Барбанель Е. С., Бойков М. С., Бухинник А. Ю., Точилов В. Н.

Аннотация

Постановка задачи. Организация перспективных автоматизированных систем дистанционного контроля и управления (АСДКУ) промышленных объектов требует включения в состав контролируемых пунктов (КП) системы универсальных контроллеров (УК), обладающих набором радио- и проводных интерфейсов для обмена данными с диспетчерскими пунктами (ДП) и другими КП. Для решения данной задачи в СПбГУТ разработан УК UCSUT-01, структура и основные функции которого описаны в настоящей статье. Цель работы. Используемые в настоящее время алгоритмы сбора данных с датчиков телесигнализации и телеизмерений КП и протоколы обмена данными на участке КП – ДП не обеспечивают в полной мере требования к современным АСДКУ, поэтому в данный работе предлагаются усовершенствованные процедуры телеизмерений и протоколы обмена данными. Результат. На основе анализа требований, предъявляемых к УК КП, разработаны процедуры телеконтроля, реализующие как режим текущего контроля с регистрацией аварийных ситуаций на объекте, так и архивирование результатов телеизмерений в виде среднечасовых значений измеряемых параметров и осциллограмм. Предложены оригинальные протоколы обмена данными между УК и OPC-сервером ДП. Обсуждаются вопросы увеличения информационной емкости участков контроля путем локального комплексирования УК. Новизна: по сравнению с существующими УК разработанный контроллер с набором оригинальных протоколов обмена обладает существенно расширенными функциональными возможностями. Практическая значимость: результаты исследования могут использоваться для организации систем АСДКУ нового поколения .

Ключевые слова
автоматизированная система сбора и передачи телеметрической информации, контролируемый пункт, диспетчерский пункт, универсальный контроллер, телеизмерение, телесигнализация, телеуправление, телерегулирование, установка, цифровые интерфейсы, канал связи, мобильная связь, протоколы обмена данными, технология OPC, модуль расширения.
DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-1-1-15

EDN GGKORC

Арефьев А. С., Варыгин А. А., Фокин Г. А.

Аннотация

Постановка задачи: стремительное развитие и уплотнение сетей широкополосного беспроводного доступа четвертого (4G LTE) и пятого (5G NR) поколений определяют необходимость поиска путей повторного использования частот. Известным решением данной проблемы является концепция когнитивного радио. Использование искусственного интеллекта в сетях радиодоступа в целом, и применение нейросетевого подхода с глубоким обучением для распознавания сигналов стандартов LTE и NR в частности, обладают серьезным потенциалом для практической реализации повторного использования частотного ресурса согласно концепции когнитивного радио. Целью работы является анализ моделей, методов и алгоритмов, позволяющих распознавать сигналы стандартов NR и LTE на основе записи выборок радиосигналов, полученных с помощью предварительно записанных сигналов NR и LTE в программном обеспечении MatLab. В настоящей работе рассматриваются процедуры сканирования и распознавания участков спектра. Исследованы операции по обучению сети семантической сегментации для идентификации этих сигналов в широкополосной спектрограмме и использованию обученной сети для последующего зондирования спектра и распознавания сигналов стандартов NR и LTE. Используемым методом для апробации концепции когнитивного радио является зондирование спектра для получения информации о занятости полос частот в заданном местоположении первичными пользователями, а также выявление участков спектра, доступных для использования вторичными пользователями без вмешательства в работу первичных пользователей в режиме реального времени. Элементом новизны работы является использование нейросетевого подхода при анализе целевого сигнала NR и LTE. Результат: обученная на основе нейросетевого подхода и методов глубокого обучения модель способна различать сигналы стандартов NR и LTE. Теоретическая / Практическая значимость: программная реализация спектрального зондирования реализована с использованием среды MatLab и позволяет выполнять экспериментальную апробацию приемника когнитивного радио при анализе структуры целевого сигнала стандартов NR и LTE на основе нейросетевого подхода и методов глубокого обучения.

Ключевые слова
MatLab, LTE, NR, когнитивное радио, сеть семантической сегментации, глубокое обучение.
DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-1-16-28

EDN GEOTKR

Горбачева Л. С., Волков А. Н.

