной сети // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2014. № 1 (47). С. 84-91.
  22. Перепелкин Д.А. Алгоритм адаптивной ускоренной маршрутизации на базе протокола IGRP при динамическом отказе узлов и линий связи корпоративной сети // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2012. № 4 (42). С. 33-38.
  23. Мейкшан В.И. Анализ влияния отказов оборудования на функционирование мультисервисной сети с адаптивной маршрутизацией // Доклады академии наук высшей школы Российской Федерации. Технические науки. 2010. № 2 (15). С. 69-80.
  24. Горев П.Г., Назаров А.С., Пасечников И.И. Определение связности в путевом пространстве состояний телекоммуникационной сети // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2012. Т. 17. № 5. С. 1360-1363.
  25. Литвинов К.А., Пасечников И.И. Подходы к решению задачи маршрутизации в современных телекоммуникационных системах // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2013. Т. 18. № 1. С. 64-69.
  26. Ковальков Д.А. Математические модели оценки надежности мультисервисного узла доступа // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2011. № 2. С. 64-71.
  27. Егунов М.М., Шувалов В.П. Анализ структурной надёжности транспортной сети // Вестник СибГУТИ. 2012. № 1. С. 54-60.
  28. Ластовченко М.М., Зубарева Е.А., Саченко В.О. Метод анализа эффективности реконфигурации топологии построения беспроводных мультисервисных сетей повышенной помехозащищенности // Управляющие системы и машины. 2009. № 6. С. 79-86.
  29. Стромов А.В., Нечаев Ю.Б., Баев А.Д. Моделирование маршрутизации в беспроводной ячеистой сети с адаптацией к воздействию нескольких источников помех // Теория и техника радиосвязи. 2014. № 4. С. 46-52.
  30. Цимбал В.А., Тоискин В.Е., Якимова И.А., Косарева Л.Н. Нахождение границ применимости протокола ТСР в сетях связи с низкоскоростными каналами // XХIII Всероссийская научно-техническая конференция. - Серпухов: ВА РВСН (филиал г. Серпухов), 2014. - С. 290-259.
  31. Тоискин В.Е., Цимбал В.А., Якимова И.А., Кабанович С.Г. Марковская модель доведения многопакетных сообщений по стеку протоколов TCP/IP с процедурой «скользящее окно» // Международная конференция RES-2014. - М.: Российское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи имени А.С. Попова, 2014. - С. 112-114.
  32. Свинцов А.А., Солодуха Р.А. Аналитическая модель функционирования линии передачи данных с решающей обратной связью и оконным управлением потоком в условиях воздействия помех // Вестник Воронежского института МВД России. 2007. № 2. С. 197-202.
  33. Паршуткин А. В. Концептуальная модель взаимодействия конфликтующих информационных и телекоммуникационных систем // Вопросы кибербезопасности. 2014. № 5 (8). С. 2-6.
  34. Антонович П.И., Макаренко С.И., Михайлов Р.Л., Ушанев К.В. Перспективные способы деструктивного воздействия на системы военного управления в едином информационном пространстве // Вестник Академии военных наук. 2014. № 3 (48). С. 93-101.
  35. Макаренко С.И. Динамическая модель системы связи в условиях функционально-разноуровневого информационного конфликта наблюдения и подавления // Системы управления, связи и безопасности. 2015. № 3. С. 122-185. - URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2015-03/07-Makarenko.pdf
  36. Михайлов Р.Л. Модели и алгоритмы маршрутизации в транспортной наземно-космической сети связи военного назначения // Системы управления, связи и безопасности. 2015. № 3. С. 52-82. - URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2015-03/04-Mikhailov.pdf