Modern society is impossible without the digital economy, which increasingly provides a significa... more Modern society is impossible without the digital economy, which increasingly provides a significant amount of services, guaranteeing technological efficiency and innovation, constantly updating technologies and services, adapting them to the needs of the end user, reconfiguring complex software systems. All of this requires constant workflows reengineering in subject areas, and, accordingly, an increase in the level of their automation. At the same time, there are currently no efficient solutions for automated workflows reengineering. This article presents an approach to the computational workflows construction, which is based on well-defined ontological models of the domain, an ontological model of a set of rules for building connections between functional services, and an ontological model of the workflows themselves that are dynamically generated. The research of this approach has been carried out and the prototype for the automated computational workflows construction has been d...
Global digital transformation requires more productive large scale distributed systems. Such syst... more Global digital transformation requires more productive large scale distributed systems. Such systems should meet lots of requirements, such as high availability, low latency, reliability. However, new challenges become more and more important nowadays. One of them is energy efficiency of large scale computing systems. Many service providers prefer to use cheap commodity servers in their distributed infrastructure, what makes the problem of energy efficiency even harder because of hardware inhomogeneity. In this chapter an approach to finding balance between performance and energy efficiency requirements within inhomogeneous distributed computing environment is proposed. The main idea of the proposed approach is to use each node’s individual energy consumption models in order to generate distributed system scaling patterns based on the statistical daily workload, and then adjust these patterns to match the current workload, while using PCPB scheduling strategy to optimize hardware utilization. An approach is tested using Matlab modelling. As a result of applying the proposed approach, large-scale distributed computing systems save energy while maintaining a fairly high level of performance and meeting the requirements of the service level agreement (SLA).
Information and telecommunication sciences, Jun 24, 2023
Background. Radio network planning is one of the main phases of the cellular network lifecycle, a... more Background. Radio network planning is one of the main phases of the cellular network lifecycle, as it determines capital and operating costs and allows system performance evaluation at any given time. An accurate and comprehensive analysis of existing network statistics is necessary for proper cell planning during network expansion. These statistics are collected throughout the life cycle of the cellular network and usually have certain imperfections (heterogeneity of statistics, which have different densities in different parts of the search space, up to the presence of significant voids, etc.) The system describing the functioning of the radio network can be represented as a black box because its internal processes are too complex to be defined by mathematical functions. This determines the need to use appropriate tools. Objective. The purpose of the paper is to create a toolkit that allows finding the proper relationships between network parameters to define target values that will help to build an effective network plan in terms of performance and costs for its creation and operation. The tools should be able to work efficiently using the minimum set of available statistical data, as well as taking into account their imperfections. Methods. Mathematical estimation and optimization methods are used, namely Ordinary Least Squares, Ridge Regression, Lasso, Elastic-net, LARS lasso, Bayesian Ridge Regression, Automatic Relevance Determination, Stochastic gradient descent, Theil-Sen estimator, Huber Regression, Quantile regression, Polynomial regression. We consider 12 estimation methods in combination with two optimization strategies. Additionally, the method of partial analysis of the search space with different number of configurations is considered. Results. A software package using the Python programming language has been created, which contains a practical implementation of all the considered estimation and optimization methods, as well as tools for evaluating arbitrary configurations of the software package (benchmark) and visualizing the results. The best estimation method is Ordinary Least Squares for finding the optimal configuration of the statistical parameters of the 4G radio network to maximize the download speed. To obtain satisfactory results, it is enough to consider 25 initial and 250 estimated points-a larger number of points will not significantly increase prediction accuracy. Conclusions. The results indicate the possibility of using the created software package for radio network planning tasks. Further research is aimed at expanding the created software package's functionality and considering additional estimation methods and optimization strategies.
Network function virtualization is considered as an important shift in the telecommunications and... more Network function virtualization is considered as an important shift in the telecommunications and has received huge attention recently. However, efficiently running virtualized services is not trivial, as, among other initialization steps, it requires mapping virtual networks on physical networks. The paper addresses the mobile network virtualization. The objective of the study is to improve the efficiency of mobile networks through optimal resource allocation in hybrid data center environment. In this direction, the paper proposes an approach to model and investigate the dynamic allocation of network functions on a telecommunication operator's network. The method can be used in the management of deployment of network functions in heterogeneous hardware environment in order to minimize operator costs and maintain the required quality of experience.
