Разработка методов обеспечения информационной безопасности системы сотовой связи с позиций доступности информации

Актуальность темы

Информация как всеобъемлющая сфера человеческой деятельности играет все более многогранную и значимую роль в жизни современного общества. Одной из наиболее динамически развивающихся базовых инфраструктурных отраслей, обладающих потенциалом долгосрочного роста, является в настоящее время отрасль связи и информатизации [1]. Значительное место среди современных информационных телекоммуникационных систем занимают сотовые системы связи (ССС), предназначенные для обеспечения подвижной связью массового потребителя на значительной территориях [2], и позволяющие осуществлять как передачу речевой информации, так и передачу данных. Развитие информационных телекоммуникационных систем неразрывно связано с проблемой обеспечения их безопасности [3−5]. В соответствии с [4] обеспечение безопасности информационных технологий включает защиту информации от несанкционированного раскрытия, модификации, а также потери возможности ее использования. Категориями защиты, соответствующими этим трем типам нарушения безопасности, являются конфиденциальность, целостность и доступность [4]. Для первых двух составляющих, характеризующих защиту и сохранность информации, фактор времени не принадлежит к числу критических. Напротив, для доступности, под которой понимается состояние информации, характеризуемое способностью технических средств и информационных технологий обеспечивать беспрепятственный доступ к информации субъектов, имеющих на это полномочия [6], фактор времени зачастую имеет решающее значение. В критических ситуациях информация нужна не только заданного качества, но и в нужное время. В настоящее время основные усилия по исследованию проблемы безопасности информационно-телекоммуникационных систем сосредотачивались на решении задач обеспечения конфиденциальности и целостности информации. Поэтому задача обеспечения безопасности с позиций доступности информации является важной в научном и практическом отношениях. Следует отметить, что применительно к ССС доступность информации играет первичную роль. Это определяется тем, что информация, циркулирующая в системе (за исключением служебной), хранится у самих пользователей (абонентов ССС). Без обеспечения посредством ССС доступа пользователей к этой информации, невозможен процесс ее передачи и вследствие этого теряет актуальность задача защиты информации от несанкционированного раскрытия и модификации. В связи с изложенным, а также учитывая сложность исследования проблемы обеспечения безопасности ССС в целом с учетом всех составляющих, в настоящей работе основное внимание бу дет уделено рассмотрению лишь одной составляющей безопасности ССС, а именно, — доступности информации.

При обеспечении доступности информации применительно к ССС, как и к любой системе связи, выделяются два этапа [2]. Первый из них связан с обеспечением доступности информации для субъектов на этапе развертывания ССС в определенном территориальном районе. При этом основной целью обеспечения доступности является формирование в районе сплошной зоны покрытия, позволяющей обеспечить абонентам доступ к информации при их нахождении в любой точке района. Данная задача решается путем разработки планов рационального размещения базовых станций (БС), соответствующих частотных планов и имеет достаточно хорошо развитое методическое обеспечение [7−9]. Второй этап связан с поддержанием необходимого уровня доступа субъектов к информации применительно к уже развернутой и функционирующей в территориальном районе системе. Очевидно, обеспечение доступа абонентов к информации в соответствии с [6] определяется нахождением соответствующих элементов ССС в состоянии, когда они этот доступ способны обеспечить (далее для краткости — при нахождении их в доступном состоянии). Угрозы доступности информации, воздействующие на ССС или на отдельные ее технические средства (элементы) в процессе функционирования системы, при не принятии своевременных мер по их парированию, способны существенно снизить качество и объем предоставляемых ею услуг. Несмотря на очевидную важность задачи обеспечения доступности информации для абонентов ССС на этапе эксплуатации, методология ее решения не получила должного развития. В частности в литературе, посвященной исследованию проблем информационной безопасности и проблем сотовой связи, отсутствует описание показателей и методов оценки доступности информации для абонентов ССС. На практике при оценке доступности информации используются, как правило, данные подсистем внутреннего контроля функционирования ССС, например, такие как, число отказов в обслуживании, величина обслуженного трафика за час или сутки и др., которые лишь косвенно и приблизительно характеризуют доступность [1012]. Отсутствие разработанных методов оценки не позволяет получать объективные данные как о способности отдельных элементов ССС обеспечивать доступ к информации, так и о доступности информации для абонентов ССС в целом. Выбор мер повышения (обеспечения) доступности осуществляется преимущественно экспертными методами, без количественного обоснования оптимальных их параметров и оценки ожидаемой их эффективности. Таким образом, необходимость поддержания на требуемом уровне доступности информации для абонентов ССС, развернутой в территориальном районе, — с одной стороны, и отсутствие методического обеспечения для количественной оценки состояния доступности, а также методического обеспечения обоснования мер по ее повышению (поддержанию на необходимом уровне) — с другой стороны, определяет актуальность настоящей работы.

