Математики РУДН нашли способ ускорить моделирование беспроводных систем связи

Математики РУДН нашли способ ускорить моделирование беспроводных систем связи

Математики из РУДН изучили систему массового обслуживания и разработали новый алгоритм для вычисления наиболее эффективного режима работы серверов. Разработку можно применить при моделировании и последующей оптимизации передачи данных беспроводных сетей связи. Новый алгоритм позволит производить расчеты в сотни раз быстрее, чем существующие аналоги. Результаты работы опубликованы в Applied Mathematical Modelling.

Для моделирования и оптимизации работы современных телекоммуникационных систем и сетей связи используется теория массового обслуживания. Однако большинство существующих исследований в этой области построены на предположении, что обслуживающие приборы (например, центральные процессоры) абсолютно надежны. Во многих реальных системах это не так: приборы нередко выходят из строя. Математики РУДН рассмотрели многолинейную систему, в которой в случае сбоя пользователь через некоторое время делает повторный запрос.

«Мы рассмотрели систему массового обслуживания с повторными вызовами и достаточно сложным процессом работы. Данная система может применяться при моделировании реальных систем, в которых обслуживание не абсолютно надежно, то есть во время работы могут происходить сбои. Конкретный пример – беспроводная передача данных, при которой какая-то часть информации может быть потеряна», – рассказал один из авторов статьи, младший научный сотрудник Института прикладной математики и телекоммуникаций РУДН Сергей Дудин.

Теория массового обслуживания основана на теории вероятностей и математической статистике. Она позволяет выбрать наиболее эффективную структуру системы и процесса обслуживания с учетом требований на обслуживание, поступающих в систему и выходящих из неё, длительности ожидания и длины очередей. Некоторые разработки учитывают также возможную поломку прибора, но не учитывают, что прибор может сломаться не полностью, а просто работать с какой-то долей брака. В случае сбоя в обслуживании текущий запрос либо просто теряется, либо начинает обслуживание с той фазы, на которой произошел сбой, либо повторяет его с самого начала. Несмотря на распространенность таких систем, ученые их практически не исследовали. Теоретические основы для исследования таких систем заложили математики РУДН.

Существующие на сегодняшний день алгоритмы оптимизации для таких систем были довольно медленными. Исследователи РУДН разработали алгоритм оптимизации, который может применяться для решения широкого класса задач, причем работает в несколько раз быстрее аналогов. В системе с одним процессором вычисления по новому алгоритму идут почти в 5 раз быстрее, чем стандартным способом. Если же процессоров в системе, например, 15, то новый алгоритм ускоряет вычисления в 170 раз.

«Результаты можно использовать как при проектировании новых, так и при оптимизации существующих беспроводных сетей связи. Это может привести к уменьшению времени и ресурсов, затраченных на проектирование, и улучшению качества обслуживания абонентов. Например, за счет оптимального выбора параметров системы, мы сможем уменьшить вероятность занятости каналов и увеличить скорость мобильного доступа к сети Интернет», – пояснил младший научный сотрудник Института прикладной математики и телекоммуникаций РУДН Сергей Дудин.

Материал в Applied Mathematical Modelling.

Теги теория массового обслуживания беспроводная передача данных
Новости
Все новости
Наука
4 февраля
Микроводоросли — инновационный инструмент биоэкономики

Продукция из микроводорослей — передовая разработка в области биоэкономики. Возможности биоресурса обсудили на заседании международного исследовательского семинара «Foundations for a Green Sustainable Energy» в рамках Международной тематической группы «Энергия» Сетевого университета БРИКС. Организатором мероприятия выступил институт экологии РУДН.

Наука
28 января
4 млн рублей на ИИ-стартап выиграли студенты РУДН

Грант на поддержку стартапа «Skopeo.AI» в размере 4 млн рублей от Фонда содействия инновациям (ФСИ) получили студенты факультета физико-математических и естественных наук РУДН.

Наука
16 января
В РУДН обсудили, как научная дипломатия поможет сохранить диалог в Арктике

Ежегодное заседание Международного экспертного совета по сотрудничеству в Арктике состоялось в стенах РУДН. Более 100 участников обсудили вопрос актуальности «Научной дипломатии как инструмента сохранения диалога в Арктике».