Описуються технології SDN, SDR, NFV, Big Data, IoT та їх реалізація за допомогою хмарних сервісів... more Описуються технології SDN, SDR, NFV, Big Data, IoT та їх реалізація за допомогою хмарних сервісів, що є невід'ємною частиною мереж 5G. Детально розглядається концепція SDN. Визначаються недоліки хмарних мереж радіодоступу та можливі шляхи їх подолання. Пропонується сегментація мережі C-RAN з резервуванням елемента управління та поділ керуючого віртуального контролера на дві площини. Ключові слова: гетерогенна мережа, макросоти, мікросоты, енергоефективність гетерогенної мережі.
The development of mobile networks and implementation of new standards, such as 5G and 6G, in the... more The development of mobile networks and implementation of new standards, such as 5G and 6G, in the future will lead to increased traffic volume in the network and new types of traffic creation. Also, new traffic types demand specific service requirements. Currently, existing traffic processing methods are not adapted to such changes, which can impair the Quality of Service. A possible solution for improving the efficiency of information processing is introducing new algorithms for classifying and prioritizing traffic. That is why in this work, the main focus is on analyzing the effectiveness of machine learning algorithms to solve the problem of traffic classification in mobile networks in real-time. The accuracy of classification and performance for the most common machine learning algorithms is analyzed, and the criterion of classification accuracy determines the optimal algorithm to achieve the goal. The results of the comparative analysis showed that the best accuracy could be achieved when using ANN algorithms (the number of latent network layers is 200) and RF. At the same time, the advantages of ANN include high efficiency and reliability of information processing and simple algorithm learning. Also, the RF algorithm is a quick and powerful classification algorithm, but it has shortcomings during the interpretation of the solution and works poorly for small data. In addition, the work assessment of the importance of the dataset fields for classification was evaluated. These improvements can be implemented both on final devices and base stations. They will improve the quality of classification, clustering, and processing of packets, which will generally increase the efficiency of the intellectual mobile network management system. Further development of the topic may be using the studied algorithms to solve the problems of detecting anomalies in traffic to increase the network's security. Анотація-Розвиток мобільних мереж і поява нових стандартів, як-от 5G та в перспективі 6G, призводять до збільшення як обсягів трафіка у мережі, так і до появи нових типів трафіка, зокрема зі специфічними вимогами до обслуговування. Існуючі на цей час методи обробки трафіка не адаптовані до таких змін, що може привести до погіршення якості обслуговування. Можливим шляхом вирішення задачі підвищення ефективності обробки інформації є впровадження нових алгоритмів класифікації та пріоритезації трафіка. У зв`язку з цим у роботі ставиться актуальне завдання аналізу ефективності алгоритмів машинного навчання для вирішення завдання класифікації трафіка в мобільних мережах у режимі реального часу. Для досягнення мети аналізується точність класифікації та швидкодія для найпоширеніших алгоритмів машинного навчання та визначається оптимальний алгоритм за критерієм точності класифікації. Результати порівняльного аналізу показали, що найкращих показників точності можна досягти у разі використання алгоритмів ANN (кількість прихованих шарів мережі дорівнює 200) та RF. При цьому до переваг ANN слід віднести високу оперативність і достовірність обробки інформації, а також простоту у навчанні. В той же час RF хоча і є швидким і потужним алгоритмом класифікації, але він має недоліки під час інтерпретації рішення та неефективний для малих обсягів даних. Крім того, у роботі виконано оцінку важливості полів датасету для класифікації. Вказані вдосконалення можуть бути впровадженні як на кінцевих пристроях, так і на базових станціях, що дозволяє підвищити якість класифікації, кластеризації та обробки пакетів, а також підвищити ефективність інтелектуальної системи управління мобільною мережею загалом. Подальшим розвитком теми може бути застосування досліджуваних алгоритмів для вирішення завдань виявлення аномалій трафіка з метою підвищення захищеності мережі. Вступ Інтенсивний розвиток і впровадження новітніх мереж 5G за останні роки та перспективи впровадження 6G виявили низку нових проблем сучасних мереж [1]. У порівнянні з традиційним зв'язком 3G/4G та трафіком у стільникових мережах, у 5G додається велика кількість напівавтономних та автономних авто, різноманітних smart-виробництв, а відповідно й сенсорів і датчиків. Все це може спричинити серйозні проблеми як у ядрі мережі, так і у мережі радіодоступу (RAN), оскільки призведе до перевантаження та зниження якості обслуговування. Для недопущення пере
