Управление беспилотными системами от первого лица предполагает передачу видеопотока от беспилотной системы к внешнему пилоту. Качество передаваемого видеопотока напрямую влияет на оценку внешним пилотом текущей полетной обстановки и формирование корректных и своевременных управляющих воздействий. В статье исследуется зависимость вероятности достижения цели функционирования беспилотной системы от значений объективных метрик качества видеопотока (SSIM, PSNR).

Актуальность работы обусловлена необходимостью определения параметров системы видеокодирования при FPV-управлении беспилотной системы в зависимости от заданной вероятности достижения цели ее функционирования.

Используемые методы: при обработке результатов натурных экспериментов были использованы методы статистического анализа, теории планирования эксперимента и теории вероятностей.

Результаты: обоснованы количественные значения требований к объективным метрикам качества передаваемого видеопотока при использовании стандартных видеокодеков для заданной вероятности достижения цели функционирования при FPV-управлении беспилотными системами различного назначения.

Новизна полученных результатов заключается в том, что требования к показателям качества передаваемого видеопотока задаются не экспертным путем, а экспериментально – на основе анализа качества передаваемого видеопотока, позволившего сформировать управление беспилотной системой, при котором были достигнуты цели ее функционирования.

Практическая значимость: определены требуемые значения показателей качества FPV-видеопотока, при которых возможно FPV-управление при заданной вероятности достижения цели функционирования беспилотной системы.

Актуальность. Современные бизнес-процессы критически зависят от непрерывной доступности данных, при этом частота инцидентов утраты информации из‑за ransomware‑атак, отказов оборудования и ошибок администраторов устойчиво растет.

Целью исследования является разработка и обоснование комплексного подхода к построению централизованных систем резервирования данных, обеспечивающих минимизацию времени восстановления и максимизацию вероятности успешного восстановления при катастрофических сбоях различной природы.

Методы. Методологической основой работы выступают системный подход к проектированию архитектуры резервного копирования, методы количественного анализа рисков и сравнительный анализ.

Решение (результаты). Разработан комплексный архитектурный подход, основанный на централизованной pull‑ориентированной системе резервного копирования. Сформирована методика выбора между полным резервированием дисков и гранулярным файловым резервированием.

Научная новизна состоит в обосновании комплексной централизованной системы резервирования данных, объединяющей snapshot‑ориентированное резервирование, многоуровневую архитектуру хранения и pull‑модель с физически и логически изолированным сервером.

Теоретическая значимость заключается в развитии научно‑методического аппарата обеспечения непрерывности бизнес-процессов за счет формализации критериев выбора режимов резервирования и архитектурных решений с учетом ограниченности ресурсов и неоднородности данных.

Практическая значимость работы проявляется в разработке конкретных архитектурных требований и рекомендаций по построению систем резервного копирования.

Актуальность Информационно-ориентированная сеть ICN является перспективной концепцией для описания и моделирования современных инфотелекоммуникаций, где информационное взаимодействие рассматривается как условно независимое от применяемых телекоммуникационных технологий и осуществляется на основе именованных объектов данных. В цифровых системах Индустрии 4.0, включая системы Интернета вещей, требуется обеспечить оперативное ситуационное информирование в масштабах сети взаимодействующих объектов путем распространения существенной информации. Вследствие этого возникает задача анализа общей динамики распространения сенсорной информации в форме актуальных данных в процессе обработки сведений на узлах ICN. Актуальный статус данных обеспечивает эффективное принятие решений по управлению объектами и информационными потоками. Для повышения быстродействия сенсорные данные размещаются в семантической кэш-памяти узлов сети ICN. В работе представлен подход к исследованию процесса распространения актуальных данных в ICN на основе информационной диффузии посредством детерминированных моделей, основанных на имитации эпидемии. Получение данных с актуальным статусом о значимом событии от исходного узла рассматривается как аналог процесса условного заражения узлов ICN. Такой подход позволяет оценить темп обновления узлами ICN информации от актуального источника и обеспечить принятие решений по управлению на основе обмена оперативными знаниями в виде сенсорной информации.

Цель исследования: повышение эффективности управления информационными потоками в сети ICN при распространении сенсорных данных.

