Разработка математических моделей и методов их анализа для оценки качества функционирования инфраструктуры Интернета вещей в условиях динамического перемещения устройств
Исследования по этому направлению лежат на стыке теории вероятностей и математической статистики, а также теории массового обслуживания и включают в себя следующее:
- разработка моделей движения устройств в беспроводных сетях 5G с учетом статистических данных о мобильности для оценки интерференции, создаваемой перемещающимися устройствами, и связанных с ней вероятностных характеристик периодов недоступности радиоканала;
- формализацию механизмов управления радиоресурсами в сетях 5G в терминах теории случайных процессов, теории массового обслуживания и теории телетрафика с учетом гетерогенной инфраструктур сети, перемещения устройств и наличия трафика D2D и Интернета вещей, а также развитие методов анализа моделей массового обслуживания с изменяющимися требованиями.
Создание научного центра мирового уровня для решения теоретических задач в области теории вероятностей и математической статистики, в том числе применения разрабатываемых математических моделей для анализа телекоммуникационных сетей и систем
Результаты исследований могут использоваться научно-исследовательскими центрами и институтами, учебными заведениями, мобильными операторами, разработчиками сетевого оборудования, контент-операторами, органами государственной власти, промышленными предприятиями, предприятиями ядерной энергетики, производителями электроники, интегрально-оптических систем и устройств для нужд оптической связи и обработки информации, учебными заведениями, транспортными и логистическими компании, авиаперевозчиками, медицинскими учреждениями, жилищно-коммунальным хозяйством, предприятиями торговли, а также для подготовки кадров высшей квалификации в РФ и за рубежом.
На основе статистических характеристик передвижения абонентов, будут разработаны модели движения устройств в беспроводной гетерогенной сети 5G. Для типичных сценариев взаимодействия абонентов в сетях 5G с поддержкой D2D соединений и Интернета вещей будет проведен анализ характеристик отношения сигнала к интерференции, а также связанных с ними показателей качества, в терминах случайных процессов. Будет получено кинетическое уравнение изменения функции распределения вероятностях характеристик беспроводной сети. Функционирование механизмов распределения радиоресурсов в гетерогенной сети 5G с учетом D2D-трафика и трафика Интернета вещей будет описано в терминах моделей массового обслуживания с ограниченными ресурсами, будут разработаны методы и алгоритмы расчета вероятностно-временных характеристик. Будет сформулирована задача оптимизации параметров схем управления радио ресурсами и исследованы подходы к ее решению.
Результаты исследований будут использоваться при разработке программного обеспечения:
- для эксплуатации беспроводных механизмов и машин, участвующих в индустриальном производстве или оказании услуг. Например, проектирование роботов или иных автоматизированных приборов, управляемых с помощью беспроводных сетей.
- для организации дорожного движения с наличием функций автопилота у автомобилей. Например, проектирование автомобилей с функцией автопилота, управляемых с помощью беспроводных сетей.
- для организации логистических поставок. Например, проектирование саморегулируемых водоснабжения, энергоснабжения и других поставок, управляемых с помощью беспроводных сетей.
- для организации работы торговых предприятий с полным самообслуживанием покупателей. Например, проектирование торговых предприятий, обслуживание в которых будут вести приборы, управляемые с помощью беспроводных сетей.
- для организации строительства и эксплуатации умных зданий и сооружений. Например, проектирование систем мониторинга заданий и сооружений, управляемых с помощью беспроводных сетей.
- для создания автоматизированных систем повышения безопасности граждан. Например, проектирование систем видеонаблюдения, управляемых с помощью беспроводных сетей.
- для создания автоматизированных систем в банковской сфере и страховании. Например, проектирование автоматизированных банковских и страховых офисов, обслуживание в которых будут вести приборы, управляемые с помощью беспроводных сетей.
- для создания автоматизированных систем взаимодействия с органами государственной власти. Например, проектирование автоматизированных центров обслуживания населения, обслуживание в которых будут вести приборы, управляемые с помощью беспроводных сетей.