Ієрархічна модель інтелектуального управління наземно-повітряної комунікаційної мережі спеціального призначення

Анотація

У сучасних наземно-повітряних мобільних мережах, які включають комунікаційні вузли із різними технічними характеристиками, мають велику розмірність – тисячі користувачів із запитами на різноманітні сервіси, один із викликів полягає у забезпеченні ефективного управління. Така масштабність та динамічна природа середовища функціонування створює значне функціональне навантаження на систему управління, вимагаючи декомпозиції задач управління. Ефективне рішення вбачається у чіткому розділенні цілей на користувацькі та мережеві, що дозволить оптимізувати роботу мережі та задовольнити потреби абонентів. Проведений аналіз існуючих моделей методів та алгоритмів координації, управління та оптимізації у багаторівневих системах наземно-повітряних комунікаційних мереж типу Ad-Hoc показав, що вони здебільшого мають вузькоспрямовані завдання реалізації окремих цільових функцій. В статті вперше запропоновано ієрархічну модель інтелектуального управління наземно-повітряної комунікаційної мережі, що з точки зору загальної структури відповідає існуючій ієрархічній моделі для управління наземними мобільними радіомережами, однак розширена описом повітряної мережі. Крім того, в статті показано процес функціональної взаємодії між рівнями вузол – вузол-метаагент – вузол-координатор у вигляді алгоритму. Для оптимізації процесу міжрівневої взаємодії пропонується застосувати алгоритми машинного навчання із підкріпленням. Також в статті математично описано процес управління політиками винагород та штрафів. Встановлено, що ітеративні методи забезпечують більшу гнучкість та адаптивність, але можуть вимагати більше часу для знаходження оптимального рішення, проте у випадку завчасного формування статистичної вибірки функціонування окремих підсистем управління, можливе застосування безітеративних методів оптимізації на початковому етапі функціонування, а також зменшення часу ітеративного процесу донавчання інтелектуальних систем управління вузлів-координаторів та вузлів-метаагентів