Генерация пространственно-временных рядов сетевой нагрузки в задачах граничных вычислений

Филянин И.В., Капитонов А.А., Мартынюк А.П. Генерация пространственно-временных рядов сетевой нагрузки в задачах граничных вычислений // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2026. Т. 26, № 2. С. 410–419. doi: 10.17586/2226-1494-2026-26-2-410-419

Введение. Исследование систем принятия решений в задачах граничных вычислений с множественным доступом зачастую основывается на абстрактном представлении сети связи, не имеющей профилей сетевой нагрузки. Целью работы являлась разработка инструментов генерации пространственно-временных данных сетевой нагрузки в зависимости от архитектуры сети связи. Метод. Применены методы стохастической геометрии и статистические данные для формирования профиля возможной нагрузки. Для оценки работы методов стохастической геометрии разработан инструмент генерации и валидации пространственно-временных рядов с поиском паттернов из открытой базы вышек сотовой связи OpenCellID. Основные результаты. Выполнен анализ научных работ и открытых наборов данных расположения и нагрузки вышек сотовой связи. На основе анализа сделан вывод о низком качестве данных в задачах обучения систем принятия решений размещения вычислительных сервисов в геораспределенных узлах обработки данных. Разработан инструмент генерации и валидации пространственно-временных рядов с поиском паттернов из открытой базы вышек сотовой связи OpenCellID. Сравнительный анализ базового и калиброванного алгоритмов Hard-Core Point Process показал существенные различия в характеристиках генерируемых распределений. Для города Санкт-Петербурга калиброванная модель обеспечила увеличение плотности размещения станций в 99 раз, сокращение межстанционных расстояний в 52 раза при эффективной площади покрытия 0,04 км². В случае города Новосибирска наблюдались аналогичные тенденции с меньшей интенсивностью: увеличение плотности в 12,5 раз, сокращение расстояний в 21 раз при площади покрытия 0,32 км². Обсуждение. Использование пространственно-временных рядов, полученных с помощью разработанного инструмента генерации, позволит повысить точность алгоритмов размещения вычислительных сервисов и снизить задержки в системах граничных вычислений за счет предобучения на данных коррелирующих с реальным расположением вышек сотовой связи. С помощью предложенного инструмента генерации можно задать координаты местности предполагаемой сети связи, что окажет влияние на паттерны распределения вышек и позволит сгенерировать более точные пространственно-временные ряды.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License