Работа выполнена в соответствии с одним из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Перспективные радиоэлектронные и лазерные устройства, системы передачи, приема, обработки и защиты информации».

Цель диссертационной работы. Разработка методического обеспечения для оценки доступности информации для абонентов системы сотовой связи, развернутой в локальном территориальном районе, и обоснования предпочтительных мер по ее повышению.

Основные задачи. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Классификация угроз доступности информации для абонентов ССС, определение наиболее опасных из них, а также наиболее уязвимых элементов ССС.

2. Обоснование показателей и разработка методик оценки доступности информации для абонентов ССС в условиях действия наиболее опасных угроз.

3. Обоснование предлагаемых мер повышения доступности информации для абонентов ССС и разработка методик определения оптимальных их параметров.

4. Оценка эффективности предлагаемых мер повышения доступности информации для абонентов ССС.

5. Обоснование состава и структуры автоматизированного рабочего места специалиста по информационной безопасности ССС (в части решения задач доступности).

Объект исследований. Система сотовой связи стандарта GSM, развернутая одним из операторов подвижной связи в локальном территориальном районе (субъекте Российской Федерации).

Предмет исследований. Методическое обеспечение для оценки доступности информации для абонентов ССС и обоснования предпочтительных мер по ее повышению.

Методы исследований. В работе использованы методы системного анализа, теории информационной безопасности, морфологического анализа, теории вероятностей, имитационного моделирования, исследования операций, решения выпуклых и невыпуклых нелинейных задач оптимизации.

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, обеспечивается: корректным применением перечисленных методов исследованийсопоставимостью результатов исследований с известными из публикаций и практики функционирования ССС частными случаяминепротиворечивостью полученных результатов физическому смыслу исследуемых закономерностейэкспертизой полученных результатов при их публикации в печатных изданиях.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной.

1. Для оценки способности базовых станций и транскодера обеспечивать доступ абонентов к информации в условиях угроз перегрузки впервые предложена методика, основанная на применении в качестве исходной информации ретроспективных данных о времени начала и окончания обслуживания каждого абонента, хранящихся в подсистеме биллинга, и позволяющая в отличие от аналогов, получать подробные (с точностью до секунды) зависимости числа обслуживаемых абонентов от времени как для стационарных, так и для переходных режимов работы этих элементов ССС. Предложенный для использования в методике при определении числа одновременно обслуживаемых абонентов метод особых состояний, в отличие от известных методов в теории случайных импульсных потоков, не предусматривает обязательной стационарности входных потоков импульсов, а также необходимости определения средней длительности и частоты следования импульсов этих потоков.

2. Впервые в качестве показателя целесообразности принятия дополнительных мер, направленных на повышение способности БС и радиорелейных станций (РРС) обеспечивать доступ абонентов к информации в условиях угроз, приводящих к их сбоям и отказам, предложено использовать мультипликативную функцию, аргументами которой являются вероятность пребывания конкретных станций в состояниях, когда они не способны обеспечивать допуск абонентов к информации, и связанные с этим усредненные потери трафика. Это в отличие от традиционных подходов позволило при распределении ресурсов на обеспечение доступности информации учитывать не только уязвимость отдельных элементов ССС к действию угроз доступности, но и негативные последствия для доступа абонентов к информации, которые будут иметь место при выходе конкретных БС и РРС из строя. На основе применения указанной функции с использованием метода динамического программирования впервые разработана методика оптимального распределения между станциями финансовых средств, выделяемых на повышения доступности ССС.

3. Предложены новые меры повышения доступности информации для абонентов ССС применительно к угрозам перегрузки, основанные на оптимизации зон обслуживания перегруженных и соседних незагруженных базовых станций, динамическом управлении зонами обслуживании БС, и, позволяющие в ряде случаев без значительных затрат, которых требует реализация традиционной меры — размещение новых БС, обеспечить повышение доступности информации для абонентов ССС.