Методы: аналитический обзор научных публикаций, численные методы, имитационное моделирование.

Решение: разработана аналитическая модель распространения данных с актуальным статусом в сети ICN на основе системы обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих диффузионные процессы SIR-модели. Представлены результаты независимого дискретно-событийного моделирования распространение сенсорных данных ICN в симуляторе ns-3. Алгоритм моделирования основан на применении детерминированной модели эпидемий.

Новизна работы определяется предложенным авторами подходом к анализу и отображению динамики распространения контента в сети ICN, для значимого (актуального) события, и оценки максимального темпа распространения данных с актуальным статусом.

Практическая значимость заключается в получении оценки интенсивности изменения ситуационной осведомленности в сенсорных сетях при распространении актуальной информации.

Актуальность: В состав современных внутриобъектовых информационно-телекоммуникационных систем входят подсистемы, использующие технологию Ethernet. К ним относятся IP-телефония, точки доступа Wi-Fi, системы видеонаблюдения, системы контроля и управления доступом, сенсорные системы интеллектуального пространства, включающие датчики и исполнительные устройства интернета вещей, и т. п. Питание многих подсистем может осуществляться централизовано от коммутаторов и инжекторов Ethernet по технологии PoE (аббр. от англ. Power over Ethernet – передача питания по сети Ethernet). Для увеличения расстояния до терминалов используются репитеры или удлинители PoE.

Постановка задачи. При проектировании линии внутриобъектовой связи, сегменты которой соединены друг с другом через РоЕ-репитеры, необходимо определять ее предельную протяженность. Методика расчета предельной протяженности линии с РоЕ-репитерами не представлена в известных источниках.

Цель работы: разработка инженерного метода определения максимальной протяженности линии внутриобъектовой связи с применением РоЕ-репитеров. В качестве входных параметров используются шлейфовое сопротивление витой пары, напряжение источника, мощность собственного потребления репитера и мощность потребления питаемого терминального устройства. Отдельные сегменты такой структуры считаются однотипными, а в отношении параметров линейного тракта и применяемого активного оборудования действуют ограничения спецификаций IEEE 802.3af и IEEE 802.3at.

Новизна: разработана математическая модель последовательно включенных участков линии внутриобъектовой связи, связанных друг с другом через РоЕ-репитеры.

Практическая значимость: определены предельные возможности РоЕ-репитеров и показано влияние их собственной мощности потребления на максимальную протяженность линии. Разработанный метод расчета может быть использован для проектирования составных частей внутриобъектовых информационно-телекоммуникационных систем. Предложенная модель, методика расчета и ее исследование могут быть использованы в учебном процессе СПбГУТ и других университетов телекоммуникаций.

Актуальность. Цифровизация промышленного производства и переход к концепции предиктивного технического обслуживания ставят перед разработчиками систем мониторинга задачу обеспечения высокой точности и своевременности диагностики состояния автономно работающего оборудования. Анализ акустических сигналов, издаваемых оборудованием в процессе функционирования, становится эффективным инструментом неинвазивного контроля. Однако практическое внедрение подобных систем в условиях ограниченных вычислительных и сетевых ресурсов сопряжено с проблемами оценки вероятностно-временны́х характеристик доставки акустических данных и выбора оптимальных режимов функционирования.

Цель исследования состоит в разработке формализованной модели, позволяющей оценивать задержки и вероятность своевременной доставки пакетов акустических данных для выявления аномалий в работе оборудования при различных параметрах архитектуры системы.

Методы. Для описания процесса передачи данных предложена двухфазная модель системы массового обслуживания с регулируемым доступом. В работе использованы аналитические методы, включая теорию массового обслуживания, преобразования Лапласа ‒ Стилтьеса, модели пуассоновских потоков.

Результаты. Получены выражения для расчета среднего времени доставки и обработки пакетов акустических данных, а также вероятности их своевременной доставки и анализа. Проведена оценка влияния параметров системы на вероятностно-временны́е характеристики процесса.

Новизна заключается во введении параметризованного механизма приоритизации трафика и комплексном моделировании архитектуры системы обработки акустических данных в стохастических условиях. Предложенная модель учитывает специфику промышленного применения и дает возможность прогнозирования поведения системы.