The functioning of a modern information and communication network is impossible without software,... more The functioning of a modern information and communication network is impossible without software, which partially replaces specialized equipment when solving network tasks. These tasks form a workload that needs to be processed by a distributed server infrastructure within the network. There are requirements for each type of workload regarding the quality of its processing (maximum service time, permissible losses, etc.). Thus, there is a need to establish relationships between quality indicators and parameters of the processing system to ensure the fulfillment of these requirements using mathematical modeling. The paper proposes a mathematical model of a distributed workload processing system in the information and communication network as a queuing system. Unlike known models, the proposed model considers the possible variable nature of the input workload arrival rate and parallelization methods that may be applied to the software that implements it. Within the modeling process, a method of transition from a non-stationary non-ordinary incoming queries' flow to an ordinary stationary flow is proposed. Based on the constructed mathematical model, a complex method of energy-efficient workload processing has been developed. A laboratory experiment has proven the efficiency of the proposed complex method and the mathematical model's adequacy in its basis. Анотація-Функціонування сучасної інформаційно-комунікаційної мережі неможливе без програмного забезпечення, яке частково замінює спеціалізоване обладнання при вирішенні мережних задач. Ці задачі формують навантаження, що потребує обслуговування за допомогою розподіленої серверної інфраструктури у складі мережі. Для кожного типу навантаження висуваються вимоги щодо якості його обслуговування (максимального часу обслуговування, допустимих втрат тощо). Для забезпечення виконання цих вимог виникає необхідність встановлення взаємозв'язків між показниками якості та параметрами системи обслуговування за допомогою математичного моделювання. У роботі запропоновано математичну модель системи розподіленого обслуговування навантаження в інформаційнокомунікаційній мережі у вигляді системи масового обслуговування. На відміну від відомих моделей, запропонована модель враховує можливий змінний характер інтенсивності вхідного навантаження та можливість паралелізації програмного забезпечення, що його реалізує. У процесі моделювання запропоновано метод переходу від нестаціонарного неординарного вхідного потоку заявок до стаціонарного ординарного потоку. На основі побудованої математичної моделі розроблено комплексний метод енергоефективного обслуговування навантаження. Ефективність запропонованого комплексного методу та адекватність математичної моделі в його основі доведено шляхом лабораторного експерименту.
Application of Data Mining Methods in Telecommunication Systems Currently, there is an intensive ... more Application of Data Mining Methods in Telecommunication Systems Currently, there is an intensive development of telecommunication systems, accompanied by tough competition for the client. Data analysis aimed at identifying hidden patterns is implemented using the methods of modern information technology Data Mining.
Včenì zapiski Tavrìjsʹkogo nacìonalʹnogo unìversitetu ìmenì V. Ì. Vernadsʹkogo, 2023
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорськ... more Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Глоба Л.С. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МЕТОд МІЖСЕКТОРАльНОгО ПЕРЕРОЗПОдІлУ КОРИСТУВАЧІВ НА БАЗІ ТЕхНОлОгІЇ цИФРОВОгО дВІйНИКА Стаття присвячена викладу результатів математичного моделювання процесу перерозподілу користувачів між секторами базових станцій, що обслуговують високонавантажену ділянку мережі. Результати моделювання показують, що з використанням методу пошуку за сіткою (grid search) для параметрів потужності випромінення можна досягнути рівномірного розподілу користувачів між секторами при довільному розподілу користувачів на місцевості. Основними недоліками сучасних підходів, що орієнтуються на задачу оптимізації мереж 4G/5G є концентрація на забезпеченні оптимального покриття та балансування навантаження всередині сектору шляхом рівномірного розподілу наявних частотних та часових ресурсів. У ситуації, коли один з сусідніх секторів є перенавантаженим, а інший має достатньо вільного ресурсу, доцільним є виконання перерозподілу користувачів шляхом зміни територій покриття кожного сектору. Запропонований в статті метод міжсекторального розподілу користувачів базується на використанні технології цифрового двійника (digital twin). Основною метою використання цифрових двійників є досягнення більшого рівня взаємодії фізичних об'єктів (в даному випадку-елементів радіомережі стільникового зв'язку) та їхніх цифрових репрезентації. Цифрова репрезентація може отримувати від фізичного об'єкта дані щодо його функціонування в режимі реального часу, проводити моделювання та прогнозування на основі отриманих даних. На основі прогнозів може бути прийнято рішення щодо зміни певних параметрів фізичного об'єкта. Радіомережа стільникового зв'язку, модернізована запропонованим методом, може в автоматичному режимі отримувати рекомендації щодо зміни потужності випромінення сусідніх секторів високонавантаженої ділянки, що позитивно вплине на показники якості обслуговування. Напрямом подальших досліджень слід вважати його інтеграцію в комплексну систему цифрового двійника радіомережі стільникового зв'язку та роботу над методом, що дозволить отримати дані щодо щільності розподілу користувачів на місцевості з високою роздільною здатністю. Наявна імплементація методу допускає, що розподіл користувачів всередині сектору є рівномірним. Ключові слова: математичне моделювання радіомережі, оптимізація радіомережі, ємність мережі, перерозподіл користувачів, цифровий двійник.
Energy efficiency, performance and service availability are the key performance indicators of mod... more Energy efficiency, performance and service availability are the key performance indicators of modern Smart Networks. These networks use large-scale distributed computing systems to provide high-performance data processing. In such systems, it is always difficult to find a balance between performance and power consumption, given the possible heterogeneity of nodes in a distributed system. Existing approaches propose using horizontal scaling, workload consolidation, and energy-efficient scheduling to improve the energy efficiency of large-scale distributed systems while maintaining sufficient processing performance. We propose to combine the benefits of horizontal scaling and energy efficient scheduling and model the system as a queuing system to achieve the optimal balance of performance, power consumption, and service availability in our PCPB-2 approach. Experimental analysis of the approach proves its efficiency up to 8.9% compared to the state-of-the-art Backfill energy-aware scheduling approach.
Modern society is impossible without the digital economy, which increasingly provides a significa... more Modern society is impossible without the digital economy, which increasingly provides a significant amount of services, guaranteeing technological efficiency and innovation, constantly updating technologies and services, adapting them to the needs of the end user, reconfiguring complex software systems. All of this requires constant workflows reengineering in subject areas, and, accordingly, an increase in the level of their automation. At the same time, there are currently no efficient solutions for automated workflows reengineering. This article presents an approach to the computational workflows construction, which is based on well-defined ontological models of the domain, an ontological model of a set of rules for building connections between functional services, and an ontological model of the workflows themselves that are dynamically generated. The research of this approach has been carried out and the prototype for the automated computational workflows construction has been d...
Global digital transformation requires more productive large scale distributed systems. Such syst... more Global digital transformation requires more productive large scale distributed systems. Such systems should meet lots of requirements, such as high availability, low latency, reliability. However, new challenges become more and more important nowadays. One of them is energy efficiency of large scale computing systems. Many service providers prefer to use cheap commodity servers in their distributed infrastructure, what makes the problem of energy efficiency even harder because of hardware inhomogeneity. In this chapter an approach to finding balance between performance and energy efficiency requirements within inhomogeneous distributed computing environment is proposed. The main idea of the proposed approach is to use each node’s individual energy consumption models in order to generate distributed system scaling patterns based on the statistical daily workload, and then adjust these patterns to match the current workload, while using PCPB scheduling strategy to optimize hardware utilization. An approach is tested using Matlab modelling. As a result of applying the proposed approach, large-scale distributed computing systems save energy while maintaining a fairly high level of performance and meeting the requirements of the service level agreement (SLA).