4. Разработаны постановки и методики решения оптимизационных задач обоснования параметров мер повышения доступности информации для абонентов применительно к угрозам перегрузки базовых станций, отличающиеся от известных тем, что в качестве целевой функции используется разность между потерями трафика ССС, имевшими место до и после реализации рассматриваемой меры, а в алгоритме решения применены методы имитационного моделирования и многофакторной оптимизации на основе использования метода Ч? — преобразования. Использование предложенных методик, в отличие от традиционно используемых экспертных методов выбора параметров мер повышения доступности, позволит за счет применения формализованных, количественных методов оценки обеспечить более высокую обоснованность принимаемых решений.

Практическая ценность полученных результатов. Разработанное в диссертации методическое обеспечение оценки доступности информации для абонентов ССС и обоснования предпочтительных мер по ее повышению позволит перейти от традиционно используемых экспертных методов выбора мер повышения доступности, к методам, основанным на формализованных процедурах оценки способности различных элементов ССС обеспечивать доступ абонентов к информации и на формализованных процедурах обоснования наиболее эффективных мер ее повышения в широком спектре условий функционирования системы. Использование полученных результатов позволит повысить обоснованность принимаемых решений по обеспечению доступности к информации абонентов ССС при ограниченности выделяемых на это материальных и финансовых ресурсов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Региональной научной конференции молодых ученых «Методы и системы передачи и защиты информации в субъектах РФ, региональная и муниципальная, корпоративная информационная безопасность» (Воронеж 2003, 2005 гг.) — Региональной научной конференции молодежи «ЮниорИнфоСофети» (Воронеж 2004 г.) — IX, X и XI Международных научно-технических конференциях «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж 2003, 2004, 2005 гг. соответственно).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 научных статей и докладов. В работах [31,32] автором проанализированы источники и способы реализации угроз доступности информации для абонентов ССС стандарта GSM, охарактеризованы последствия реализации угроз доступности и способы их предупреждения. В работах [36, 37, 52] лично автору принадлежат разработка методик оценки последствий, к которым с позиций доступности информации могут приводить сбои и выход из строя радиорелейных и базовых станций. В работах [42,45] лично автору принадлежит разработка методики оценки информационной безопасности систем сотовой связи с позиций доступности. В работах [44, 82] лично автору принадлежит разработка методики обоснования мер по обеспечению доступности информации для абонентов систем сотовой связи. В работе [87] лично автору принадлежит разработка методики определения оптимальных параметров динамического управления зонами обслуживания базовых станций для повышения уровня доступности информации для абонентов ССС. В работах [92, 93] лично автору принадлежит разработка методики определения оптимальных параметров размещения новых базовых станций. В работах [95, 97] лично автору принадлежит разработка методики оценки возможностей снижения нагрузки на БС за счет использования ресурсов соседних незагруженных станций.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Вывод, что наиболее опасными угрозами доступности информации для абонентов ССС являются угрозы, приводящие к перегрузке базовых станций и транскодера системы, угрозы техногенного и стихийного класса, приводящие к сбоям и отказам базовых и радиорелейных станций, а также вывод о целесообразности использования данных подсистемы биллинга при решении задач повышения доступности информации для абонентов.

2. Методики оценки способности базовых, радиорелейных станций и транскодера обеспечивать доступ к информации абонентов ССС в условиях угроз, приводящих к перегрузкам, сбоям и отказам оборудования, а также методики оценки последствий для доступности в результате сбоев и отказов элементов ССС.

3. Методики определения оптимальных параметров мер, направленных на повышение способности базовых станций обеспечивать доступ к информации абонентов ССС (доступности БС) в условиях угроз, приводящих к их перегрузке,.

4. Зависимости показателей оценки эффективности мер повышения доступности БС от их параметров.

5. Структура и состав автоматизированного рабочего места специалиста по информационной безопасности в части решения задач обеспечения доступности информации для абонентов ССС.

Содержание работы. Структурно диссертационная работа включает введение, 4 главы и заключение. Основной текст изложен на 158 страницах. Работа содержит 45 рисунок, 8 таблицв работе имеются ссылки на 100 источников.

Выводы по четвертой главе.