Теоретическая значимость определяется расширением математического аппарата анализа процессов передачи и обработки данных на базе теории массового обслуживания и стохастического моделирования.

Практическая значимость заключается в возможности применения модели для проектирования и настройки систем мониторинга под конкретные требования объектов критической инфраструктуры.

Обеспечение помехоустойчивости радиотехнических систем, работающих в жестких энергетических и спектральных рамках, представляет собой актуальную научно-техническую задачу, особенно в присутствии импульсных помех с негауссовским распределением. В данной работе рассматривается применение сигнально-кодовых конструкций на основе решетчато-кодовой модуляции в качестве эффективного решения для повышения помехоустойчивости без расширения полосы пропускания.

Целью исследования является комплексная оценка влияния статистических параметров каналов, описываемых моделями Бернулли – Гаусса и Миддлтона класса А, на вероятность битовой ошибки системы, а также установление аналитической взаимосвязи между данными моделями в различных режимах функционирования.

Методология работы базируется на теоретическом анализе с использованием аппарата математической статистики и верификации результатов посредством имитационного моделирования в среде MATLAB.

Научная новизна заключается в проведении обобщенного анализа стабильности системы решетчато-кодовой модуляции при широкой вариации параметров помех и, в частности, в разработке методики определения границ применимости моделей. Предложенный подход позволяет обоснованно переходить от вычислительно сложной модели Миддлтона к более простым аппроксимациям (Бернулли – Гаусса или Гаусса), что обеспечивает упрощение математического описания системы при сохранении требуемой достоверности результатов.

Результаты моделирования демонстрируют, что увеличение отношения мощностей гауссовской и импульсной компонент закономерно повышает помехоустойчивость системы для обоих типов модуляции: 8-позиционной фазовой манипуляции и 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляции. В части верификации границ эквивалентности моделей установлено, что аппроксимация моделью Бернулли – Гаусса допустима при значении импульсного индекса  для обоих типов модуляции. В то же время сходимость к гауссовской модели достигается при различных пороговых значениях:  для 8-позиционной фазовой манипуляции и  для 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляции, что обусловлено различием в плотности сигнальных созвездий.

В работе исследуются методы пространственно‑временно́го кодирования сигналов в системах MIMO‑OFDM при передаче в нестационарных частотно‑селективных каналах. Рассмотрены ограничения традиционных подходов (STBC, SFBC) при высоких уровнях доплеровского сдвига и частотной избирательности. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения спектральной эффективности и устойчивости беспроводных систем связи к межсимвольным помехам и доплеровским искажениям.

Используемые методы. В статье предложена структура комбинированного алгоритма пространственного кодирования WHSTBC‑CC, основанного на сопряженном подавлении и преобразовании Уолша –Адамара. Построены математические модели передающих и приемных сигналов, учитывающие влияние искажений канала и аддитивного белого гауссова шума. Для анализа эффективности применены методы моделирования с учетом нормированных значений доплеровского сдвига и коэффициентов временно́й и частотной корреляции.

Результаты. Показано, что использование WHSTBC‑CC обеспечивает повышение устойчивости передачи и снижение вероятности ошибок при fdT ≤ 0,01. Коэффициент энергетического выигрыша метода составляет 5–12 дБ по сравнению с классическим STBC и практически не зависит от частотной избирательности канала. Разработанная в работе модификация пространственного кодирования с использованием преобразования Уолша – Адамара и алгоритма сопряженного подавления позволяет частично компенсировать указанные недостатки, повышая устойчивость системы и обеспечивая выигрыш по энергии до 12 дБ по сравнению с классическим STBC. Экспериментальные измерения на подвижной SDR-платформе подтвердили работоспособность предложенного подхода в условиях реальной радиосреды, включая сценарии с прямой видимостью и без нее.

Новизна работы заключается в разработке алгоритма адаптивного пространственного кодирования, интегрирующего различные схемы (STBC, SFBC) в зависимости от параметров канала.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и оптимизации систем MIMO‑OFDM для сетей мобильной связи и широкополосного доступа, а также в специализированных радиосетях, функционирующих в условиях высокой нестационарности и воздействия средств радиоэлектронного подавления.