Information and telecommunication sciences, Jun 24, 2023
Background. Radio network planning is one of the main phases of the cellular network lifecycle, a... more Background. Radio network planning is one of the main phases of the cellular network lifecycle, as it determines capital and operating costs and allows system performance evaluation at any given time. An accurate and comprehensive analysis of existing network statistics is necessary for proper cell planning during network expansion. These statistics are collected throughout the life cycle of the cellular network and usually have certain imperfections (heterogeneity of statistics, which have different densities in different parts of the search space, up to the presence of significant voids, etc.) The system describing the functioning of the radio network can be represented as a black box because its internal processes are too complex to be defined by mathematical functions. This determines the need to use appropriate tools. Objective. The purpose of the paper is to create a toolkit that allows finding the proper relationships between network parameters to define target values that will help to build an effective network plan in terms of performance and costs for its creation and operation. The tools should be able to work efficiently using the minimum set of available statistical data, as well as taking into account their imperfections. Methods. Mathematical estimation and optimization methods are used, namely Ordinary Least Squares, Ridge Regression, Lasso, Elastic-net, LARS lasso, Bayesian Ridge Regression, Automatic Relevance Determination, Stochastic gradient descent, Theil-Sen estimator, Huber Regression, Quantile regression, Polynomial regression. We consider 12 estimation methods in combination with two optimization strategies. Additionally, the method of partial analysis of the search space with different number of configurations is considered. Results. A software package using the Python programming language has been created, which contains a practical implementation of all the considered estimation and optimization methods, as well as tools for evaluating arbitrary configurations of the software package (benchmark) and visualizing the results. The best estimation method is Ordinary Least Squares for finding the optimal configuration of the statistical parameters of the 4G radio network to maximize the download speed. To obtain satisfactory results, it is enough to consider 25 initial and 250 estimated points-a larger number of points will not significantly increase prediction accuracy. Conclusions. The results indicate the possibility of using the created software package for radio network planning tasks. Further research is aimed at expanding the created software package's functionality and considering additional estimation methods and optimization strategies.
Network function virtualization is considered as an important shift in the telecommunications and... more Network function virtualization is considered as an important shift in the telecommunications and has received huge attention recently. However, efficiently running virtualized services is not trivial, as, among other initialization steps, it requires mapping virtual networks on physical networks. The paper addresses the mobile network virtualization. The objective of the study is to improve the efficiency of mobile networks through optimal resource allocation in hybrid data center environment. In this direction, the paper proposes an approach to model and investigate the dynamic allocation of network functions on a telecommunication operator's network. The method can be used in the management of deployment of network functions in heterogeneous hardware environment in order to minimize operator costs and maintain the required quality of experience.
Описуються технології SDN, SDR, NFV, Big Data, IoT та їх реалізація за допомогою хмарних сервісів... more Описуються технології SDN, SDR, NFV, Big Data, IoT та їх реалізація за допомогою хмарних сервісів, що є невід'ємною частиною мереж 5G. Детально розглядається концепція SDN. Визначаються недоліки хмарних мереж радіодоступу та можливі шляхи їх подолання. Пропонується сегментація мережі C-RAN з резервуванням елемента управління та поділ керуючого віртуального контролера на дві площини. Ключові слова: гетерогенна мережа, макросоти, мікросоты, енергоефективність гетерогенної мережі.
The development of mobile networks and implementation of new standards, such as 5G and 6G, in the... more The development of mobile networks and implementation of new standards, such as 5G and 6G, in the future will lead to increased traffic volume in the network and new types of traffic creation. Also, new traffic types demand specific service requirements. Currently, existing traffic processing methods are not adapted to such changes, which can impair the Quality of Service. A possible solution for improving the efficiency of information processing is introducing new algorithms for classifying and prioritizing traffic. That is why in this work, the main focus is on analyzing the effectiveness of machine learning algorithms to solve the problem of traffic classification in mobile networks in real-time. The accuracy of classification and performance for the most common machine learning algorithms is analyzed, and the criterion of classification accuracy determines the optimal algorithm to achieve the goal. The results of the comparative analysis showed that the best accuracy could be achieved when using ANN algorithms (the number of latent network layers is 200) and RF. At the same time, the advantages of ANN include high efficiency and reliability of information processing and simple algorithm learning. Also, the RF algorithm is a quick and powerful classification algorithm, but it has shortcomings during the interpretation of the