1. С помощью разработанной в диссертационной работе методики применительно к угрозам, приводящим к перегрузке, проведена оценка способности БС, расположенных на территории областного центра, обеспечивать доступ абонентов к информации. Установлено, что по показателю доступности различные сектора БС могут отличаться на порядок и более. Около 14% секторов БС периодически испытывать перегрузку. В то же время около 16% секторов БС обладают излишними, превышающими необходимые потребности, ресурсами частот для обеспечения доступа к информации. Полученные результаты оценки свидетельствуют о работоспособности предложенной методики, а также практической полезности получаемых с ее помощью результатов для принятия решений по повышению или поддержанию на требуемом уровне доступности информации в условиях действия угроз, приводящих к перегрузке БС.

2. С использованием разработанной методики проведена оценка важности БС с позиций доступности информации для абонентов ССС. Расчеты проводились применительно к 14 станциям одного оператора, развернутых на территории областного центра. Установлено, что показатели важности различных БС могут отличаться друг от друга в 3 раза и более. Показано, что использование в качестве показателя важности БС величины потерь трафика, который понесет ССС в случае выхода соответствующей станции из строя, позволит по сравнению с величиной обсуживаемого станцией трафика более обоснованно определить вклад каждой БС в доступность информации в целом.

Проведена оценка важности радиорелейных станций ССС с позиций доступности информации. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии однозначной зависимости между обслуживаемым РРС трафиком и потерями трафика, которые бы имели место при выходе станций из строя.

3. Проведена оценка эффективности повышения доступности информации для абонентов ССС за счет более рационального использования ресурсов незагруженных станций, размещенных вблизи с перегруженными. Показано, что существуют оптимальная величина площади зоны обслуживания перегруженного сектора, при передаче которой в зону обслуживания незагруженного сектора соседней БС обеспечивается равенство (или наибольшая степень близости) показателей доступности рассматриваемых секторов. Установлено, что чем большей была начальная разница между показателями, характеризующими способность обеспечивать доступ абонентов к информации перегруженного и незагруженного секторов, тем при большей площади «передаваемой» зоны обслуживания наступает выравнивание показателей их доступности. Получены графические зависимости, позволяющие, по данным о степени исходной доступности перегруженного и незагруженного соседнего сектора, относительной величине площади, которая может быть передана для обслуживания незагруженному сектору определить конечную разность показателей доступности секторов БС, а также абсолютные значения этих показателей.

4. На основе оценки содержания имеющегося информационного обеспечения, а также возможностей созданного в работе методического обеспечения разработана технологическая схема решения задач обеспечения доступности информации для абонентов ССС. Хронологически она представлена двумя этапами, первый из них включает процедуры, связанные с анализом состояния доступности в реальных условиях функционирования ССС, второй — с синтезом мер по ее повышению. По характеру рассматриваемых угроз доступности в технологической схеме представлены два уровня. Первый уровень включает процедуры, направленные на недопущение перегрузки элементов ССС, второй — на парирование угроз, приводящим к сбоям и отказам оборудования.

5. Обоснованы состав и структура АРМ специалиста по информационной безопасности ССС (в части решения задач доступности). При решении этой задачи использовались следующие принципы: принцип приемлемости, предусматривающий применение ранее использовавшегося информационного и методического обеспечения решения задач доступности информации для абонентов СССпринцип открытости, предполагающий возможность дальнейшего совершенствования АРМ за счет включения в его состав новых баз данных и расчетных задачпринцип полноты, согласно которому включаемые в состав АРМ базы данных и расчетные задачи должны обеспечивать завершенность технологических циклов решения основных задач обеспечения доступности информации для абонентов ССС.

В состав информационной подсистемы предложено включить четыре базы данных. Расчетная подсистема должна быть представлена девятью расчетными задачами.

Заключение

.

1. В результате анализа принципов организации системы сотовой связи стандарта GSM выявлены следующие особенности ее функционирования, наиболее существенные с позиций обеспечения доступности информации для ее абонентов: жесткая централизация организации связи между абонентаминепостоянство структуры ССС, связанное с постоянным ростом числа абонентских и базовых станцийсущественно различный вклад однородных элементов системы в обеспечение доступности информацииразмещение инфраструктуры ССС на значительной территории.

2. На основе применения методов морфологического анализа сформировано исходное множество возможных угроз доступности информации для абонентов системы сотовой связи, отличающихся значениями следующих классификационных признаков: класс угрозы, способ реализации угрозы, характер последствий. Путем анализа данных одного из операторов ССС о нарушениях в работе системы связи, произошедшими за трехлетний период времени на территории субъекта РФ, установлено, что наиболее уязвимыми элементами с позиций обеспечения доступности информации для абонентов ССС являются базовые и радиорелейные станции, и в несколько меньшей степени — транскодер системы связи. При этом наиболее опасными угрозами доступности являются угрозы техногенного и стихийного класса, приводящие к сбоям и отказам БС и РРС, а также угроза перегрузки БС и транскодера ССС за счет несвоевременного принятия мер по обеспечению соответствия их пропускной способности потоку заявок.

