Search academic texts

Registration Number

0825U003312, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 172, Електронні комунікації та радіотехніка

Date

14-08-2025

popup.evolution

o

Title

Enhancing Resource Utilization Efficiency and Quality of Experience in Intelligent Software-Defined Networks

Author

Mykhailo Medvetskyi,

popup.head Mykola I. Beshley
popup.opponent Ruslan Politanskyi
popup.opponent Dmytro Mykhalevskyi
popup.review Marian O. Seliuchenko
popup.review Maryan Kyryk

Description

В дисертаційній роботі розв’язано науково-практичне завдання підвищення якості сприйняття послуг в програмно-конфігурованих мережах шляхом розроблення інтелектуальних методів моніторингу стану мережі, маршрутизації трафіку та ефективної доставки відеоконтенту в умовах обмежених ресурсів і змінних вимог користувачів. У першому розділі «Аналіз методів і моделей управління якістю сприйняття послуг в програмно-конфігурованих мережах» проведено аналіз сучасного стану телекомунікаційних мереж та визначено основні обмеження традиційних підходів до забезпечення якості обслуговування (QoS) і якості сприйняття послуг (QoE). Оцінювання QoE є актуальним, оскільки воно відображає реальне задоволення користувача якістю сервісу, доповнюючи технічні метрики QoS. У сучасних мережах, особливо при наданні мультимедійних послуг, забезпечення високого QoE є ключовим фактором конкурентоспроможності операторів і ефективності мережевого управління. Встановлено, що традиційні IP-мережі характеризуються статичною архітектурою з децентралізованою системою керування, жорсткою залежністю від фізичного мережевого обладнання та потребою в ручному конфігуруванні. Така архітектурна модель суттєво обмежує адаптивність, гнучкість масштабування та здатність до оперативного реагування на зміну мережевих умов і сервісних вимог. Обґрунтовано доцільність трансформації до програмно-конфігурованих мереж (SDN), які, завдяки централізованому контролю та абстракції рівня управління, створюють технологічне підґрунтя для реалізації гнучких, адаптивних моделей управління мережевим трафіком і якістю обслуговування. Aрхітектура програмно SDN, яка забезпечує централізоване управління та відокремлення контрольної площини від площини пересилання, відкриває нові можливості для реалізації QoE-орієнтованого управління трафіком. Однак у більшості поточних реалізацій застосовуються фіксовані інтервали збору телеметрії, що не враховують динаміку трафіку, викликаючи або затримки в реакції на деградацію сервісу, або надмірне навантаження на мережеву інфраструктуру через надлишковий службовий трафік. Крім того, відсутність реалізованих механізмів багатошляхової маршрутизації та одночасного обслуговування користувача декількома точками доступу обмежує можливості адаптації до змінних умов і потреб високоякісної доставки мультимедійного контенту. У другому розділі «Методи підвищення якості сприйняття послуг в інтелектуальних програмно-конфігурованих мережах» запропоновано концептуальну модель інтелектуальної програмно-конфігурованої мережі, яка базується на використанні централізованого SDN-контролера, що забезпечує інтелектуальне управління мережевими ресурсами шляхом інтеграції трьох основних методів: інтелектуального моніторингу, адаптивної QoE-маршрутизації та багатошляхової маршрутизації. Метод інтелектуального моніторингу дозволяє динамічно змінювати інтервал моніторингу мережевих параметрів, що знижує навантаження на контролер та канали управління, не втрачаючи актуальності даних. Це особливо важливо у випадках високодинамічних навантажень, характерних для URLLC-сервісів та додатків реального часу. У третьому розділі «Моделювання та дослідження методів підвищення якості сприйняття послуг та ефективного використання ресурсів в інтелектуальних програмно-конфігурованих мережах» проведено об'єктивне оцінювання якості відео та VoIP-трафіку за метриками APSNR і PESQ відповідно. Дослідження виявило сильну залежність показників QoE від параметрів QoS (затримки, втрат пакетів, пропускної здатності). Зокрема, втрата навіть 2% пакетів знижувала оцінку відео з «Відмінно» до «Добре», а затримка понад 800 мс негативно впливала на інтерактивність. Одним із ключових практичних досягнень, продемонстрованих у розділі, є стабілізація якості сприйняття у динамічному середовищі мережі шляхом інтеграції прогнозних моделей у процес маршрутизації. Традиційні системи управління трафіком зазвичай реагують на миттєве погіршення параметрів QoS, що може призводити до надмірно частих перемикань маршрутів. У четвертому розділі «Практична реалізація методів підвищення якості сприйняття послуг в інтелектуальних програмно-конфігурованих мережах» представлено результати практичної реалізації, верифікації та аналізу ефективності запропонованого методу доставки контенту в архітектурі SDN. Здійснено експериментальну перевірку функціонування багатошляхового передавання відеопотоків у безпровідних мережах із використанням емулятора Mininet-Wi-Fi. Експерименти показали, що одночасне підключення мобільного пристрою до кількох точок доступу дозволяє значно покращити сумарну пропускну здатність та підвищити показники якості передачі відео (PSNR > 35 дБ). У рамках практичного застосування запропоновано та реалізовано метод доставки відеоконтенту, який ґрунтується на динамічному розподілі відеопотоку між кількома серверами відповідно до залишкової пропускної здатності маршрутів і коефіцієнтів надлишковості.

Registration Date

2025-08-06

popup.nrat_date

2025-08-06