КОМПЬЮТЕРНЫЕ НАУКИ И ИНФОРМАТИКА
В настоящей работе рассматривается подход к моделированию информационных процессов и оценке их эффективности в автомобильных самоорганизующихся сетях (VANETs). Приводятся результаты численного моделирования взаимодействия граничных устройств в традиционной конфигурации и с использованием кластерного подхода к разбиению стационарных вычислительных устройств. Показано, что в транспортной сети исследуемый подход позволяет существенно увеличить процент обслуженных устройств, тем самым свести к минимуму общую задержку вычислений, что значительно повысит эффективность работы динамической системы.
ЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬ
Проведен анализ методов синтеза диаграмм направленности антенных решеток с различным расположением излучающих элементов. В результате предложена методика синтеза амплитудно-фазового распределения на основе метода парциальных диаграмм направленности с использованием алгоритмов эволюционной оптимизации. Представлены результаты реализации методики для низкопрофильной совмещенной кольцевой концентрической антенной решетки, пятиэлементной решетки на основе несимметричных антенн «волновой канал» и конформной решетки, состоящей из произвольно расположенных антенн PIFA. Приведены рассчитанные амплитудно-фазовые распределения и диаграммы направленности. Методика позволяет оценить потенциальные возможности антенн с учетом взаимных связей и влияния элементов конструкции носителя.
Планирование сетей беспроводного доступа стандарта IEEE 802.11 невозможно без выбора частотного плана, т. е. набора частотных каналов заданного типа. Это особенно важно ввиду того факта, что частотная конфигурация распределенной сети существенно зависит от решений проектировщика и администратора инфраструктуры. Кроме того, предусмотренные стандартом центральные частоты каналов не гарантируют полного отсутствия их негативного взаимного влияния друг на друга. Рассматривая радиопокрытие двухмерной целевой зоны радиопокрытия сети как «замощение», т. е. наиболее плотное заполнение плоскости зонами покрытия отдельных точек доступа, для конкретной структуры «замощения» необходимо выбрать наилучшее решение по частотному планированию из числа возможных. Для этого следует рассмотреть практически применимые случаи использования различного числа каналов в свете задачи «замощения» плоскости, принимая во внимание пересечение спектральных масок в соответствующей полосе частот. В данной работе частотно-территориальное планирование в сетях IEEE 802.11 рассмотрено с позиции «замощения» плоскости регулярными структурами и предложена модель, которая бы учитывала эффекты межканальных помех, давала бы критерий оценки и была бы применима для выбора лучшей частотной конфигурации для соответствующей регулярной структуры.
Разработана аналитическая методика определения зависимости интервала частотной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии от отношения рабочей частоты к максимально применимой частоте степени диффузности ионосферы (интенсивности мелкомасштабных неоднородностей) и дальности связи (протяженности радиолинии). Эта зависимость получена в виде произведения традиционного интервала частотной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии на понижающий коэффициент. Обосновано, что по мере увеличения отношения рабочей частоты к максимально применимой величина традиционно определяемого интервала частотной корреляции замираний уменьшается, а понижающего коэффициента ‒ возрастает. Установлены оптимальные значения рабочей частоты (по отношению к максимально применимой частоте) по критерию обеспечения максимальных значений интервала частотной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии. Показано, что увеличение дальности декаметровой связи приводит к расширению интервалов частотной корреляции замираний, а увеличение уровня диффузности ионосферы приводит к увеличению среднеквадратического отклонения флуктуаций фазового фронта волны на выходе ионосферы, что оказывает влияние на уменьшение максимального значения интервала частотной корреляции замираний, которое наблюдается при более низком оптимальном значении рабочей частоты в однолучевой декаметровой радиолинии. Полученные результаты позволят провести оценку помехоустойчивости приема сигналов при различных значениях интервалов частотной корреляции, в том числе и при возникновении частотно-селективных замираний.