3. В результате анализа применяемых в настоящее время на практике мер борьбы с наиболее опасными угрозами доступности информации для абонентов ССС установлены следующие их недостатки: при распределении финансовых ресурсов в интересах повышения способности базовых и радиорелейных станций ССС обеспечивать доступ абонентов к информации в условиях действия угроз техногенного и стихийного класса, приводящих к их сбоям и отказам, не учитывается уязвимость конкретных БС и РРС к воздействию угроз, а также не используются количественные данные о важности различных элементов ССС с позиций доступности информациидля оценки способности базовых станций обеспечивать доступ абонентов ССС к информации в условиях действия угроз, приводящих к их перегрузке станций, используются приближенные данные, такие, как усредненные за продолжительный интервал времени (час, день), число блокированных вызовов, процент занятости каналов, частота перехода БС в режим полускоростного кодирования, которые лишь косвенно могут характеризовать доступность информации для абонентов ССС. Использование этих данных затрудняет определение степени близости элементов системы к состоянию, когда они теряют способность обеспечивать доступ абонентов к информации. Это, в свою очередь, затрудняет принятие превентивных мер по обеспечению требуемого доступности информации. Кроме того, эти данные не позволяют рассматривать применение мер повышения доступности информации, основанных на динамическом управлении зонами обслуживания базовых станций, а также мер, предусматривающих использовании ресурсов соседних, незагруженных БСместа размещения новых БС, определяются экспертными методами, без количественное обоснования, в результате чего не обеспечивается оптимальность принимаемых решенийрешения о необходимости установки дополнительных транскодеров принимается в случае, когда уже действующие транскодеры не справляются с потоком поступающих заявок на обслуживание. Анализ функционирования транскодеров производится с помощью экспертных методов с привлечением обобщенной информации об обслуживаемом ими трафике.

4. Для оценки доступности информации для абонентов ССС и обоснования мер по ее повышению впервые предложено использовать данные, хранящиеся в подсистеме биллинга. Основные преимущества использования этой информации состоят в следующем: возможность получения зависимостей показателей, характеризующих способность элементов ССС обеспечивать доступ абонентов к информации, от параметров предлагаемых мер, направленных на повышению доступности информациивысокая (с точностью до секунды) подробность представления информации о заявках на обслуживаниедлительное хранения (измеряемая месяцами).

5. Впервые разработана система методик для оценки способности базовых и радиорелейных станций обеспечивать доступ абонентов ССС к информации в условиях угроз, приводящим к перегрузкам БС, сбоям и отказам БС и РРС. В качестве основной исходной информации в методиках используются данные подсистемы биллинга о времени начала и окончания обслуживания абонентов и секторах БС, через которые это обслуживание осуществлялось. Новизна разработанного методического обеспечения анализа доступности информации для абонентов ССС состоит в следующем: впервые в качестве показателей, характеризующих способность базовых станций обеспечивать доступ абонентов ССС к информации (показателей доступности БС), применительно к угрозам, приводящим к их перегрузке, предложено использовать число абонентов одновременно обслуживаемых ими в текущий момент времени, а также вероятность того, что сектор в произвольный момент времени будет находиться в состоянии перегрузки или близком к нему. Использование этих показателей позволит: получать подробные данные о доступности БС, и, тем самым, даст возможность реализации динамических мер повышения доступности БСобъективно оценивать доступность БСпринимать превентивные меры по повышению доступности. Для оценки доступности БС предложено использовать метод особых состояний, позволяющий в приемлемые для практики сроки производить обработку информации об обслуживании большого (исчисляемого сотнями тысяч и миллионами) числа сеансов связивпервые предложено оценивать важность Б С и РРС с позиций доступности и в качестве показателя важности предложено использовать потери трафика, который будут иметь место в случае выхода той или иной базовой или радиорелейной станции из строя. Использование рассчитанных показателей важности позволит более эффективно распределять средства, выделяемые на обеспечение (повышение) доступности информации. Впервые на основе методов имитационного моделирования и использования данных подсистемы биллинга разработаны методики оценки важности БС и РРС, учитывающие возможность парирования потерь трафика, вызванных выходом из строя рассматриваемых РЭС, за счет использования ресурсов соседних средстввпервые на основе аппарата марковских процессов разработаны методики оценки способности БС и РРС обеспечивать доступ абонентов к информации в условиях действия угроз, приводящих к их сбоям и отказам.