solution and works poorly for small data. In addition, the work assessment of the importance of the dataset fields for classification was evaluated. These improvements can be implemented both on final devices and base stations. They will improve the quality of classification, clustering, and processing of packets, which will generally increase the efficiency of the intellectual mobile network management system. Further development of the topic may be using the studied algorithms to solve the problems of detecting anomalies in traffic to increase the network's security. Анотація-Розвиток мобільних мереж і поява нових стандартів, як-от 5G та в перспективі 6G, призводять до збільшення як обсягів трафіка у мережі, так і до появи нових типів трафіка, зокрема зі специфічними вимогами до обслуговування. Існуючі на цей час методи обробки трафіка не адаптовані до таких змін, що може привести до погіршення якості обслуговування. Можливим шляхом вирішення задачі підвищення ефективності обробки інформації є впровадження нових алгоритмів класифікації та пріоритезації трафіка. У зв`язку з цим у роботі ставиться актуальне завдання аналізу ефективності алгоритмів машинного навчання для вирішення завдання класифікації трафіка в мобільних мережах у режимі реального часу. Для досягнення мети аналізується точність класифікації та швидкодія для найпоширеніших алгоритмів машинного навчання та визначається оптимальний алгоритм за критерієм точності класифікації. Результати порівняльного аналізу показали, що найкращих показників точності можна досягти у разі використання алгоритмів ANN (кількість прихованих шарів мережі дорівнює 200) та RF. При цьому до переваг ANN слід віднести високу оперативність і достовірність обробки інформації, а також простоту у навчанні. В той же час RF хоча і є швидким і потужним алгоритмом класифікації, але він має недоліки під час інтерпретації рішення та неефективний для малих обсягів даних. Крім того, у роботі виконано оцінку важливості полів датасету для класифікації. Вказані вдосконалення можуть бути впровадженні як на кінцевих пристроях, так і на базових станціях, що дозволяє підвищити якість класифікації, кластеризації та обробки пакетів, а також підвищити ефективність інтелектуальної системи управління мобільною мережею загалом. Подальшим розвитком теми може бути застосування досліджуваних алгоритмів для вирішення завдань виявлення аномалій трафіка з метою підвищення захищеності мережі. Вступ Інтенсивний розвиток і впровадження новітніх мереж 5G за останні роки та перспективи впровадження 6G виявили низку нових проблем сучасних мереж [1]. У порівнянні з традиційним зв'язком 3G/4G та трафіком у стільникових мережах, у 5G додається велика кількість напівавтономних та автономних авто, різноманітних smart-виробництв, а відповідно й сенсорів і датчиків. Все це може спричинити серйозні проблеми як у ядрі мережі, так і у мережі радіодоступу (RAN), оскільки призведе до перевантаження та зниження якості обслуговування. Для недопущення пере
The functioning of a modern information and communication network is impossible without software,... more The functioning of a modern information and communication network is impossible without software, which partially replaces specialized equipment when solving network tasks. These tasks form a workload that needs to be processed by a distributed server infrastructure within the network. There are requirements for each type of workload regarding the quality of its processing (maximum service time, permissible losses, etc.). Thus, there is a need to establish relationships between quality indicators and parameters of the processing system to ensure the fulfillment of these requirements using mathematical modeling. The paper proposes a mathematical model of a distributed workload processing system in the information and communication network as a queuing system. Unlike known models, the proposed model considers the possible variable nature of the input workload arrival rate and parallelization methods that may be applied to the software that implements it. Within the modeling process, a method of transition from a non-stationary non-ordinary incoming queries' flow to an ordinary stationary flow is proposed. Based on the constructed mathematical model, a complex method of energy-efficient workload processing has been developed. A laboratory experiment has proven the efficiency of the proposed complex method and the mathematical model's adequacy in its basis. Анотація-Функціонування сучасної інформаційно-комунікаційної мережі неможливе без програмного забезпечення, яке частково замінює спеціалізоване обладнання при вирішенні мережних задач. Ці задачі формують навантаження, що потребує обслуговування за допомогою розподіленої серверної інфраструктури у складі мережі. Для кожного типу навантаження висуваються вимоги щодо якості його обслуговування (максимального часу обслуговування, допустимих втрат тощо). Для забезпечення виконання цих вимог виникає необхідність встановлення взаємозв'язків між показниками якості та параметрами системи обслуговування за допомогою математичного моделювання. У роботі запропоновано математичну модель системи розподіленого обслуговування навантаження в інформаційнокомунікаційній мережі у вигляді системи масового обслуговування. На відміну від відомих моделей, запропонована модель враховує можливий змінний характер інтенсивності вхідного навантаження та можливість паралелізації програмного забезпечення, що його реалізує. У процесі моделювання запропоновано метод переходу від нестаціонарного неординарного вхідного потоку заявок до стаціонарного ординарного потоку. На основі побудованої математичної моделі розроблено комплексний метод енергоефективного обслуговування навантаження. Ефективність запропонованого комплексного методу та адекватність математичної моделі в його основі доведено шляхом лабораторного експерименту.