Эволюция сетей подвижной связи (СПС) 1G–4G показала, что сетевое позиционирование традиционно рассматривалось как одна из дополнительных возможностей в процессе стандартизации, построения и эксплуатации сетей, которая была востребована тогда, когда сигналы глобальных навигационных спутниковых систем оказывались недоступны; определение местоположения устройств в СПС осуществлялось преимущественно в интересах экстренных служб и обеспечения правопорядка. Однако развитая инфраструктура СПС открывала широкие возможности для определения местоположения, поэтому в процессе эволюции, начиная с аналоговых СПС 1G, совершенствовались и методы позиционирования. Цифровые СПС 2G GSM способствовали развитию сетевого позиционирования с точностью до десятков-сотен метров по требованию регулятора. Глобализация СПС связана с образованием партнерского проекта 3GPP для стандартизации сетей 3G UMTS. С поколения 3G в процессе стандартизации СПС в спецификациях 3GPP стали предъявляться требования к сетевому определению местоположения. Данная тенденция получила продолжение в СПС 4G LTE и дальнейшее развитие в сетях 5G. Для сетей 5G в последних спецификациях 3GPP, в отличие от СПС предыдущих поколений, впервые формализованы требования к точности позиционирования до одного метра. При этом, помимо традиционных для 2G–4G случаев экстренного вызова, представлены сценарии позиционирования в сетях связи общего пользования, как для абонентов, так и для устройств: услуги на основе позиционирования LBS, позиционирование в промышленности и здравоохранении, при управлении дорожным движением, для железнодорожных и морских грузоперевозок, а также позиционирование с использованием беспилотных летательных аппаратов. Для решения амбициозной задачи позиционирования с точностью до одного метра, что примерно на порядок меньше, чем в СПС предыдущих поколений, в сетях 5G на уровне радиоинтерфейса используются специальные опорные сигналы позиционирования PRS (Positioning Reference Signals), впервые предложенные в СПС 4G LTE. Новый радиоинтерфейс 5G NR, в отличие от СПС предыдущих поколений 4G LTE, допускает использование на порядок более широких полос частот в диапазоне миллиметровых волн, что позволяет достигнуть метровой точности позиционирования. С точки зрения сбора и обработки первичных измерений точность позиционирования определяется, в первую очередь, используемыми сигналами. Обращение к встроенным функциям пакета расширения 5G Toolbox специального программного обеспечения Matlab позволяет визуализировать процедуры конфигурации сигналов PRS в частотно-временном домене радиоинтерфейса 5G NR. В первой части исследования, посвященного моделированию технологии сетевого позиционирования 5G NR, формализуются процедуры конфигурации сигналов PRS, используемые для сбора первичных измерений. Имитационное моделирование процедур вторичной обработки первичных измерений с результирующей оценкой координат устройств 5G NR является предметом исследования второй части. Результатом настоящей работы является обоснование проблемы достижения метровой точности позиционирования устройств в сетях пятого и последующих поколений, а также постановка задачи на вторичную обработку первичных измерений по сконфигурированным сигналам PRS.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
Рассматривается семантическая знаковая система, представленная двумя различными наборами элементов, посредством которых создаются объекты творчества, соотносимые с естественной деятельностью человека и Природы, воспроизводящей многочисленные виды живых организмов. Используя понятия и определения рабочих процессов в нейронных сетях, рассматриваются принципы создания нейронных трансмиттерных образов. Формализуя процессы создания объектов творчества, представлена топологическая вычислительная модель компьютерного синтеза нейротрансмиттерных образов, обладающих подобием форм.
Современные системы синтеза звука позволяют реализовать в значительной мере сложные алгоритмы генерации сигналов. Теория синтеза звука активно использует математический аппарат аналоговой и цифровой радиотехники и обработки сигналов, однако следует отметить, что классические модели сигналов, применяемые в акустике, не являются адекватными реальным синтезированным сигналам, главным образом, в силу значительной сложности последних. В данной статье представлены модели реальных синтезированных сигналов, характерных для практического использования.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
Для систем радиолокации и связи поиск кодовых последовательностей с хорошими корреляционными свойствами остается актуальной задачей. В работе показаны результаты анализа апериодических автокорреляционных функций новых кодовых последовательностей, основанных на персимметричных квазиортогональных циркулянтах. Приведены численные значения параметров качества кодовых последовательностей, полученных по различным стратегиям: максимальный уровень бокового лепестка, интегральный уровень боковых лепестков и мерит-фактор. Применение новых кодовых последовательностей позволяет снизить максимальный уровень бокового лепестка апериодической автокорреляционной функции, а также снизить суммарную энергию боковых лепестков, что позволяет сделать вывод о перспективности их применения. Полученные результаты направлены на стимулирование научного интереса к новым квазиортогональным базисам как основе пересмотра алгоритмов кодирования сигналов.
Исследование компьютерных инцидентов является важным направлением деятельности в области информационной безопасности. В работе рассматривается метод описания свойств объектов средств вычислительной техники для обеспечения постинцидентного аудита. Исследование инцидентов рассматривается с помощью анализа свойств объектов энергозависимой памяти и сетевого трафика. Данные свойства представлены в виде совокупности атрибутов и анализируются путем применения теории графов. Для решения конечной задачи определения и формализации компьютерного инцидента могут применяться различные алгоритмы на графах и совокупности свойств. В работе представлен вычислительный эксперимент постинцидентного аудита средств вычислительной техники на примере определения компьютерного инцидента. Представленный метод минимизирует объемы обрабатываемой информации путем использования для анализа только атрибутов.
Изложено состояние современной российской радиоиндустрии, исследованы схемы организации тракта совместной передачи в одном радиоканале программ аналогового и цифрового ЧМ/DRM-радиовещания в диапазоне ОВЧ, описана реализация экспериментального тракта, использованная в опытной зоне аналого-цифрового ЧМ/DRM-радиовещания в полосе частот 87,5–108 МГц в Санкт-Петербурге в период 2019‒2020 гг. Даны рекомендации по применению системы цифрового радиовещания DRM на переходном периоде в диапазоне ОВЧ в Российской Федерации.
Традиционно, наиболее информативным средством измерения параметров линейных оптических трактов волоконно-оптических систем связи является оптический рефлектометр во временной области с простым зондирующим сигналом. Недостатками такого рефлектометра являются известные ограничения на динамический диапазон и разрешающую способность. Для улучшения перечисленных характеристик в работе рассматривается возможность применения технологии корреляционных рефлектометров с зондирующим сигналом в виде фрагментов псевдослучайных последовательностей. Проведенное в работе исследование доказывает преимущества таких рефлектометров перед традиционными.
ISSN 2712-8830 (Online)