6. Впервые разработаны методики оптимального распределения финансовых ресурсов, выделяемых для базовых и радиорелейных станций на парирование угроз техногенного и стихийного класса, приводящим к их сбоям и отказам. Достоинством методик, разработанных на основе метода динамического программирования, является то, что при распределении ресурсов учитывается не только уязвимость отдельных базовых или радиорелейных станций к воздействию угроз, но и негативные с позиций доступности информации последствия, которые будут иметь место в результате выхода из строя той или иной базовой или радиорелейной станции.

7. Впервые предложен способ повышения доступности информации для абонентов ССС за счет использования ресурсов соседних с перегруженной незагруженных станций и на основе методов имитационного моделирования разработана методика оценки его возможностей. Содержание методики состоит: в моделировании местоположения абонентов, ранее обслуживавшихся загруженным секторомоценке возможности их обслуживания сектором соседней незагруженной БС при заданном значении критерия выбора сектора для обслуживания абонентовопределении с использованием метода дихотомии оптимального значения указанного критерия, обеспечивающего максимальное выравнивания нагрузки на рассматриваемые секторы. С использованием разработанной методики впервые получены графические зависимости, позволяющие, по данным о степени исходной доступности перегруженного и незагруженного секторов, относительной величине площади, которая может быть передана для обслуживания незагруженному сектору, определить конечную разность показателей, характеризующих способность секторов БС обеспечивать доступ абонентов к информации, а также абсолютные значения этих показателей.

8. Впервые предложен способ повышения доступности информации для абонентов ССС за счет динамического управления зонами обслуживания базовых станций и на основе методов имитационного моделирования и использования данных подсистемы биллинга разработана методика определения оптимальных параметров такого управления. Содержание методики состоит: в последовательной имитации изменения азимута и угла места ориентации антенн незагруженных секторов соседних БСрасчете целевой функции — разности потерь трафика, имевших место до и после реализации рассматриваемой меры при различных (задаваемых по случайному равномерному закону) значениях оптимизируемых параметров (времени изменения и углов ориентации антенны очередного незагруженного сектора) — последующем определении с помощью метода V — преобразования максимального значения целевой функции применительно к каждому из рассматриваемых секторов соседних БСвыявлении сектора, изменение положения которого обеспечивает наибольший рост доступности информации для абонентовопределение оптимальных значений параметров динамического управления зоной обслуживания этого сектора.

9. Впервые формализована задача определения параметров размещения новых базовых станций, оптимальных с позиций обеспечения доступности информации для абонентов ССС, и разработана методика ее решения. Содержание методики, основанной на использовании методов имитационного моделирования и метода Ф — преобразования, состоит в: имитации размещения новой БСимитации с использованием данных подсистемы биллинга местоположения абонентов, ранее обслуживавшихся перегруженным сектором, в пределах прежней (до реализации рассматриваемой меры) зоны его обслуживанияопределении сектора, которым будет обслуживаться каждый из абонентов при заданных значениях оптимизируемых параметров — углов ориентации антенн секторов новой БС и угла места антенны перегруженного секторарасчете показателей, характеризующих способность секторов новой и действующей станций обеспечивать доступ абонентов к информациивыявлении местоположения новой БС, при котором обеспечивается наибольший рост доступности информации для абонентов СССопределении с использованием метода Ч* — преобразования оптимальных значений параметров ориентации антенн БС. Разработка методики позволит перейти от экспертных методов решения задачи к формализованным и тем самым повысить обоснованность и качество принимаемых решений.

10. С помощью разработанной в диссертационной работе методики применительно к угрозам, приводящим к перегрузке, проведена оценка способности БС, расположенных на территории областного центра, обеспечивать доступ к информации абонентов ССС. Установлено, что по показателю, характеризующего способность обеспечивать доступ абонентов к информации, различные секторы БС могут отличаться на порядок и более. Около 14% секторов БС периодически испытывать перегрузку. В то же время около 16% секторов БС обладают излишними, превышающими необходимые потребности, ресурсами частот для обеспечения доступности информации. Полученные результаты оценки свидетельствуют о работоспособности предложенной методики, а также о практической полезности получаемых с ее помощью результатов для принятия решений по повышению или поддержанию на необходимом уровне способности БС обеспечивать доступ абонентов к информации в условиях действия угроз, приводящих к их перегрузке.