Application of Data Mining Methods in Telecommunication Systems Currently, there is an intensive ... more Application of Data Mining Methods in Telecommunication Systems Currently, there is an intensive development of telecommunication systems, accompanied by tough competition for the client. Data analysis aimed at identifying hidden patterns is implemented using the methods of modern information technology Data Mining.
Včenì zapiski Tavrìjsʹkogo nacìonalʹnogo unìversitetu ìmenì V. Ì. Vernadsʹkogo, 2023
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорськ... more Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Глоба Л.С. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МЕТОд МІЖСЕКТОРАльНОгО ПЕРЕРОЗПОдІлУ КОРИСТУВАЧІВ НА БАЗІ ТЕхНОлОгІЇ цИФРОВОгО дВІйНИКА Стаття присвячена викладу результатів математичного моделювання процесу перерозподілу користувачів між секторами базових станцій, що обслуговують високонавантажену ділянку мережі. Результати моделювання показують, що з використанням методу пошуку за сіткою (grid search) для параметрів потужності випромінення можна досягнути рівномірного розподілу користувачів між секторами при довільному розподілу користувачів на місцевості. Основними недоліками сучасних підходів, що орієнтуються на задачу оптимізації мереж 4G/5G є концентрація на забезпеченні оптимального покриття та балансування навантаження всередині сектору шляхом рівномірного розподілу наявних частотних та часових ресурсів. У ситуації, коли один з сусідніх секторів є перенавантаженим, а інший має достатньо вільного ресурсу, доцільним є виконання перерозподілу користувачів шляхом зміни територій покриття кожного сектору. Запропонований в статті метод міжсекторального розподілу користувачів базується на використанні технології цифрового двійника (digital twin). Основною метою використання цифрових двійників є досягнення більшого рівня взаємодії фізичних об'єктів (в даному випадку-елементів радіомережі стільникового зв'язку) та їхніх цифрових репрезентації. Цифрова репрезентація може отримувати від фізичного об'єкта дані щодо його функціонування в режимі реального часу, проводити моделювання та прогнозування на основі отриманих даних. На основі прогнозів може бути прийнято рішення щодо зміни певних параметрів фізичного об'єкта. Радіомережа стільникового зв'язку, модернізована запропонованим методом, може в автоматичному режимі отримувати рекомендації щодо зміни потужності випромінення сусідніх секторів високонавантаженої ділянки, що позитивно вплине на показники якості обслуговування. Напрямом подальших досліджень слід вважати його інтеграцію в комплексну систему цифрового двійника радіомережі стільникового зв'язку та роботу над методом, що дозволить отримати дані щодо щільності розподілу користувачів на місцевості з високою роздільною здатністю. Наявна імплементація методу допускає, що розподіл користувачів всередині сектору є рівномірним. Ключові слова: математичне моделювання радіомережі, оптимізація радіомережі, ємність мережі, перерозподіл користувачів, цифровий двійник.
Energy efficiency, performance and service availability are the key performance indicators of mod... more Energy efficiency, performance and service availability are the key performance indicators of modern Smart Networks. These networks use large-scale distributed computing systems to provide high-performance data processing. In such systems, it is always difficult to find a balance between performance and power consumption, given the possible heterogeneity of nodes in a distributed system. Existing approaches propose using horizontal scaling, workload consolidation, and energy-efficient scheduling to improve the energy efficiency of large-scale distributed systems while maintaining sufficient processing performance. We propose to combine the benefits of horizontal scaling and energy efficient scheduling and model the system as a queuing system to achieve the optimal balance of performance, power consumption, and service availability in our PCPB-2 approach. Experimental analysis of the approach proves its efficiency up to 8.9% compared to the state-of-the-art Backfill energy-aware scheduling approach.
Uploads
Papers by Larysa Globa