Аннотация

Постановка задачи. Происходящие в настоящее время фундаментальные изменения в развитии сетей и систем связи сконцентрированы в концепции создания метавселенных. Несмотря на то, что эта концепция в рамках работ Международного Союза Электросвязи (МСЭ) появилась лишь в 2023 г., исследования в этой области уже занимают первую строчку в научных публикациях по сетям и системам связи. В Российской Федерации этому направлению работ еще не уделяется требуемого внимания. Целью работы является анализ материалов Сектора стандартизации телекоммуникаций МСЭ (далее ‒ МСЭ-Т) на предмет определения структуры и характеристик метавселенных на основе результатов работы фокус-группы МСЭ-Т по метавселенным. Используемым методом является системный анализ. Результат: получено фундаментальное определение метавселенное, структура, включая виртуальные и зеркальные миры, характеристики метавселенных. Научная новизна исследования заключается в том, что подобный анализ был проведен впервые. Теоретическая / Практическая значимость: Полученные результаты позволяют точно определить вектор дальнейших исследований и начать комплекс научных исследований по метавселенным на единой понятийной и системной базе, соответствующей международным стандартам.

Ключевые слова
метавселенная, виртуальный мир, зеркальный мир, совместимость, мультивселенная.
DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-1-29-39

EDN PDZPEP

Копылов Д. А., Мендельсон М. А., Егоров В. А., Лютин В. И.

Аннотация

Постановка задачи: в современных системах связи большую популярность приобрели низкоплотностные коды LDPC, позволяющие реализовать на практике декодеры для них. В условиях жестких ограничений производительности оборудования актуальной является задача поиска и исследования характеристик алгоритмов декодирования этих кодов. Целью работы является нахождение упрощенного алгоритма декодирования кодов LDPC и исследование его помехоустойчивости. Используемые методы: для решения поставленной задачи используется имитационное моделирование на компьютере с целью сравнения помехоустойчивости известных алгоритмов декодирования и предложенного алгоритма. Научная новизна: исследованы характеристики помехоустойчивости представленного варианта алгоритма Bit Flip (с инверсией бит) для декодирования кода LDPC с регулярной структурой проверочной матрицы с применением градиентного спуска и процедурой выхода из локального минимума. Результат: найден конкретный вариант алгоритма Bit Flip для кода LDPC с регулярной структурой проверочной матрицы с применением градиентного спуска и процедурой выхода из локального минимума. Приведены результаты моделирования на компьютере. Теоретическая значимость: исследованы характеристики помехоустойчивости для предложенного варианта алгоритма декодирования кода LDPC с регулярной структурой проверочной матрицы. Практическая значимость: при применении в приемнике данного алгоритма декодирования кода LDPC появляется возможность по имеющимся зависимостям коэффициента ошибок от отношения сигнал/шум рассчитывать параметры системы связи.

Ключевые слова
помехоустойчивые коды, код LDPC, проверочная матрица, Bit Flip, метод наискорейшего спуска.
DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-1-40-56

EDN FMEVCV

Владимиров С. С.

Аннотация

Предмет исследования. В статье представлен новый протокол сетевого кодирования IPv6NC, основанный на применении расширенных заголовков сетевого протокола IPv6. Цель работы: разработка нового протокола сетевого кодирования IPv6NC для возможности реализации механизмов многоадресной передачи и ретрансляции с сетевым кодированием в различных системах передачи данных. Используемые методы: анализ существующих принципов и моделей сетевого кодирования, а также применение расширенных заголовков протокола IPv6 для передачи параметров сетевого кодирования. Основные результаты. Описаны подходы к применению сетевого кодирования, для которых применим представленный протокол. Рассмотрены параметры сетевого кодирования, которые необходимо передавать в заголовках пакетов для выполнения сетевого кодирования. Представлен порядок кодирования параметров сетевого кодирования в формате тип‒длина‒значение для стандартных расширенных заголовков IPv6. Приведена структура специального расширенного заголовка для передачи параметров сетевого кодирования. Научная новизна заключается в том, что впервые для протокола IPv6 используются расширенные заголовки с сетевым кодированием. Практическая значимость. Разработанный протокол предназначен для реализации многоадресной передачи и ретрансляции с сетевым кодированием в различных системах передачи данных.

Ключевые слова
сетевое кодирование, IPv6, расширенные заголовки, IPv6NC.
DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-1-57-69

EDN FJDHCO