11. С использованием разработанной методики проведена оценка важности БС с позиций доступности информации для абонентов. Расчеты проводились применительно к 14 станциям одного оператора, развернутых на территории областного центра. Установлено, что показатели важности различных БС могут отличаться друг от друга в 3 раза и более. Установлено, что использование в качестве показателя важности БС величины потерь трафика, которые будут иметь место в случае выхода соответствующей станции из строя, позволит по сравнению с величиной обсуживаемого станцией трафика более обоснованно определить вклад каждой БС в обеспечение доступность информации в целом.

Проведена оценка важности с позиций доступности информации для абонентов радиорелейных станций ССС. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии однозначной зависимости между обслуживаемым РРС трафиком и потерями трафика, которые бы имели место при выходе станций из строя.

12. Проведена оценка эффективности повышения доступности информации для абонентов за счет использования ресурсов соседних с перегруженными незагруженных станций. Показано, что существуют оптимальная величина площади зоны обслуживания перегруженного сектора, при передаче которой в зону обслуживания незагруженного сектора соседней БС обеспечивается равенство (или наибольшая степень близости) показателей доступности рассматриваемых секторов. Установлено, что чем большей была начальная разница между показателями доступности перегруженного и незагруженного секторов, тем при большей площади «передаваемой» зоны обслуживания наступает выравнивание показателей их доступности.

13. Проведена оценка эффективности оптимального распределения ресурсов в целях повышения способности БС и РРС обеспечивать доступ абонентов к информации при действии угроз, приводящих к их сбоям и отказам. Показано, что существуют оптимальные величины средств, при распределении между станциями которых обеспечивается наибольшее снижение потерь доступности информации. Установлено, что при оптимальном распределении средств можно снизить потери доступности более чем на 16%, в сравнении с равномерным распределением.

14. На основе оценки содержания имеющегося информационного обеспечения, а также возможностей созданного в работе методического обеспечения разработана технологическая схема решения задач доступности информации для абонентов ССС. Хронологически она представлена двумя этапами, первый из которых включает процедуры, связанные с анализом способности элементов ССС обеспечивать доступ абонентов к информации в реальных условиях их функционирования, второй — с синтезом мер по повышению доступности. По характеру парируемых угроз доступности в технологической схеме представлены два уровня. Первый уровень включает процедуры, направленные на недопущение перегрузки элементов ССС, второй — на парирование угроз, приводящим к сбоям и отказам оборудования.

15. Обоснованы состав и структура АРМ специалиста по информационной безопасности ССС (в части решения задач доступности). При решении этой задачи использовались следующие принципы: принцип приемлемости, предусматривающий применение ранее использовавшегося информационного и методического обеспечения решения задач доступности информации для абонентов СССпринцип открытости, предполагающий возможность дальнейшего совершенствования АРМ за счет включения в его состав новых баз данных и расчетных задачпринцип полноты, согласно которому включаемые в состав АРМ базы данных и расчетные задачи должны обеспечивать завершенность технологических циклов решения основных задач обеспечения доступности информации для абонентов ССС.

В состав информационной подсистемы предложено включить четыре базы данных:

БД «Заявки на обслуживание абонентов" — БД «Показатели доступности БС" — БД «Зоны обслуживания БС" — БД «Меры повышения доступности».

Расчетная подсистема должна быть представлена девятью расчетными задачами:

РЗ «Оценка доступности БС применительно к угрозам перегрузки" — РЗ «Оценка доступности БС применительно к угрозам, приводящим к сбоям и отказам»;

РЗ «Оценка доступности РРС применительно к угрозам, приводящим к сбоям и отказам»;

РЗ «Оценка важности БС с позиций доступности информации»;

РЗ «Оценка важности РРС с позиций доступности информации».

РЗ «Оптимальное распределение ресурсов на парирование угроз, приводящим к сбоям и отказам»;

РЗ «Определение оптимальных границ зон обслуживания БС»;

РЗ «Определение оптимальных параметров динамического управления зонами обслуживания БС»;

РЗ «Определение оптимальных параметров размещения новых БС».