Актуальность. Несмотря на развитие технологий 5G, использование 4G остается актуальным. Более того, параметры радиоинтерфейса LTE лежат в основе NR, что делает результаты, полученные для LTE, применимыми и к NR. Позиционирование в сетях LTE основано на измерениях времени прихода сигналов ToA. Условия отсутствия прямой видимости в многолучевом канале вызывают значительные ошибки оценки ToA и требуют разработки методов их компенсации для повышения точности позиционирования.

Целью работы является повышение точности измерений ToA в условиях отсутствия прямой видимости за счет исследования и разработки методов совместной максимально-правдоподоподобной оценки JML ToA в многолучевом канале.

Результаты. Показано, что использование метода 2D-JML более эффективно по сравнению с 1D-JML, особенно в сценариях с близкорасположенными многолучевыми компонентами, характерными для сигналов с малой полосой частот. Улучшение достигается при научно обоснованном выборе числа отсчетов сигнала на выходе многолучевого канала. Установлено, что в моделях EPA, EVA и ETU при  после устранения интерференции точность дальномерных измерений методом 2D-JML с гибридной моделью отсчетов составляет от 26 до 60 м для полосы 1,4 МГц и менее 4 м для 20 МГц.

Новизна. Впервые представлено комплексное научное обоснование ширины полосы и числа отсчетов для метода совместной максимально-правдоподобной оценки ToA в многолучевом канале в типовых сценариях позиционирования устройств LTE для достижения метровой точности дальномерных измерений.

Теоретическая значимость. Уточняются теоретические основы оценки времени прихода сигнала в многолучевых каналах LTE. Предложенный метод JML оценки ToA развивает классический метод максимально правдоподобия, учитывая структуру канала и позволяя приблизиться к НГКР. Результаты могут использоваться при дальнейшем развитии теории позиционирования на основе OFDM-сигналов.

Практическая значимость. Метод JML может быть реализован в существующих устройствах LTE/LTE-A для повышения точности позиционирования без изменения инфраструктуры сети. Полученные результаты применимы и для разработки алгоритмов позиционирования в перспективных сетях 5G.

Актуальность. Организация длиннопролетных волоконно-оптических линий связи (например, DWDM) с использованием традиционных эрбиевых усилителей, требует их размещения в населенных пунктах, с целью электропитания и проведения регламентных работ. Это сказывается на увеличении длины секций, количества усилительных пунктов и накопление шума, что влечет рост стоимости сети и необходимости установки регенераторов. Альтернативой является технология удаленной накачки усилителя (ROPA). Однако ее внедрение требует решения вопросов о максимальной мощности накачки, ее влияния на информационный сигнал при разных форматах модуляции и об оптимальной длине усилительного участка. Исследования в этой области нуждаются в углубленном анализе и проверке полученных результатов другими учеными.

Целью работы является анализ схем построения длиннопролетных линий связи на базе ROPA-усилителей для систематизации и расширения теоретических аспектов в области исследования, определения параметров сигнала накачки и оптимальной конфигурации линии. В работе применены методы системного анализа, аналитического обзора литературы, обобщения, а также аналитический расчет мощности накачки и длины усилительного участка.

Результат. Показано, что для линии протяженностью 350 км с двумя ROPA-усилителями требуется источник накачки мощностью 2 Вт по выделенному волокну ITU-T G.652B. Для секции 500 км рекомендуется использовать волокна ITU-T G.652B и ITU-T G.654Е, а также гибридные усилители (рамановский и эрбиевый) на концах линии, с передачей информационного сигнала и сигнала накачки по одному волокну. Отмечено, что такая концепция может вызвать нелинейные искажения, требующие дополнительного исследования.

Научная новизна заключается в сравнительном анализе двух схем удаленной накачки и в выдвижении гипотезы о возрастании нелинейных эффектов и ошибок при совместной передаче мощного сигнала накачки и информационного сигнала по одному волокну.

Практическая значимость. Результаты могут применены при проектировании магистральных сетей DWDM протяженностью до 500 км для телекоммуникационных и энергетических компаний.

Теоретическая значимость. Работа систематизирует и обобщает знаний в области удаленной накачки EDF-волокна, позволяя точнее оценить пределы и перспективы технологии.